混凝土搅拌泵车是一机多用的一种工程机械，它集混泥土运输、泵送、布料功能于一身。其紧凑的结构和高效的灵活特点，更加适合在狭小的工地甚至居民区进行施工。搅拌泵车自带混凝土可以满足小方量泵送作业的需求，在大方量泵送工作时，它可以补充搅拌车运输过程中缺料的弊端，实现不断地泵送，省时又经济。泵车的核心技术就是液压系统的设计，由于泵车的工作条件恶劣，要求实现的动作较复杂，于是对液压系统的设计提出了较高要求，其液压系统也是工程机械液压系统中较为复杂的。因此，对泵车液压系统的分析设计对推动我国泵车发展具有十分重要的意义。

本次设计的课题是SY5430JBC28混凝土搅拌泵车液压系统设计，内容首先陈述了课题提出的背景，分析了泵车的发展趋势及市场需求，再对泵车的基本构造进行确定。通过对泵车液压系统总体分析设计了开式回路，制定了液压系统工作原理图和各回路液压系统工作原理图。最后完成对泵送机构进行设计与计算和配套件选型。

此设计在整体上结构布局合理,液压元件的选择和使用具有较好的经济性和实用性,并且性能方面得到了最好的发挥。

Content summary

Concrete pump truck is a machine with an engineering machinery, it sets concrete transport pump, cloth, in a function. Its compact structure and efficient and flexible characteristics, is more suitable for small sites even residential area construction. Mixing pump carrying concrete can meet the demand of small-size pumping operation in large quantity, pump work, it can complement the mixer transportation process in short of material defects, to achieve continuous pumping, time-saving and economic. Pump the core technology is the design of the hydraulic system, the pump 's working conditions, the demands of the movement is complex, and the hydraulic system design put forward higher requirements, the hydraulic system of engineering machinery hydraulic system is more complex. Therefore, the pump hydraulic system analysis of the design on the promotion of China's pump development has very important significance.

This design is the subject of SY5430JBC28concrete pump hydraulic system design, content is first stated the background, analysis of the pump and the development trend of the market demand, the basic structure of pump. The pump hydraulic system overall analysis of the design of open loop, developed hydraulic system principle diagram and the circuit hydraulic system principle diagram. The final completion of the pumping mechanism design and calculation and matching pieces of selection.

The design on the whole structure of reasonable layout, the choice of hydraulic components and use with good economical and practical performance, and has been the best play.

内容提要Ⅰ

Content summaryⅡ

1 绪论1

1.1 前言1

1.2 课题提出的背景1

2 泵车结构4

2.1 底盘部分4

2.2 臂架系统8

2.3 泵送系统14

3 液压系统的设计21

3.1 液压系统动作说明21

3.2 泵送回路22

3.3 泵送的高低压切换23

3.4 泵车臂架部分液压系统的设计26

总结46

参考文献47

附录48

致谢49

1 绪论

1.1 前言

搅拌泵车集混凝土运输、泵送、布料功能于一身，具有结构紧凑和高效灵活的特点，其自带混凝土可以满足小方量泵送作业的需求；在大方量泵送工作时，它可以补充搅拌车运输过程中缺料的弊端，实现不间断地泵送，省时又经济，从而提供一个全新的混凝土作业方案。[1]在作业中，搅拌泵车的动力装置的动力驱动拌筒的正反转以及转速的变化，来完成进料、搅拌、搅动、出料，再驱动泵送机构、搅拌机构、分配机构和臂架机构等工作装置。而液压系统作为泵车最重要组成部分，随着施工要求的提高，人们对液压系统的要求越来越高。[2]

1.2 课题提出的背景

1.2.1 课题提出的宏观背景

我国搅拌泵车起步较晚，当时靠从国外引进搅拌泵车到国内进行施工。随着我国建筑业的发展，泵车生产厂家逐渐增多，但臂架部分开始大都是进口，如中联中科、辽宁海若从意大利引进臂架，安徽星马从日本极东引进臂架，徐州工程机械厂从普茨迈斯特引进臂架等等，现在逐步改为自制为主和进口为辅生产配套模式。

