混凝土泵車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臂架油缸及回轉(zhuǎn)臺的設(shè)計(jì).doc

摘要隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的的大型化和復(fù)雜化對混凝土機(jī)械提出了越來越高的要求。具有眾多優(yōu)點(diǎn)和較高經(jīng)濟(jì)效益的混凝土泵車得到了普及和應(yīng)用，混凝土泵車已成為當(dāng)今建筑施工企業(yè)必不可少的專用設(shè)備。本文首先介紹了混凝土泵車的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，重點(diǎn)對混凝土泵車的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)液壓部分及臂架油缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)；同時(shí)對回轉(zhuǎn)頭部件與油缸相連的部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，并根據(jù)泵車零部件標(biāo)準(zhǔn)確定了回轉(zhuǎn)頭的主要尺寸及組成部件?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)減速器帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)頭安裝在回轉(zhuǎn)支承上隨著回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)臂架在回轉(zhuǎn)平臺上在0360范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，臂架展開收攏及其混凝土澆注時(shí)定位均是由變幅油缸推（拉）動(dòng)變幅機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容主要包括：1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)液壓部分的設(shè)計(jì),回轉(zhuǎn)支承裝置的選型與計(jì)算。2回旋支承滿足上車布料桿（含混凝土總量）的傾翻力矩的計(jì)算。3回轉(zhuǎn)臺的強(qiáng)度校核及臂架油缸設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案可行，能滿足泵車性能要求。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：機(jī)構(gòu)簡單,節(jié)省投資，控制方便。對目前國內(nèi)的混凝土泵車的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：混凝土泵車；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；回旋驅(qū)動(dòng)部分；液壓系統(tǒng)；臂架液壓缸；回轉(zhuǎn)臺AbstractAstherapiddevelopmentofthenationaleconomy,incresingdemandshavebeenmadebythelargeandcomplicatedstructionoftheconstruction.Pumptruckswithmanyadvantagesandeconomicbenefitshavebeenusedwidelyandtheyhavebeentheessentialequipmentduringthecontructiontoday.Thispaperfirstlyintroducesthestructurandfeaturesofthepumptruckswiththemostimportantofthedesignoftheswingbodyandcalculatethestrengthofthemechanicalpartsoftherotaryandoilbankandmakesurethemainsizesandpartsoftherotaryheadaccordingthestandardpartsofthepumpcar.The-turn-around-organlitation,makesthedecelationmachineroundbytheliquid-press-machine,therotaryheadwhichinstalledonrotarysufacemovesbyitandmakestheArmturnaroundduring0360,thefunctionofArmmachineisachievedbythemovingofOilBank.Thespecificcontentsincluding:1.ThespecificoftheRotaryandRotarryhydraulicpart,alsotheselectionandcalculationoftheRotarrysupport.2.ThecalculationoftherollovertorqneoftheRoundaboutsuport.3.Theprojctofthecalculationofrotarrybaseandthedesignoftheoilurnisresonableandcanmeettherequirments.Themainfeaturesofthedesignare:simlestructurelowinvestmentconvenientcontrol.Thedesignhassomereferentvaluetothedomesticoptinaldesignofpumptrucks.Keyword:PumpcretemachinevehicleSwivelingmechanismManeuversupportingHydraulicsystemThetankofboomT目錄1緒論.11.1概述.11.2國內(nèi)外混凝土泵車的發(fā)展概況.11.3混凝土泵車的選擇與技術(shù)管理.32泵車的基本組成及主要技術(shù)參數(shù)確定.52.1混凝土泵車的基本組成與構(gòu)造.52.1.1混凝土泵車基本組成.52.1.2混凝土泵車構(gòu)造.52.2主要性能參數(shù)的確定.63混凝土泵車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案.73.1底盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型.73.2泵送系統(tǒng)設(shè)計(jì).73.3臂架系統(tǒng)設(shè)計(jì).83.4支腿油箱設(shè)計(jì).83.