目 录
1混凝土概况………………………………………………………………………1
1.1 国外泵送混凝土技术的发展………………………………………………1
1.1.1 德国………………………………………………………………………1
1.1.2 美国………………………………………………………………………1
1.1.3 日本………………………………………………………………………2
1.1.4 俄罗斯……………………………………………………………………2
1.2 国内泵送混凝土技术的发展………………………………………………3
1.3 泵送混凝土技术的特点……………………………………………………4
1.3.1 施工效率…………………………………………………………………4
2、方案论证…………………………………………………………………………5
2.1 混凝土泵的基本结构…………………………………………………………5
2.2 混凝土泵的分类方法…………………………………………………………5
2.2.1 按排量分……………………………………………………………………6
2.2.2 按工作原理分………………………………………………………………6
2.2.3 按移动分……………………………………………………………………6
3、混凝土泵的设计…………………………………………………………………7
3.1 混凝土泵液压系统……………………………………………………………7
3.1.1 混凝土泵液压系统总体分析………………………………………………8
3.1.2 分配阀………………………………………………………………………9
3.2 混凝土基本机构的计算……………………………………………………15
3.2.1 泵送压力的计算……………………………………………………………15
3.2.2 进油方式的确定……………………………………………………………15
3.2.3 混凝土缸和主油缸行程的确定……………………………………………16
3.2.4 主油缸和混凝土缸的零件设计根据………………………………………18
3.2.5 校核活塞杆强度……………………………………………………………19
3.2.6 焊接校核……………………………………………………………………20
3.2.7 液压元件选型………………………………………………………………20
3.2.8 控制系统计算………………………………………………………………22
3.3 料斗与搅拌系统……………………………………………………………24
3.3.1 料斗功能……………………………………………………………………24
3.3.2 料斗基本结构………………………………………………………………24
3.3.3 料斗的容积…………………………………………………………………27
3.3.4 搅拌系统基本结构…………………………………………………………27
3.3.5 搅拌的液压系统……………………………………………………………28
3.4 摆动系统的设计……………………………………………………………30
3.4.1 摆动系统的设计和计算……………………………………………………30
3.4.2 S管型分配阀的工作原理…………………………………………………32
3.4.3 负载阻力矩计算……………………………………………………………33
3.4.4 双缸驱动的摆动机构的结构………………………………………………35
3.4.5 摆动油缸的设计……………………………………………………………35
3.4.6 摆动油泵的工作原理与选型………………………………………………36
3.4.7 电磁电液阀的工作原理……………………………………………………37
3.4.8 蓄能器的选择………………………………………………………………38
3.4.9 泵送液压系统辅助元件的确定……………………………………………40
3.4.10 花键轴的设计与效率……………………………………………………41
3.5 其它液压辅助系统的设计与校核…………………………………………47
3.5.1 系统的发热验算…………………………………………………………47
3.5.2 冷却器的选型………………………………………………………………49
3.5.3 发动机的选型………………………………………………………………53
3.5.4 联轴器的选型………………………………………………………………54
3.5.5 混凝土泵的保养与维修……………………………………………………55
3.5.6 车架的设计…………………………………………………………………58
3.6 润滑系统……………………………………………………………………59