参考文献

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内容简介：: 邵阳学院毕业设计（论文）任务书年级专业08级机械与能源工程系（现代制造技术方向）学生姓名禹优鹏学号0841127215课题名称SY5430JBC28搅拌泵车液压系统设计设计(论文)起止时间2011年11月15日至2012年05月24日课题类型工程设计课题性质真实一、课题研究的目的与主要内容研究目的：1.通过该课题的研究和设计巩固所学的有关专业理论知识，掌握液压系统设计一般的过程；2. 本设计将基于自已所学的专业,对搅拌泵车液压系统进行的设计,在这过程中可以用到专业领域各科知识,如液压传动,机械设计等,这将是多自己大学四年以来所学的知识进行一次大的总结。3.可以通本次设计提高自己查找和查阅资料的能力，提高自己的设计水平，提高动手能力，这样有利于自己以后的工作。研究的主要内容:在这个设计中主的要设计内容为：液压系统的工作要求、液压系统方案的确定、液压站的设计、最后绘制出全部的图纸和编写出设计说明书。二、基本要求（1）认真分析前面初步确定的搅拌泵车液压系统设计方案，并查找相关设计手册确定主要技术参数。（2）查找征对设计有用的文献资料，通过自己实习的体会并查相关的标准，然后使用CAD设计软件，绘制出重要零部件图并完成装配图的绘制，最后按照指导老师的要求，正确完成说明书和图纸。（3）整理资料，撰写设计、计算说明书，整理译文。注：1此表由指导教师填写，经系、教研室主任审批生效；2此表1式3份，学生、系、教务处各1份。三、课题研究已具备的条件（包括实验室、主要仪器设备、参考资料）设计中要用到学校的图书馆以及实验室，这些学校都具备。学校和有关企业提供了大量的相关资料、技术支持以及实验设备和实验场地。学校图书馆收藏了许多有关专业方面的知识书籍和周刊，并且提供了网络化的机房，可以在中国期刊网、维普网、万方数据库、超星数字图书馆等网站查阅有关资料。并且通过自己对对相关资料的收集，已有相当的资料来帮助完成这次的设计。四、设计（论文）进度表1）12月底之前完成：课题申报表、任务书、开题报告 2）4月15日回校前完成：毕业实习相关内容（实习日志、实习鉴定表、实习报告）3）4月底前完成：中期检查表、翻译、以及计划进程中应该完成的内容4）毕业答辩前：论文、图纸+附录、附件五、教研室审批意见教研室主任（签名）年月日六、系审批意见主管系领导（签名）：单位（公章）年月日指导教师（签名）：学生（签名）：禹优鹏内容提要混凝土搅拌泵车是一机多用的一种工程机械，它集混泥土运输、泵送、布料功能于一身。其紧凑的结构和高效的灵活特点，更加适合在狭小的工地甚至居民区进行施工。搅拌泵车自带混凝土可以满足小方量泵送作业的需求，在大方量泵送工作时，它可以补充搅拌车运输过程中缺料的弊端，实现不断地泵送，省时又经济。泵车的核心技术就是液压系统的设计，由于泵车的工作条件恶劣，要求实现的动作较复杂，于是对液压系统的设计提出了较高要求，其液压系统也是工程机械液压系统中较为复杂的。因此，对泵车液压系统的分析设计对推动我国泵车发展具有十分重要的意义。本次设计的课题是SY5430JBC28混凝土搅拌泵车液压系统设计，内容首先陈述了课题提出的背景，分析了泵车的发展趋势及市场需求，再对泵车的基本构造进行确定。通过对泵车液压系统总体分析设计了开式回路，制定了液压系统工作原理图和各回路液压系统工作原理图。最后完成对泵送机构进行设计与计算和配套件选型。此设计在整体上结构布局合理,液压元件的选择和使用具有较好的经济性和实用性,并且性能方面得到了最好的发挥。图纸目录图纸目录邵阳学院2012届毕业设计编号名称SY5430JBC28搅拌泵车液压系统设计图号共1页第1页序号图纸编号图纸名称张数备注012341JBBC28-01搅拌泵车液压原理图2JBBC28-02搅拌泵车臂架液压原理图3JBBC28-03搅拌泵车支腿动作回路液压原理图4JBBC28-04四臂油缸装配图5JBBC28-05活塞杆6JBBC28-06缸筒组件7JBBC28-07活塞JBBC28-08缸筒9JBBC28-09后端盖10JBBC28-10导向套11JBBC28-11缓冲套塞12毕业设计(论文)课题名称 SY5430JBC28搅拌泵车液压系统设计学生姓名禹优鹏学号 0841127215 系、年级专业机械与能源工程系2008级机械类（现代制造技术方向）指导教师戴正强职称讲师二一二年五月一、课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平1.1课题来源随着我国经济的迅猛发展，我国泵车制造行业也在飞速发展。已经历了一个自主开发引进学习借鉴国产化的往复循环过程。近年来，我国市场出现了多样化的要求，正在逐步向高进度、高速化以及高技术的方向发展。液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化等开发性工作方面，日益显示出显著的成绩。