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及回轉(zhuǎn)臺選型計(jì)算.93.6操縱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).104回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).114.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)支承裝置簡述.114.2回轉(zhuǎn)支承裝置的選擇.134.2.1載荷的確定.134.2.2回轉(zhuǎn)支承裝置的受力分析.134.2.3回轉(zhuǎn)支承裝置的強(qiáng)度計(jì)算.154.2.4回轉(zhuǎn)支承聯(lián)接螺栓選型及強(qiáng)度校核.164.3回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)分析.174.3.1回轉(zhuǎn)阻力矩計(jì)算.184.3.2馬達(dá)軸回轉(zhuǎn)功率.204.3.3回轉(zhuǎn)小齒輪設(shè)計(jì).204.4減速器的選擇.234.4.1明確選擇所需技術(shù)要求.234.4.2根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度選規(guī)格.234.4.3校核熱功率.234.4.4校核瞬時(shí)尖峰載荷.234.4.5按機(jī)械設(shè)備總布局要求總體減速機(jī)型號.235泵車液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì).245.1混凝土泵車液壓系統(tǒng)簡述.245.2電液比例換向閥在液壓系統(tǒng)中的重要作用.245.3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì).255.4液壓元件主要工作參數(shù)的計(jì)算與選擇.265.4.1液壓泵的選擇計(jì)算.265.4.2液壓馬達(dá)的選擇與計(jì)算.275.4.3液壓控制閥的選擇.285.4.4輔助裝置的選擇.285.5液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算.295.5.1液壓系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算.295.5.2液壓系統(tǒng)總效率的驗(yàn)算.305.5.3液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗(yàn)算.306臂架液壓油缸設(shè)計(jì)及回轉(zhuǎn)臺強(qiáng)度校核.326.1臂架液壓缸的作用及結(jié)構(gòu).326.1.1液壓缸的作用.326.1.2液壓缸的結(jié)構(gòu).326.2液壓缸主要零件的材料及技術(shù)要求.326.3液壓缸設(shè)計(jì)步驟.336.4液壓缸主要零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算.336.4.1缸筒計(jì)算.336.4.2缸筒底部厚度計(jì)算.356.4.3缸筒端部螺紋連接部分校核計(jì)算.356.4.4活塞桿及其部分計(jì)算.356.4.5最小導(dǎo)向長度的確定.356.4.6液壓缸進(jìn)、出油口尺寸的確定.366.5液壓缸的強(qiáng)度校核.366.5.1缸筒壁厚校核.366.5.2活塞桿直徑校核.366.5.3活塞桿的彎曲穩(wěn)定性校核計(jì)算.366.5.4焊接缸筒的校核.366.6回轉(zhuǎn)臺的選型及強(qiáng)度校核.376.6.1回轉(zhuǎn)臺的主要結(jié)構(gòu).376.6.2回轉(zhuǎn)臺底板與回轉(zhuǎn)支承聯(lián)接螺栓處強(qiáng)度校核.386.6.3回轉(zhuǎn)臺油缸連接處的的強(qiáng)度校核.39結(jié)論.41致謝.42參考文獻(xiàn).43附錄.44英文原文.44中文翻譯.591緒論1.1概述混凝土泵車是在拖式混凝土輸送泵的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種專用機(jī)械設(shè)備，混凝土泵車的應(yīng)用，將混凝土輸送和澆注工序合二為一，節(jié)約了時(shí)間，節(jié)省了勞動(dòng)力；同時(shí)完成水平和垂直輸送，省去了起重環(huán)節(jié)，不需再設(shè)混凝土中間運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了混凝土質(zhì)量，與混凝土運(yùn)輸車相配合，實(shí)現(xiàn)了混凝土輸送過程完全機(jī)械化大大提高了運(yùn)輸效率?；炷帘密囀菍⒒炷帘冒惭b在汽車底盤上，利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，通過動(dòng)力分動(dòng)箱將動(dòng)力傳給液壓泵，然后帶動(dòng)混凝土泵工作?；炷镣ㄟ^布料桿，可送到一定的高度與距離。對于一般性的建筑物施工，混凝土泵車有著獨(dú)特的優(yōu)越性，它移動(dòng)方便，輸送幅度與高度適中，可節(jié)省一臺起重機(jī)，因此在一般建筑工地很受歡迎。