3.7 混凝土泵缸及密封方法……………………………………………………60
……
结论…………………………………………………………………………………67
参考文献……………………………………………………………………………68
翻译部分……………………………………………………………………………69
英文原文…………………………………………………………………………69
中文译文…………………………………………………………………………74
致谢…………………………………………………………………………………78
摘 要
拖挂式混凝土泵是目前在建筑工程中广泛应用的主要混凝土机械之一。一般混凝土泵的工作机构是由推送机构、分配阀及料斗的搅拌装置组成，因而液压式混凝土泵的液压系统同样也包括这三个工作机构：推送机构回路即主油路系统、分配阀油路系统及搅拌油路系统。主要采用全液压传动方式。它可以较好的使用于建筑工程中，工作范围广。正常工作时，不需要其它附属设备，使用机动灵活。最近几年，在建筑工程推广应用的泵送混凝土技术，以其效率高、费用低、节省劳力、水平和垂直运输可一次连续完成、使用狭窄施工现场等优点，愈来愈受到人们的重视。
本设计围绕着当今拖挂式混凝土泵的特点，主要设计以下相关问题：
首先，介绍了混凝土泵在国内国外的发展历史和状况。
其次，着重讨论了混凝土泵主要设计方案的确定。通过多种形式的比较，最终选定其液压系统、泵送系统、分配阀系统、搅拌系统、摆动系统的解决方案。
然后，对具体相关所需数字进行计算和条件校核。从而确定了整个混凝土泵的设计。
最后，在对其会出现的一些故障等进行说明，并叙述怎样进行维修。
关键字：拖挂式混凝土泵、液压系统、摆动系统、搅拌系统、泵送系统
Abstract
Tuogua concrete pump is widely used in the construction of one of the main concrete machinery. General concrete pump from the work of agencies is pushing institutions, distribution of the mixing valve and the hopper device components, thus hydraulic concrete pump the hydraulic system also includes the work of these three institutions: Push agencies loop system that is the main Circuit, Distribution systems and mixing valve Circuit system. All the main use of hydraulic transmission mode. It can be better used in construction, the scope of work. Normal working hours, do not need other ancillary equipment, the use of mobile and flexible. In recent years, popularization and application of the construction of pumping concrete technology, with its high efficiency, low-cost, labour-saving, horizontal and vertical transportation to complete the first row, the use of the advantages of a narrow construction site, people are more and more attention.
The contemporary design around the concrete pump Tuogua the characteristics of the main design issues related to the following.
First of all, on the concrete pump in the history of the development of domestic and foreign situation.