今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断创新，不断地提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求。在此选取一个项目作自己的毕业课题，对搅拌泵车液压系统进行设计，这样不但可以深入了解搅拌泵车的工作原理，同时也是对自己这大学期间所学的专业知识进行一次大的总结。1.2目的意义1.21.通过该课题的研究和设计巩固所学的有关专业理论知识，掌握液压系统设计一般的过程；1.22. 本设计将基于自已所学的专业,对搅拌泵车液压系统进行的设计,在这过程中可以用到专业领域各科知识,如液压传动,机械设计等,这将是多自己大学四年以来所学的知识进行一次大的总结。1.23.可以通本次设计提高自己查找和查阅资料的能力，提高自己的设计水平，提高动手能力，这样有利于自己以后的工作。1.3国内外现状及水平泵车的制造业以德国走在最前面，代表了当今世界的最高水平。目前臂架最高的泵车是中国三一重工生产的，其垂直高度达86米。此外还有施维茵莱西等品牌。在亚洲，起步相对比较发迟，不过也有一些让世人认可的产品，比如说：日本的石川岛播磨韩国的现代等在我国，泵车的制造业起步更晚，开发生产是从80年代初期开始。最开始是基于部件的组装，或是通过技贸结合方式引进技术生产与部分零件引进相结合的生产制造模式生产泵车。国内最早的是湖北建设机械厂从日本石川岛皤磨引进臂架生产楚天开始。随着建筑业的发展，城市商品混凝土的使用，泵车的应用增多，其需求的增大。大大的激发了我国研发制造泵车的脚步，生产厂家也迅速增多。不过大多数的生产厂家是与国外知名品牌合作，从那原装进口臂架。如徐州工程机械厂就是从普茨迈斯特引进臂架；内蒙古第二机械厂引进莱西臂架等，唯独只有三一重工是自己生产臂架。现在随着市场对泵车需求的迅猛增加，国内的泵车生产厂家也迅速增多。如三一重工楚天中联重科浦沅星马骏马等。但是随着我国商品混凝土的发展，这些厂家的产量远远不够，出现了供不应求的壮况已久，许多的厂家订单已经积压，交不了车的现象大有存在。国内泵车的迅猛发展，是离不开生产技术的更新猛进的。现在泵车设计向高泵送排量大以及高智能化自动化轿车化方向发展。二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施2.1研究的主要内容：在这个设计中主的要设计内容为：液压系统的工作要求、液压系统方案的确定、液压站的设计、最后绘制出全部的图纸和编写出设计说明书。2.2 工程技术方案:在整个设计过程中,我们首先要对搅拌泵车液压系统的工况分析,再拟订搅拌泵液压系统原理图，再进行液压系统的计算和选择液压元件,其次对液压系统进行验算，然后绘制正式工作图和编制技术文件,最后编制出设计说明书,完成所有的设计工作。在设计过程中最关键的一步就是对搅拌泵车液压系统的设计，在这里将根据液压系统的技术指标对该系统进行整体方案设计，对其功能和工作原理进行分析，初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件，按照所给机构性能参数和液压性能参数进行元件的选择计算，通过对系统性能的验算，以满足该搅拌泵车所要达到的要求。2.3 研究方法、步骤和要求：2.31调查研究，分析课题，并收集相关资料完成开题报告和文献综述（1）查阅和搅拌泵车液压系统相关的文献资料，认真思考课题，并记录对课题研究有用的相关知识点，然后总结归纳。（2）根据所查阅的文献资料，通过老师的指导，撰写文献综述和开题报告，确定自己在设计中思路、步骤、计划和把握住重点。2.32详细设计（1）认真分析前面初步确定的搅拌泵车液压系统设计方案，并查找相关设计手册确定主要技术参数。（2）查找征对设计有用的文献资料，通过自己实习的体会并查相关的标准，然后使用CAD设计软件，绘制出重要零部件图并完成装配图的绘制，最后按照指导老师的要求，正确完成说明书和图纸。（3）整理资料，撰写设计、计算说明书，整理译文三、现有基础和具备的条件通过四年的学习，本人已经掌握了基本的专业知识，对本课题的相关学科有一定的了解，具有了相关的理论基础。学校还组织进行了各种课程设计，积累了一定的经验，对本次设计将会有很大的帮助。本人在三一重工进行了实习，对该公司的产品有一定的了解。本次设计中也将用到一些该公司现有的产品，不需要自己在进行重复设计，从而可以在一定程度上减少设计的工作量，而且还可以使设计出的系统更加先进，更有实用价值。湖南三一重工提供了大量的相关资料、技术支持以及实验设备和实验场地。学院图书馆收藏了许多有关专业方面的知识书籍和周刊，并且提供了网络化的机房，可以在中国期刊网、维普网、万方数据库、超星数字图书馆等网站查阅有关资料。现具有液压搅拌泵车布置图一张及其相关的技术参数和要求、机械设计手册、液压传动与气压传动、可编程序控制器应用技术、电子技术、零件设计手册等相关资料和液压泵、液压阀等液压元件的相关资料。