1.2國內(nèi)外混凝土泵車的發(fā)展概況1.2.1國外混凝土泵車的發(fā)展概述混凝土泵的研究最早開始于德國，1907年德國就開始研究混凝土泵，并取得專利權(quán)。此后，1913年美國制造出混凝土泵樣機(jī)也取得專利。1932年荷蘭人庫依曼制造出臥式缸的庫依曼型混凝土泵，成功的解決了混凝土泵的構(gòu)造原理問題，大大提高了工作的可靠性。此后混凝土泵即進(jìn)入小規(guī)模的試用階段。第二次世界大戰(zhàn)之，各國陸續(xù)開始經(jīng)濟(jì)恢復(fù)工作，建筑工程規(guī)模日益擴(kuò)大，混凝土泵的銷路較好，應(yīng)用日漸增多。五十年代中葉，聯(lián)邦德國的托克里特公司首先發(fā)展了用水作為工作液體的液壓泵，使混凝土泵車進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。1959年，聯(lián)邦德國的施維英(Schwing)公司生產(chǎn)出第一臺全液壓的混凝土泵，它用油作為工作液體來驅(qū)動(dòng)活塞和閥，使用后用壓力水沖洗泵和輸送管。這種液壓泵功率大、排量大、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，可做到無級調(diào)節(jié)，泵的活塞還可逆向動(dòng)作以減少堵塞的可能性，因而使混凝土泵的設(shè)計(jì)、制造和泵送施工技術(shù)日趨完善。此后，為了提高棍凝土泵的機(jī)動(dòng)性，在六十年代中期又研制了混凝土泵車，并配備了可以回轉(zhuǎn)和伸縮的布料桿，使混凝土泵的澆筑工作更加靈活多變。在活塞式混凝土泵不斷完善的過程中，美國的查倫奇一考克兄弟(Chollenge-ookBors)公司于1963年又研制了一種新型的擠壓式混凝土泵。這種泵的工作原理與活塞式混凝土泵迥然不同，它是利用轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪擠壓軟管中的混凝土混合物而進(jìn)行輸送的?；炷帘冒打?qū)動(dòng)方式分為活塞式混凝土泵和擠壓式混凝土泵兩種。活塞式混凝土泵是應(yīng)用最早也是最有發(fā)展前途的一種混凝土泵?；钊交炷帘弥校鶕?jù)驅(qū)動(dòng)力的不同，又有機(jī)械式活塞泵和液壓式活塞泵之分。擠壓式混凝上泵在六十年代后期盛行，但是由于這種混凝土泵的排量較小，輸送距離不如活塞式大，因而應(yīng)用逐漸減少?；炷帘酶鶕?jù)能否移動(dòng)以及移動(dòng)的方式，分為固定式、拖動(dòng)式和汽車式。德國斯維英公司1965年開始生產(chǎn)混凝土泵車，1968年推出42m布料桿泵車。1982年該公司摒棄了剛注冊專利的“S”管閥后推出了裙閥。與“S”形管閥相比，零部件受力情況得到改善,閥室流道短結(jié)構(gòu)緊湊，并一直獨(dú)家享有其專利。隨后在80年代中期，德國的施維英公司又開發(fā)了臂長為50m的泵車,并且產(chǎn)品已形成系列化?；炷帘密嚥剂蠗U的垂直高度1652m共13個(gè)品種,其混凝土輸送量為56150m3/h,布料桿節(jié)數(shù)有二節(jié)、三節(jié)，最多有四節(jié)，最大混凝土輸送壓力5.510.8Mpa。泵車底盤驅(qū)形式最大10X6,大中小機(jī)型規(guī)格齊全，便于用戶選用。同時(shí)該公司亦很重視塔式臂架泵的開發(fā)，這種高大的泵送設(shè)備特別適用于工期較長的大型工程和在預(yù)制構(gòu)件廠中裝備應(yīng)用。德國普茨曼斯特公司生產(chǎn)的混凝土泵車布料桿的長度也有13種。布料桿的垂直高度1662m，布料桿節(jié)數(shù)最多為五節(jié)；混凝土輸送量66200m3/h。該公司生產(chǎn)的M62型泵車，臂架長度58m，五節(jié)臂，垂直布料高度62m,最大輸送量200m3/h。底盤形式12X6，總重62t，是當(dāng)今世界上最大的混凝土泵車。近年來普茲邁斯特公司生產(chǎn)了支承寬度僅3m的混凝土泵車，使泵車可在狹窄的建筑工地作業(yè)；該公司生產(chǎn)的BRF2112H型泵車采用外斜支承，減輕了整機(jī)重量，臂架的運(yùn)動(dòng)和泵的工作利用無線電遙控，采用了集中潤滑，液壓系統(tǒng)符合節(jié)能要求。普茨邁斯特公司作為閉式系統(tǒng)的代表，堅(jiān)持采用閉式系統(tǒng)，不斷地提高和完善控制功能，使混凝土泵工作更精細(xì)、更可靠。堅(jiān)持采用電開關(guān)換向，獨(dú)立的擺動(dòng)油缸控制系統(tǒng)，把技術(shù)特點(diǎn)放在主油泵排量控制上，促進(jìn)了混凝土泵車技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善。1.2.2我國混凝土泵車的發(fā)展概況混凝土泵車在國內(nèi)實(shí)際工程中大規(guī)模應(yīng)用，這只能從1979年算起。當(dāng)時(shí)，上海寶鋼工程從日本三菱重工引進(jìn)了四部DC-5115B型混凝土泵車，配以容量6m3的混凝土運(yùn)輸攪拌車，在各種大型鋼筋混凝土工程上得到應(yīng)用。與此同時(shí)，上海第八建筑工程公司仿制了前聯(lián)邦德國托克里特以水作為壓力介質(zhì)的臂架式混凝土泵車。80年代，國產(chǎn)泵車年產(chǎn)量約在50臺左右。1983年湖北建設(shè)機(jī)械廠投資150萬美元引進(jìn)了日本石川島播磨的IPF85B型混凝上泵車，研制生產(chǎn)了第一臺楚天牌HJC517085臂架式混凝土泵車，并在1985年被國家經(jīng)貿(mào)委確定為替代進(jìn)口產(chǎn)品。1988年在引進(jìn)的基礎(chǔ)上，研制生產(chǎn)了具有國產(chǎn)底盤的HBB85A型臂架式泵車并通過建設(shè)部鑒定，此時(shí)國產(chǎn)化率達(dá)84%。同時(shí)，利用這一技術(shù)開發(fā)的HBT60型拖式混凝土泵也于當(dāng)年通過鑒定投產(chǎn)。該泵車用的集流閥組和混凝土分配閥于1990年分別在貴州183廠和湖北建機(jī)公司研制成功。到80年代末期，國產(chǎn)85B泵車在市場的保有量己達(dá)120臺量，打破了我國泵送機(jī)械市場依賴進(jìn)口設(shè)備的