擎天柱混凝土泵車說(shuō)明書(shū)

“擎天柱”37X-4R混凝土泵車----說(shuō)明書(shū)團(tuán)隊(duì)名稱：擎天柱參賽組員：譚力凡劉玨高穎目錄背景說(shuō)明……………………2作品概述……………………3結(jié)構(gòu)及功能概述……………4力學(xué)分析……………………7作品亮點(diǎn)……………………9結(jié)束語(yǔ)………9一、背景說(shuō)明：自從水泥發(fā)明后，混凝土的輸送與澆注就一直是人們研究的對(duì)象，傳統(tǒng)的建筑施工方式是采用吊斗，效率低，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展要求，直到二十世紀(jì)五十年代德國(guó)施維英公司才生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)的拖式混凝土輸送泵，使拖式混凝土輸送泵得到了迅猛發(fā)展，泵送能力不斷增強(qiáng)，極大地提高了在高層建筑施工中的生產(chǎn)效率，后來(lái)，在二十世紀(jì)七十年代又研制出了集行駛、泵送、布料功能于一體的混凝土泵車，它較原來(lái)的拖式泵車更有優(yōu)勢(shì)?；炷帘密囀菍⒂糜诒盟突炷恋谋盟蜋C(jī)構(gòu)和用于布料的臂架集成在汽車底盤(pán)上的專用車輛。工作時(shí)，利用汽車底盤(pán)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，通過(guò)分動(dòng)箱將動(dòng)力傳給液壓泵，然后帶動(dòng)混凝土泵送機(jī)構(gòu)和臂架系統(tǒng)，泵送系統(tǒng)將料斗內(nèi)的混凝土加壓送入管道內(nèi)，管道附在臂架上，臂架可移動(dòng)，從而將泵送機(jī)構(gòu)泵出的混凝土直接送到澆灌點(diǎn)，它臂架上附著管道，無(wú)須另配管道，開(kāi)到工作地點(diǎn)后，很快就能打開(kāi)臂架進(jìn)行工作，通常在半小時(shí)內(nèi)就能準(zhǔn)備就緒，準(zhǔn)備時(shí)間短；而且配備液壓卷折式臂架，在工作范圍內(nèi)能靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)，布料方便快捷，工作效率高；并且具有自動(dòng)化程度高，整臺(tái)泵車從泵送到布料均能由一人操作，一般配備無(wú)線遙控系統(tǒng)，操作方便等等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)20世紀(jì)70年代開(kāi)始探索混凝土泵車，80年代引進(jìn)技術(shù)開(kāi)始制造混凝土泵。1993年中聯(lián)重科的前身中聯(lián)公司成立就意味著國(guó)產(chǎn)混凝土泵的制造具有真正的意義。僅僅20年的發(fā)展，中國(guó)成為世界上最大的混凝土泵的國(guó)家。2007年泵車的銷售量約3000臺(tái)，拖泵約為6500臺(tái)，而同期國(guó)外混凝土泵的總量?jī)H為12000臺(tái)左右。目前，以中聯(lián)、三一為代表的制造商所生產(chǎn)的混凝土泵已經(jīng)達(dá)到較高水平。中國(guó)混凝土機(jī)械十幾年的高速發(fā)展預(yù)示著混凝土泵車的技術(shù)將會(huì)擁有前景廣闊的舞臺(tái)，會(huì)成為工程機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域眾人關(guān)注的“明日之星”。中聯(lián)重科繼承了長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究院的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建有國(guó)家級(jí)技術(shù)中心，是中國(guó)工程機(jī)械協(xié)會(huì)8個(gè)專業(yè)分會(huì)會(huì)長(zhǎng)及秘書(shū)長(zhǎng)單位，混凝土機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處單位。科研和技術(shù)攻關(guān)力量十分雄厚，設(shè)計(jì)、試驗(yàn)手段先進(jìn)。先后完成重大科研課題670多項(xiàng)，負(fù)責(zé)制（修）訂國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)300多項(xiàng)，目前是187項(xiàng)有效標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂歸口單位，行業(yè)技術(shù)覆蓋率75%以上。