除了以上的资料，还有AUTOCAD、PRO/E、OFFICE等相关的绘图软件和工作软件。设计中要用到学校的图书馆以及试验室，这些学校都具备。学校和有关企业提供了大量的相关资料、技术支持以及实验设备和实验场地。学校图书馆收藏了许多有关专业方面的知识书籍和周刊，并且提供了网络化的机房，可以在中国期刊网、维普网、万方数据库、超星数字图书馆等网站查阅有关资料。并且通过自己对对相关资料的收集，已有相当的资料来帮助完成这次的设计。3.1 参考文献：1 液压设计手册，机械工业出版社2 成大先，机械设计手册液压传动，化学工业出版社3 官忠范、李笑、杨敢，液压系统设计调节失误实例分析，机械工业出版社4 张利平，液压站设计与使用，海洋出版社5 濮良贵、纪名刚，机械设计（第五版），高等教育出版社6 机械设计手册，机械工业出版社7 邢鸿雁、张磊，实用液压技术300题，机械工业出版社8 张利平，液压传动与控制，西北工业大学出版社9 成打先,机械设计手册，化学工业出版社10 任建勋、韩尚勇等，液压传动计算与系统设计，北京机械工业出版社11 朱育权，立式回转工作台式组合机床液压系统设计，液压与气动 2005 年第10 期12 陈桂芳,张月楼，H236 型组合机床液压系统的改进设计，液压与气动 2007 年第2 期13 张苓，叠加阀在组合机床液压系统中的应用14 李刚，拉削组合机床液压系统组合机床与自动化加工技术3.2 其它方面：1、通过大学四年相关专业知识的学习,具备了一定的设计理论的基础。2、通过工厂的生产实习，撑握了一定的设计和制造的技巧和经验。四、总的工作任务，进度安排以及预期结果 4.1总的工作任务：对搅拌泵车液压系统进行方案论证、性能计算和结构计算1) 搅拌泵车液压系统基本概况和研究背景介绍2) 液压原理图分析设计3) 液压系统结构设计4) 绘制液压原理图、总装配图及部分零件图。5) 编写设计计算说明书4.2进度安排：1）12月底之前完成：课题申报表、任务书、开题报告 2）4月15日回校前完成：毕业实习相关内容（实习日志、实习鉴定表、实习报告）3）4月底前完成：中期检查表、翻译、以及计划进程中应该完成的内容4）毕业答辩前：论文、图纸+附录、附件4.3预期结果：1.通过该课题的研究和设计巩固所学的有关专业理论知识，掌握液压系统设计一般的过程。2. 本设计将基于自已所学的专业,对搅拌泵车液压系统进行的设计,在这过程中可以用到专业领域各科知识,如液压传动,机械设计等,这将是多自己大学四年以来所学的知识进行一次大的总结。3.可以通本次设计提高自己查找和查阅资料的能力，提高自己的设计水平，提高动手能力，这样有利于自己以后的工作。五、指导教师审查意见指导教师（签名）年月日六、教研室审查意见教研室主任（签名）年月日七、院（系）审查意见院（系）主任（签名）年月日备注毕业设计（论文）开题报告书课题名称 SY5430JBC28搅拌泵车液压系统设计学生姓名禹优鹏学号 0841127215 系、年级专业机械与能源工程系 08机械类（现代制造技术方向）指导教师戴正强 2011年12月25日邵阳学院毕业设计（论文）1 绪论1.1 前言搅拌泵车集混凝土运输、泵送、布料功能于一身，具有结构紧凑和高效灵活的特点，其自带混凝土可以满足小方量泵送作业的需求；在大方量泵送工作时，它可以补充搅拌车运输过程中缺料的弊端，实现不间断地泵送，省时又经济，从而提供一个全新的混凝土作业方案。1在作业中，搅拌泵车的动力装置的动力驱动拌筒的正反转以及转速的变化，来完成进料、搅拌、搅动、出料，再驱动泵送机构、搅拌机构、分配机构和臂架机构等工作装置。而液压系统作为泵车最重要组成部分，随着施工要求的提高，人们对液压系统的要求越来越高。21.2 课题提出的背景1.2.1 课题提出的宏观背景我国搅拌泵车起步较晚，当时靠从国外引进搅拌泵车到国内进行施工。随着我国建筑业的发展，泵车生产厂家逐渐增多，但臂架部分开始大都是进口，如中联中科、辽宁海若从意大利引进臂架，安徽星马从日本极东引进臂架，徐州工程机械厂从普茨迈斯特引进臂架等等，现在逐步改为自制为主和进口为辅生产配套模式。20世纪50年代我国生产过机械式混凝土泵，由于当时的技术水平很低，生产批量很少，在20世纪80年代初，国产混凝土泵车的总保有量尚不足200台，臂架式混凝土泵车更是一项空白。在此期间，我国的一些大型混凝土浇筑工程，在很大程度上基本依靠进口设备。从20世纪80年代初开始，经过20余年的努力，我国臂架式混凝土泵车取得了长足的发展，设计水平、制造能力都有了很大提高。据统计，目前我国混凝土输送泵制造商已达100多家，分布于全国各地。但是由于各制造商的技术水平、制作工艺、生产能力等参差不齐，产品差距也较大。目前国内生产能力最强的企业是以三一重工、中联重科、徐州重型及福田重机为代表的第一梯队，第二梯队中以辽宁海诺、湖北建机、安徽星马和上海鸿得利等企业为主，它们的产量占了全行业的90%以上。