Second, focus on the concrete pump design options determination. Through various forms of comparison, the final selection of its hydraulic system, pumping systems, distribution valve system, stirring, swinging system solutions.
Then, on specific figures related to the required calculations and check conditions. To determine the entire concrete pump design.
Finally, there will be some of their faults, such as a description, and describes how to carry out repairs.
Keywords: Tuogua concrete pumps, hydraulic system, swing system, stirring system, pumping system.
1、 混凝土泵概况
在混凝土工程施工过程中，由于混凝土有时间的严格限制，所以其运输和浇筑是一项繁重的、关键性的工作。尤其是对大型钢筋混凝土构筑物和高层建筑，如何正确选择混凝土的运输工具和浇筑方法尤为重要，它往往能决定施工工期的长短和劳动量消耗的大小。最近几年，在建筑工程推广应用的泵送混凝土技术，以其效率高、费用低、节省劳力、水平和垂直运输可一次连续完成、使用狭窄施工现场等优点，愈来愈受到人们的重视。
1.1、国外泵送混凝土技术的发展
1.1.1德国
从最早的混凝土泵的出现，至今已有90多年历史。德国为混凝土泵的创始国，于1907年就开始研制混凝土泵，是世界上第一个取得混凝土泵专利的国家。1927年，德国的弗里茨 海尔(Fritz Hell)设计了一种新型混凝土泵，并第一次获得应用。1930年，德国又制造了立式单缸球阀活塞泵。由于这种泵是靠曲柄和摇杆传动，又是立式单缸，因而工作性能较差。其后德国的托克里特（Torkret）公司仿照生产了荷兰人库依曼（J.C.Kooyman）在1932年发明的库依曼型混凝土泵，这种泵有一个卧式缸及两个由联杆操纵联动的旋转阀，从而极大地提高了工作的可靠性。20世纪50年代中叶，德国的托克利特公司首先发明了用水作为工作液体的液压泵，使混凝土泵进入了一个新的发展阶段。1959年，德国的施文英公司便生产出了第一台全液压混凝土泵，使混凝土泵的设计制造和泵送技术方面日趋完善，为混凝土泵规模用于实际工作创造了有利条件。
德国是欧洲混凝土泵发展最快的国家，目前拥有一些规模较大、世界著名的混凝土泵制作企业，如施维英（Schwing）公司、赛勒（Scheele）公司、施泰特（Stetter）公司、普茨迈斯特（Putzmeister）公司等。目前，德国生产的最大功率的混凝土泵，最大排量为159m3/h，最大水平运距为1600m，最大垂直运距为400m，是当今世界上最大的混凝土泵。
1.1.2、美国
美国是继德国之后混凝土泵发展较早的国家，1913年美国考纳尔Cornell设计出曲轴机械传统的混凝土泵取得专利权，并制造出第一台混凝土泵。20世纪30年代中期，美国的亲贝尔特（Chain Belt）公司得到了生产荷兰库依曼型混凝土泵的特许，陆续制造了具有活塞式混凝土泵雏形的库依曼型混凝土泵，并在混凝土工程中得到应用，但直到第二次世界大战，混凝土泵仍处于小规模的试用阶段。在1963年，美国查伦奇 考克兄弟（Challenge-Cook Bros）公司研制成功了挤压式混凝土泵。利用转动的滚轮挤压软管中的混凝土混合物来进行泵送的。这种混凝土泵构造简单，价格低廉，一度很受欢迎。
美国有不少混凝土泵制造企业，如罗斯（Rose）、伊利（Erie）、霍内（Hormet）、瑞德（Reed）、福来纳（Freightliner）、摩根（Morgen）、汤姆逊（Thomsem）、混凝土泵（Pumpt）公司等。生产的混凝土泵，最大排量为110 m3/h，最大水平运距610m，最大垂直运距达152m。
1.1.3、日本
日本泵送混凝土起步较晚，但发展很迅速。在1950年，日本石川岛播磨重工从德国托克里特公司引进输送量为10m3/h、水平运距为240m的机械式混凝土输送泵。日本生产的混凝土泵，再20世纪70年代其排量已达100m3/h，最大水平运距为600m，最大垂直运距为150m。由于道路条件和施工现场建筑物密集的特点，日本设备小型化趋势明显。日本石川岛播磨重工生产的IPG45B-6N16型泵车，臂长14m，排量为45m3/h，压力为6MPa，总重只有7.95吨。IPH30B-1N13型泵车总重只有6吨。可以看出，小型泵车重量虽轻，但性能参数并不低。