中聯(lián)重科先后完成了90多項(xiàng)國(guó)家“九五”、“十五”、“863”等國(guó)家重大裝備開(kāi)發(fā)、科技攻關(guān)課題和專項(xiàng)，被科技部確定為“十一五”三項(xiàng)國(guó)家科技支撐計(jì)劃的承擔(dān)單位。中聯(lián)重科由“科技產(chǎn)業(yè)化”到“產(chǎn)業(yè)科技化”的發(fā)展思路和模式，被國(guó)家科技部?jī)扇尾块L(zhǎng)朱麗蘭、徐冠華評(píng)價(jià)為：科研院所改革的成功樣板，國(guó)有企業(yè)改革的成功典范，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域院所和企業(yè)的改革提供了新的成功經(jīng)驗(yàn)和深刻啟示。二、作品概述：1、基本組成：此模型仿照中聯(lián)公司的混凝土泵車ZLJ5293THB，采用卷折式四節(jié)臂架結(jié)構(gòu)，x型支腿，由底盤(pán)，臂架系統(tǒng)，轉(zhuǎn)塔，泵送機(jī)構(gòu)等組成。其中底盤(pán)由汽車底盤(pán)、分動(dòng)箱組成；臂架系統(tǒng)由多節(jié)臂架、連桿、油缸和連接件等部分組成；轉(zhuǎn)塔由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、固定轉(zhuǎn)塔和支撐結(jié)構(gòu)等組成。底盤(pán)：臂架系統(tǒng)：轉(zhuǎn)塔：泵送機(jī)構(gòu)：2、主要參數(shù)：37米混凝土泵車技術(shù)參型號(hào)“擎天柱”37X-4R整車參數(shù)全長(zhǎng)775mm總寬255mm總高312mm自重1800g臂架及支腿參數(shù)臂架垂直高度1955mm臂架水平長(zhǎng)度1850mm臂架垂直深度818mm最小展開(kāi)高度835mm第一節(jié)臂長(zhǎng)度570mm轉(zhuǎn)角90°第二節(jié)臂長(zhǎng)度375mm轉(zhuǎn)角180°第三節(jié)臂長(zhǎng)度360mm轉(zhuǎn)角180°第四節(jié)臂長(zhǎng)度348mm轉(zhuǎn)角260轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度±270°前支腿長(zhǎng)度190mm后支腿長(zhǎng)度320mm底盤(pán)參數(shù)長(zhǎng)600mm寬92mm高41mm第一軸距382mm第二軸距98mm3、使用材料：整個(gè)模型除了在連接過(guò)程處使用了膠水、大頭針、塑料管等材料，其余均使用了PVC板和木制棒（約占總重的2%），符合制作要求。三、結(jié)構(gòu)及功能概述：1、底盤(pán)結(jié)構(gòu)：混凝土泵車底盤(pán)主要用于泵車移動(dòng)和工作時(shí)提供動(dòng)力。通過(guò)氣動(dòng)裝置推動(dòng)分動(dòng)箱中的拔叉，撥叉帶動(dòng)離合套，可將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)箱切換。切換到汽車后橋使泵車行駛，切換到液壓泵則進(jìn)行混凝土的輸送和布料。底盤(pán)部分由汽車底盤(pán)、分動(dòng)箱、傳動(dòng)軸等幾部分組成。臂架結(jié)構(gòu)整個(gè)模型中，臂架結(jié)構(gòu)為最主要的也是最難做的部分。它主要由多節(jié)臂架、連桿、油缸、連接件鉸接而成的可折疊和展開(kāi)的平面四連桿機(jī)構(gòu)組成，根椐各臂架間轉(zhuǎn)動(dòng)方向和順序的不同，臂架有多種折疊形式，我們所做的模型為有結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)的R型。臂架可簡(jiǎn)化為一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的懸臂梁，其主要載荷為自重。我們做模型時(shí)主要考慮臂架強(qiáng)度大、剛性好、重量輕等特點(diǎn)，結(jié)合受力情況將其完成。（1）臂架結(jié)構(gòu)：（3）泵送范圍：轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)塔主要由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、固定轉(zhuǎn)塔（連接架）和支撐結(jié)構(gòu)等幾部分組成組成，轉(zhuǎn)塔安裝在汽車底盤(pán)中部，行駛時(shí)其載荷壓在汽車底盤(pán)上；而泵送時(shí)，底盤(pán)輪胎脫離地面，底盤(pán)和泵送系統(tǒng)也掛在轉(zhuǎn)塔上，整個(gè)泵車（包括底盤(pán)、泵送系統(tǒng)、臂架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)塔自身）的載荷由轉(zhuǎn)塔的四條支腿傳給地面。