1我国臂架式混凝土泵车近年来有了快速的发展，在产品的稳定性和工艺方面，虽然还不如国外的产品，但比20世纪的产品有了长足的进步。在性价比、售后服务等方面我国的产品具有明显的竞争优势，且更加符合国内的实际施工情况。其中，中联重科、三一重工在臂架式混凝土泵车的研发方面走在了同行的前面。中联重科制订了混凝土泵车标准，还研发了泵车远程维护与定位系统。三一重工的混凝土泵车，无论在泵送压力、泵送排量，还是在稳定性、可靠性等方面，都可与国外著名品牌产品相媲美，其泵送机械系列产品已热销到中东、北非及南亚等地。1.2.2 课题提出的行业背景（1）我国搅拌泵车行业发展现状及存在的问题国产臂架式混凝土搅拌泵车因为起步较晚，近两年国内各企业纷纷加强了技术引进与质量控制，设计开发了具有自主知识产权的臂架式混凝土搅拌泵车，技术创新成为国内臂架式混凝土搅拌泵车发展的助推器。而各大部件的技术发展趋势也代表了国内臂架式混凝土搅拌泵车整车的发展方向。但随着搅拌泵车行业的急速发展，其中也出现了不少的问题：各制造商的技术水平、制作工艺、生产能力等参差不齐，产品差距也较大。目前国内生产能力最强的企业是以三一重工、中联重科、徐州重型及福田重机为代表的第一梯队，第二梯队中以辽宁海诺、湖北建机、安徽星马和上海鸿得利等企业为主，它们的产量占了全行业的90%以上。环境污染严重，能耗高。搅拌泵车行业本身属于高能耗、高污染行业，生产过程中消耗大量资源和能源，产生的废气、废水、废渣、等对环境造成严重污染。近年来，随着全社会环保意识的增强，我国政府出台了一系列政策、措施加大节能、减排力度，各地方政府也制定相应法令、法规，整治行业污染，搅拌泵车行业面临资源、能源和环境问题的严峻挑战。（2）国外搅拌泵车行业发展现状及今后发展趋势自动化、智能化是所有设备追求的目标，对于环境恶劣、劳动强度大的混凝土泵2邵阳学院毕业设计（论文）送设备尤其重要。目前在国外搅拌泵车自动化技术已取得了一定成就，比如：全自动高低压切换、泵送排量无级调节、砼活塞自动退回、发动机转速闭环控制等，但这些还远远不够。今后混泥土泵车将是电液高度集成，充分利用数字控制技术、智能传感等技术的高科技产品，主要有以下一些特点：防堵管控制堵管是混凝土泵送经常遇到的事。堵管若能及早发现并采取正确的措施，一般都能排除，但发现太晚或没有采取正确的措施，管道就肯堵死，引起长时间的施工中断，甚至影响建筑质量。防堵管控制采用压力传感器实时监测管道，当堵塞发生时，管道内压力会出现异常，压力传感器会将这异常讯号传到 PLC，PLC 将立即发出警示，同时自动采取疏通措施：先饭泵23次，然后根据堵塞的情况调整泵送参数后进行正泵疏通。由于计算机自动控制，总能在第一时间内采取正确的措施，杜绝堵管的发生，保障施工顺利进行。智能臂架目前泵车臂架只能有操作者直接控制每一节臂架的动作，使臂架运动到理想的工作位置。而智能臂架的每一节臂都安装有位置传感器，通过计算机实现闭环控制和运动协调控制。操作时，只需一个开关命令，控制计算机就能按规定程序控制臂架实现初始时的自动展开和用毕后的自动收拢；只需要给出泵车臂架末端出料口位置，就能实现多节臂的协调动作，使臂架自动以最佳形态平稳移动到目标位置，简化了臂架操控过程，提高了控制精度，也提高了施工效率。也可以预先设定臂架末端出口移动路线，使泵车按程序设定的方式连续布料。1防倾翻保护首先混凝土泵车的支腿展开后能自动进行地面、支腿位置及整机水平等一系列检测，发现有问题将会报警并锁住臂架不能展开臂架在运行的时候，PLC 仍会时刻监控整车的稳定性，发现四条支腿受力出现不稳定情况时，臂架将会自动停止向危险的方向运动，同时发出警示。最大限度的保障安全。故障诊断3由于数字控制技术、智能传感等技术的发展，最终将会出现故障自诊断技术，混凝土泵车将会有一个良好的人机界面。计算机会整机进行监控，出现问题时，计算机能自动识别并通过人机界面与操作者进行交流，明确显示的部位及故障的类型。比如活塞磨损到一定程度，系统会自动提示更换活塞；或者是转速不对、功率不足等，系统都能自动向操作者提示。2 泵车结构混凝土泵车在结构上可大致分为底盘、搅拌筒、进出料装置、臂架系统、泵送系统、液压系统及电控系统等五个组成部分。图2.1 整机图【2】2.1 底盘部分2.1.1 底盘底盘实现泵车的行驶功能，也是工作部分的动力来源。泵车底盘是在通用载重底盘的基础上进行改装：在传动轴中间插入分动箱，并在底盘主梁上增加副梁作为臂架系统的固定基座。SANY系列泵车底盘有日本五十铃（ISUZU）、瑞典沃尔沃（VOLVO）德国奔驰（Mercedes-Benz）三种品牌。五十铃底盘最大吨位为38吨4邵阳学院毕业设计（论文）适合 45 米以下泵车，排放标准为欧；奔驰底盘最大吨位为41吨，适合48米以下泵车，排放标准为欧；沃尔沃底盘最大吨位为50吨，适合公司所有泵车，排放标准为欧。此搅拌泵车采用日本五十铃（ISUZU）的底盘。2.1.2 分动箱（1）分动箱的用途泵车分动箱输入轴通过传动轴与汽车变速箱相连，而动力输出有两种方式，一是通过输出轴将动力传到后桥。