日本拥有一批大型混凝土泵制造企业，如三菱重工、石川岛播磨中国、极东开发、新泻铁工所、萱昌（Kayaba）、光泽（Koyo）、日工（Nikko）、田中（Tanka）等企业，产量都较高，产品向世界各国出口。
1.1.4、俄罗斯
前苏联从1926年起研制混凝土泵。1932年前苏联的列宁格勒工业大学制造了双缸隔膜式混凝土泵，并在莫斯科运河工程上应用，由于存在许多缺点，未能到达。
20世纪60年代中期，为了提高混凝土泵的机动性，又研制成功了混凝土泵车，使混凝土泵由固定式发展成为车载式，同时，为了使混凝土浇筑更加方便，又在混凝土泵车上加装了可以回转的伸宿的布料杆，可以将混凝土拌合物直接入仓，大大提高了混凝土的浇筑速度。1963年，美国的查伦奇 考克兄弟公司又研制了一种挤压式混凝土泵，这种混凝土泵构造简单、价格低廉，但由于输送距离小，目前已不使用。
随着科学技术的飞速发展，混凝土泵的构造目前还在不断的完善，尤其在阀门系统和液压系统方面仍在不断革新，在提高功率和可靠性方面仍在进行大量的研究和探讨、大功率、高效率的新型混凝土泵将不断出现。
1．2、国内泵送混凝土技术的发展
我国在泵送混凝土技术方面起步较晚，自50年代才从国内引进混凝土泵，60年代初才考试仿照苏C-284型固定式混凝土泵制造，但一直未得到推广应用。70年代初，原第一机械工业部建筑机械研究所与原沈阳振捣器厂实用机型混凝土泵的研制工作，于1975年试制成功HB-8型固定式活塞泵。1978年6月，原国家建委电力工业部水电七局水工机械厂，参照日本700S-1型护凝土泵研制成功了HB-30型混凝土泵。1979年，上海第八建筑工程公司，仿制了德国托克利特式以水作为压力介质的带布料杆混凝土泵车，华东电力建设局设计了HBC-65型混凝土泵车。
进入20世纪80年代，使我国混凝土泵研制和生产的兴旺发达时期，由于大规模基本建设的急需，促使生产企业竞相研制和生产新型的混凝土泵，使我国混凝土泵研制和生产迈出了可喜的一步。湖北建设机械股份公司、沈阳建设机械总公司、建设部中联建设产业公司、三一重工业集团有限公司、山东方圆集团公司、徐州三公建设机械厂等生产企业，所生产的混凝土泵和泵车的型号基本呢齐全，从小排量到大排量，从低压到高压基本都能生产，为我国不呢歌颂混凝土技术的发展均做出了一定贡献。其中沈阳建设机械总公司生产的HBT100型泵送压力已达16MP，三一种工业集团有限公司生产的三一牌HBT60Cxing泵送压力已达16.5MP，因而国产混凝土泵也能一泵高度达到200M以上。
进入20年代90年代，高层建筑在我国大中城市蓬勃兴起，其中大多数是用混凝土泵输送混凝土拌合物，创造了一个又一个的一泵泵送的高度。如389.9M高的广州中天广场，用BSC1400HD-CAT型混凝土泵2台，将C60高强混凝土泵至146.4M，将C30和C50混凝土一泵泵至321.9M：384M高的深圳地王商业大厦，用BSC1400HD-CAT型混凝土泵，将混凝土泵送至325M：420.5Mgao的上海金茂大厦，一泵的泵送高度达到382M，创造了国内一泵泵送高度纪录。
其他结构和构筑物，再利用泵送混凝土方面也取得了良好效果。如上海杨浦大桥的桥塌，用Putzmeister2100型混凝土泵对C50混凝土一泵高度达208M：上海东方明珠电视塔，将C60混凝土泵至180M、C50混凝土泵至225M、C40混凝土泵至350M：广东大亚湾90万KW压水堆型核电站反应堆的高强混凝土，也是用混凝土泵输送的：北京西客站、高205Mde武汉国际商贸中心大厦、高244.7M的青岛中银大厦等超高层建筑，多数都是用泵送混凝土。以上自已证明，我国在高层建筑混凝土泵送技术方面已接近国际先进水平。
在大体积混凝土泵送施工方面，自90年代以来我国也取得了巨大成就。如上海中鑫大厦地板混凝土10000M3，采用6台混凝土泵车、70辆混凝土搅拌运输车，53H全部浇筑完毕：新上海国际大厦地板混尼姑凝土17000M3，采用12台混凝土泵车，100辆混凝土搅拌运输车，64H就浇筑完毕：大连麒端中心承台，厚4~6M、浇筑量为21000M3，分四块浇筑，其中最大的一块超过10000M3，用8台混凝土泵车、45辆混凝土搅拌运输车，65H就浇筑完毕。仅以上几例说明，我国在利用混凝土泵车和混凝土搅拌运输车方面，俄达到了较高的水平。
我国地域广阔，各地区的经济实力差距较大，在推广应用泵送混凝土技术方面，发展还很不平衡，存在着“东热西冷”现象。由于我国预拌（商品）混凝土在混凝土总量中仅占8%左右。远远落后于日本、德国等发达国家，因此，推广泵送混凝土技术还相当艰巨，还是摆在建筑技术人员面前的一项重要任务。
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