臂架系統(tǒng)安裝在轉(zhuǎn)塔上，轉(zhuǎn)塔為臂架提供一個(gè)穩(wěn)固的底座，整個(gè)臂架可以在這個(gè)底座上旋轉(zhuǎn)360°度，每節(jié)臂架還能繞各自的軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)塔的四個(gè)支腿直接支撐著地面。（1）支撐結(jié)構(gòu):（2）轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)泵送系統(tǒng)泵送系統(tǒng)是混凝土泵車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于將混凝土沿輸送管道連續(xù)輸送到澆注現(xiàn)場(chǎng)。我們主要以泵管的形式作為其代表。變幅機(jī)構(gòu)（1）原理圖：（2）實(shí)物圖：四、力學(xué)分析：抗傾覆計(jì)算：混凝土泵車在下面兩種狀態(tài)下最容易發(fā)生傾覆事故，我們通過(guò)相關(guān)的力學(xué)公式，計(jì)算出底盤(pán)的最小質(zhì)量并據(jù)此設(shè)計(jì)制作，從而在實(shí)際工作中避免傾覆失穩(wěn)事故的發(fā)生?？v向全伸展：構(gòu)件名稱質(zhì)量Mi（g）距離Xi（mm）底盤(pán)1650.060第一節(jié)臂85.5280第二節(jié)臂56.4758第三節(jié)臂54.1937第四節(jié)臂57.51112末端軟管5.01663前支腿（包含在底盤(pán)質(zhì)量中）160后支腿（包含在底盤(pán)質(zhì)量中）330以后支腿為支點(diǎn)，則順時(shí)針力矩M1=G2*(X2-L2)+G3*(X3-L2)+G4*(X4-L2)+G5*(X5-L2)+N1*（L1+L2）逆時(shí)針力矩M2=G0*(L2-X0)+G1*(L2-X1)（Gi=Mi*g）不會(huì)發(fā)生傾覆的條件是前支腿支撐力N1>0，由力矩平衡列等式M1=M2，代入數(shù)據(jù)解得N1≈6.823N符合要求，不會(huì)發(fā)生傾覆。2、側(cè)向全伸展：構(gòu)件名稱質(zhì)量（g）距離Xi（mm）底盤(pán)MG1650.00第一節(jié)臂85.5285第二節(jié)臂56．4758第三節(jié)臂54.1937第四節(jié)臂57.51112末端軟管G55.01663左前支腿L1（包含在底盤(pán)質(zhì)量中）255左后支腿L2（包含在底盤(pán)質(zhì)量中）330右前支腿L3（包含在底盤(pán)質(zhì)量中）255右后支腿L4（包含在底盤(pán)質(zhì)量中）330以右后支腿為支點(diǎn)，則：順時(shí)針力矩M1=G2*(X2-L2)+G3*(X3-L2)+G4*(X4-L2)+G5*(X5-L2)+N4(L4+L2)逆時(shí)針力矩M2=G0*(L2)+G1*(L2-X1)不會(huì)發(fā)生傾覆的條件是右后支腿支撐力N4>0，由力矩平衡列等式M1=M2，代入數(shù)據(jù)解得N4≈5.529N符合要求，不會(huì)發(fā)生傾覆。五、作品亮點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜：整個(gè)模型總計(jì)有上百個(gè)零件，可活動(dòng)部位多，工作量大。2、功能完備：我們通過(guò)各種鉸接，連桿，轉(zhuǎn)軸，使支腿可伸縮，轉(zhuǎn)塔可旋轉(zhuǎn)，臂架可伸展，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)混凝土泵車的基本功能。3、仿真度高：我們通過(guò)對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的仔細(xì)觀察，制作出逼真的駕駛室，儲(chǔ)油罐，護(hù)欄，料斗，泵管以及電器系統(tǒng)等部件，從而使整個(gè)泵車的外觀更加精美，與實(shí)際外觀更加接近。六、結(jié)束語(yǔ)此次模型制作，我們?nèi)齻€(gè)人查閱了大量的中聯(lián)泵車材料的相關(guān)資料，在制作時(shí)遇到了很多超出預(yù)期的困難，特別是臂架結(jié)構(gòu)以及細(xì)節(jié)的制作，明顯比我們一開(kāi)始想的要難得多，我們花費(fèi)大量時(shí)間與指導(dǎo)老師不斷交流討論如何制作并且不斷試驗(yàn)，最終做成了我們現(xiàn)在的效果。這期間我們的進(jìn)度時(shí)快時(shí)慢，而我們的心情起伏也隨之改變，由于期末考試臨近，我們不得不加班制作趕工，周末更是連天制作，一段時(shí)間下來(lái)，都感到十分疲憊，但是我們?nèi)齻€(gè)大一學(xué)生，懷著一種希冀，也抱著一種第一次嘗試希望做好的決心，對(duì)于這個(gè)構(gòu)造復(fù)雜的模型傾注了我們大量的心血，如果大家仔細(xì)看，會(huì)發(fā)現(xiàn)可