这种方式用于汽车行驶工况；另一种方式则是通过三轴带动液压泵，液压泵输出压力油驱动各工作机构，这种方式用于泵送工况。两种方式的切换是通过气缸来完成的。将汽车发动机功率分作两种用途：泵车行驶，混凝土泵送，挂行驶档时发动机功率传到后桥，泵车行驶；挂挡在泵送位置时，前、后桥传动轴脱开，汽车不能行驶，发动机功率全部用于泵送。（2）分动箱的结构输入轴1通过轴承2和轴承13安装，滑动齿轮11通过花键与输入轴1配合，可在轴上滑动并与始终输入轴1一同转动。齿轮4通过轴承3装在输入轴1上，与输入轴1没有固定传动。齿轮轴（输出轴 A）12通过轴承15和轴承14安装在壳体上。齿轮10通过轴承6安装在壳体上。轴8（输出轴 B）通过轴承7安装在壳体上，轴的两端为内花键齿套用于联接油泵。齿轮9与轴8由键联接两者共同转动。汽车行驶时滑动齿轮11滑向右边，带动齿轮轴（输出轴 A）12将动力传予汽车后桥。泵送时滑动齿轮11滑向左边，带动齿轮4，通过齿轮10将运动传予齿轮9和输出轴B，最后将动力传予油泵。滑动齿轮11的滑动由气缸18控制。压缩空所进入气缸无杆腔时，气缸活塞右移带动拨叉16，拨叉16将滑动齿轮11推向右边与齿轮12啮合。压缩空所进入气缸有杆腔时，气缸活塞左移带动拨叉16，拨叉16将滑动齿轮11推向左边与齿轮4的内齿啮合。分动箱由以下零、部件组成：51联结盘 2输入轴 3轴承盖 4密封圈 5输入轴轴承 6汽缸 7空套齿轮 8离合套 9拨叉 10过桥轴承 11拨叉杆 12输出轴 13静密封圈 14输出轴轴承 15二轴小轴承 16二轴 17过渡套 18油泵 19联结套（油泵、三轴） 20三轴 21三轴大轴 22三轴齿轮 23三轴小轴承 24臂架泵 25二轴齿轮 26挡圈（二轴） 27二轴大轴承 28一轴挡圈 29箱体 30滚针轴承 31油标2.1.3 搅拌筒搅拌筒是混凝土搅拌运输车的主要部件，主要用于承载和搅拌混凝土。在筒体内焊有两条互错 180的螺旋叶片，当筒体顺时针旋转时，混凝土将被叶片连续不断的推送到搅拌筒的底部，到达筒底的混凝土又被搅拌筒的端壁顶转回来，使混凝土得到充份搅拌;当筒体逆时针旋转时，这时混凝土被叶片引导向搅拌筒口方向移动，直至从筒口卸出。搅拌筒的结构如图2.3所示。56邵阳学院毕业设计（论文）1. 前支架 2. 液压马达 3. 减速机 4. 搅拌桶筒体 5. 检修孔 6. 叶片 7. 轨道 8. 进料斗 9. 后支架图2.3 搅拌筒的结构简图【3】2.1.4 进出料装置进出料装置结构如图 2.4所示。主要由进料斗、卸料斗、滑料槽和升降机构等组成,主要完成搅拌好的混凝土的装卸,它装在搅拌车的尾部。51. 进料斗 2. 卸料斗 3. 滑料槽 4. 升降机构图2.4 进出料装置的结构简图【3】2.1.5 液压传动系统液压传动系统采用原车发动机取力方式，即通过底盘发动机后端输出取力，将动力经传动轴传递到液压泵，液压泵的高压油驱动马达，马达将动力传递到减速器上并驱动搅拌筒作正向或反向旋转，实现进料搅拌，搅动或出料。减速器的输出法兰可在一定范围偏转，能补偿搅拌筒轴线的移位，保证搅拌筒的驱动不受汽车行使过程中扭曲变形的影响。 7 图2.5 液压系统工作原理图2.1.6 操作系统操纵系统示意图如图 3.4 所示。操纵系统主要控制搅拌筒的转向和搅拌筒的转速。搅拌筒的转向控制是通过操纵系统的拉杆传动来带动液压泵变量缸摆杆实现换向,同时如果加大或变小变量杆的摆角,可以微量调节泵的流量。搅拌筒的转速控制主要通过操纵系统拉杆来拉动底盘发动机油门拉线, 加大或降低发动机转速来调节液压泵的转速,从而调节了液压泵的流量,实现了搅拌筒的进料、卸料、搅拌和停转功能。操作装置分为液压操纵和油门操纵、锁紧三部分。51. 室内操纵 2. 室内操纵软轴 3. 室外操纵软轴 4. 操纵拉杆图2.6 操纵系统示意图2.2 臂架系统臂架系统的作用是通过臂架的伸缩、转动，将泵送机构来的混凝土经由附在臂架8邵阳学院毕业设计（论文）上的输送管，直接送达臂架末端所指位置即浇注点，实现混凝土的输送和布料。臂架系统是由布料杆和转塔组成。其中布料杆又由多节臂架、连杆、油缸、连接件和输送管组成，转塔由转台、回转机构、固定转塔（连接架）和支腿支撑组成。臂架系统安装在汽车底盘上，行驶时其载荷压在汽车底盘上；而泵送时，底盘轮胎脱离地面，整个泵车（包括底盘、泵送系统和臂架系统自身）的载荷由它的四条支腿传给地面。图2.7 臂架结构图2.2.1 臂架臂架可简化为一个细长的悬臂梁，其主要载荷为臂架自重、输送管自重及混凝土载荷。它要求臂架强度大、刚性好、重量轻。因此，臂架的结构设计成四块钢板拼成的箱形梁，材料选用高强度焊接钢。为充分利用高强度钢优良的力学性能，借助有限元计算和动态分析手段，按梁上各处应力趋于一致的原则，将臂架设计成截面由大变小的渐变梁。 9 图2.8 二臂、四臂示意图（2）连杆连杆一般为直杆和弓形的二力杆，也有三角结构的连杆，常见的结构为由多个高强度零件焊接而成，如下图：图2.9 连杆示意图2.2.2 油缸油缸主要是为臂架转动提供动力，它由油泵来的液压油推动活塞前后往复运动，从而驱动平面四连杆机构中的臂架转动。图2.10 油缸结构图2.2.3 输送管输送管附在臂架的侧面、长度与臂长相配，各臂中部为一节节直管，而各臂两端头各为一个90弯管。两管之间可相互旋转，两节相连臂架端头的90弯管绕两臂架铰接轴轴线旋转，即可实现输送管随臂架转动而转动。10邵阳学院毕业设计（论文）图2.11 两输送管与管夹间联接的结构图由于各管安装位置不同，各输送管受到的冲击和磨损也不同，一般弯管比直管磨损大，越往臂顶端走输送管磨损越小。也有例外，如倒数第二个弯管的磨损就最大，它除受到一般的磨损外，还受到混凝土砼下掉的重力冲击。因此，应根据磨损大小，各输送管宜采用不同的壁厚或耐磨措施，尽量使整套输送管寿命趋于一致。输送管支撑在臂架上，其重量、冲击和偏心力矩都由臂架承受，原则上臂侧左右交替布管，并应尽量靠近臂架，以减小偏心力矩，在保证一定输送通径、强度和磨损裕量的基础上应尽量轻。由于输送管的重量是臂架载荷的一部分，因此一旦确定了输送管的尺寸，就不许随意增加壁厚和外径，从而降低臂架的承载能力，破坏泵车的稳定性。输送管必须在臂架不受张力的状态下安装，如每节臂都自由地平置(各节臂架被支承好)、或每节臂被支承时未折叠、或臂架完全收回并放到支承上时，臂架即没受张力。否则输送管上可能出现应力，造成管支架和臂架损坏，在泵送作业时，末端软管甚至可能猛烈摇动、脱出。2.2.4 转塔（1）作用为臂架提供一个稳固的底座，使臂架可以在这个底座上旋转、伸缩。泵送时，底盘和泵送系统悬挂在固定转塔下，承受其载荷。泵送时，支腿展开，保证整车的稳定性，防止倾覆。（2）结构和组成111、转台 2、回装机构 3、右前支腿 4、支腿支撑图2.12 转塔示意图它由转台、回转机构、固定转塔（连接架）和支腿支撑组成。 2.2.5 转台转台是由高强度钢板焊接而成，作为臂架的机座，它上部用臂架连接套与臂架铰接，下部用高强度螺栓与回转支承外圈固连，具有强度高、刚性好、结构简单、制造容易的特点。主要承受臂架的扭矩、弯矩及臂架垂直、水平力。可随臂架一起在水平面内旋转。结构见下图：图2.13 转台示意图2.2.6 回转机构它集支承、旋转和连接于一体。具有很强的抗倾翻能力。它由高强度螺栓、回转支承、液压减速马达、传动齿轮和过渡齿轮（有时无此件）组成。结构见下图： 12邵阳学院毕业设计（论文）图2.14 回转机构示意图工作原理：液压减速马达带动传动齿轮，经传动齿轮、过渡齿轮（有时无此件）、回转支承外圈的大齿轮再减速后，实现回转支承内外圈之间的慢速旋转。回转支承的外圈与上部转台、内圈与下部固定转塔用高强度螺栓固连，内外圈之间由交叉滚子连接。因此，它上部连接的臂架、转台与固定转塔之间即可实现低速旋转，而臂架、转台的工作载荷通过高强度螺栓、回转支承的外圈、交叉滚子、内圈和高强度螺栓而传给固定转塔。2.2.7 固定转塔它是由高强度钢板焊接而成的大容量箱形受力结构件。它是臂架、转台、回转机构的支撑底座，泵车行驶时主要承受它上部的重力，而泵车泵送时主要承受整车的重力和臂架的倾翻力矩。同时利用高强度钢板围焊的空间，作装液压油的油箱和洗车用水的水箱。因此，它即要有足够的强度和刚性，又要有好的密封由于液压油要保持高的清洁度，油箱内作了特殊的防绣处理。图2.15 固定转塔示意图132.2.8 支腿支撑它的作用是将整车稳定的支撑在地面上，直接承受整车的负载力矩和重量。1支撑油缸 2、右前支腿 3、前支腿伸缩油缸 4、前支腿展开油缸 5、右后支腿 6、后展开油缸 7、左后支腿 8、左前支腿图2.16 支腿支撑支腿支撑由四条支腿、六根油缸组成。其中四条支腿、前后支腿展开油缸、前支腿伸缩油缸和支撑油缸构成框架结构，将臂架的倾翻力矩、泵送系统的反作用力和整车的自重安全地由支腿传入地面。支腿收拢时与底盘同宽，展开支撑时能保证足够的支撑跨距，确保整车工作时的安全稳定性。同时，为保证回转机构的正常旋转及整车稳定性，在泵车左右两侧各装有一个水平仪来辨别倾斜度，以使整车各个方向倾斜度不超过 3支腿展开形式有折叠伸缩型、回转伸缩型、X型、SX 型（弧型）。三一搅拌泵车采用的是回转伸缩型支腿，其前支腿采用旋转后伸缩展开，垂直油缸向下装在坚实的方型钢套内，方型管即起保护作用，又起导向和防折弯的作用；后支腿采用旋转展开。支腿臂设计成四块高强度钢板焊成的箱形梁，高度按受力大小由大逐渐变小，可充分利用钢材的力学性能，使各处受力趋于均匀。14邵阳学院毕业设计（论文）2.3 泵送系统泵送系统是混凝土泵车的执行机构，用于将混凝土拌和物沿输送管道连续输送到浇筑现场。泵送系统由料斗、泵送机构、S 阀总成、摆摇机构、搅拌机构、输送管道和润滑系统组成。泵送机构是把液压能转换为机械能的动力执行机构，其功能是推动混凝土使其克服管道阻力而达到浇注部位。构造与工作原理如图2.18图2.18 泵送系统原理图2.3.1 料斗15（1）料斗的用途料斗主要用于储存一定量的混凝土，保证泵送系统吸料时不会吸空和连续泵送。通过筛网可以防止大于规定尺寸的骨料进入料斗内。在停止泵送时，打开料门，可以排除余料和清洗料斗。（2）料斗的组成料斗的结构如图所示。它主要由筛网、斗身、料门板、O 形圈、小轴等零部件组成。1、筛网 2、斗身 3、料门板 4、O 形圈 5、小轴图2.19 料斗示意图2.3.2 泵送机构（1）泵送机构的用途泵送混凝土时，在主油缸和分配缸驱动下，若左侧混凝土缸与料斗连通，则右侧混凝土缸与分配阀连通。若油压使左侧混凝土缸向后移动，将料斗中的混凝土吸入该侧混凝土缸(吸料缸)，同时油压使右侧混凝土缸活塞向前移动，将该侧混凝土缸(排料缸)中的混凝土推入分配阀，经混凝土输送管道输送到浇注现场。当左侧混凝土缸活塞后移至行程终端时，触发水箱中的换向装置，两主油缸油压换向，分配阀油缸使分配阀与左侧混凝土缸连接，该侧混凝土缸活塞向前移动，将混凝土推入分配阀，同时，右侧混凝土缸与料斗连通，并使该侧混凝土缸活塞后移，将混凝土吸入混凝土缸。16邵阳学院毕业设计（论文）图2.20 正泵状态图2.21 反泵状态左侧混凝土缸活塞后移至行程终端时，触发换向装置，油缸换向，右侧混凝土缸活塞向前推送，开始下一轮泵送循环，从而实现连续泵送混凝土。以上情形为混凝土的正泵状态(图2.20)。当混凝土泵出现泵送不顺，发生堵塞或需将泵(或泵车)暂停，将输送管(或布料杆)内的混凝土抽回料斗时，可通过液压系统控制分配阀，使吸料缸口与输送管道相接，从而使混凝土料抽入混凝土缸体内。而处于排料工位的混凝土缸，则将混凝土抽回料斗中，同步完成吸排料动作后，分配阀换向，开始下一个吸排料过程，从而实现反抽的连续工作循环。以上情形为混凝土泵的反泵状态（图2.21）（2）泵送机构的组成泵送机构的结构如图所示。它主要由主油缸、拉杆(一)、盖板、放水螺、拉杆(二)、水箱、输送缸、O 形圈、压板、活塞体、砼密封体、导向环、防尘圈、挡板、连接杆、卡式接头、旋螺等零部件组成。1、主油缸 2、拉杆(一) 3、盖板 4、放水螺 5、拉杆(二) 6、水箱 7、输送缸 8、O 形圈 9、压板 10、活塞体 11、砼密封体 12、导向环13、防尘圈 14、挡板 15、连接杆 16、卡式接头 17、旋螺；17图2.22 泵送机构结构示意图2.3.3 S阀总成（1）S 阀总成的用途和特点S 阀总成是以 S 管的摆动来达到混凝土吸入和排出的目的，它具有二位（吸料和排料）四通（通料斗、两个混凝土输送缸、输送管）的机能。S 管置于料斗中，其本身即输送管的一部分，它一端与输送管接通，另一端可以摆动，泵送时，其管口与两个输送缸的缸口交替接通，对准哪一个缸口，哪一个缸就向管道内排料，同时另一个缸则从料斗内吸料。S 管阀是目前应用最广泛的一种混凝土分配阀。其主要特点如下：结构简单，流道畅通，混凝土流动阻力小。密封性能好，泵送压力高。使料斗的离地高度降低，便于混凝土搅拌运输车向料斗卸料。换向速度快，噪音小。（2）S阀总成的组成S阀总成的结构如图所示。1、出料口 2、O 形圈 3、轴承座 4、Yx 型密封圈 5、耐磨套 6、尼龙轴承 7、J 型防尘圈8、橡胶垫 9、S 管总成 10、O 形圈 11、防尘圈 12、端面轴承套13、密封圈 14、轴承座15、轴承 16、O 形圈 17、内花键齿 18、销 19、O 形圈 20、异形螺母 21、过渡套22、O 形圈 23、装眼镜板 24、切割环 25、橡胶弹簧 26、橡胶垫 27、压板 28、压板图2.23 S阀总成18邵阳学院毕业设计（论文）2.3.4 搅拌机构（1）搅拌机构的用途搅拌机构用于对料斗中的混凝土进行再次搅拌，以防止混凝土泌水离析和坍落度损失，保证其可泵性。（2）搅拌机构的组成搅拌机构的结构如图所示。1、轴承座 2、O 形圈 3、端盖 5、轴端压板 6、轴承 7、垫环 8、密封圈 9、骨架唇型密封 10、密封盖 11、防尘圈 12、O 形圈 13、轴套 14、搅拌叶片 15、搅拌轴 16、密封挡圈 17、轴承 18、马达座 19、挡圈 20、毡圈21、密封端盖 22、花键套 23、液压马达 24、密封垫 25、压环图2.24 搅拌机构图2.3.5 摆摇机构（1）摆摇机构的用途摆摇机构中摆阀油缸通过液压系统的控制，保持与主油缸的顺序动作，驱动摇臂，从而带动 S 管，使S 管与主油缸协调动作。（2）摆摇机构的组成191左油缸座 2、承力板 3、油杯 4、下球面轴承 5、限位挡板 6、摇臂7、上球面轴承 8、球头挡板 9、摆阀油缸 10、右油缸座图2.25 摆摇机构结构图摆摇机构的结构如图所示。它主要由左油缸座1；承力板2；油杯3；下球面轴4承；限位挡板5；摇臂6；上球面轴承7；球头挡板8；摆阀油缸9；右油缸座10等零部件组成。2.3.6 润滑系统润滑是有运动部件的机械设备中不可缺少的一部分，泵车的润滑系统有手动润滑和自动润滑两个部分：（1）手动润滑采用压注式油杯，利用油枪人工将润滑脂压到摩擦面，如臂架之间的销轴配合。采用旋盖式油杯，先向油杯内加满润滑脂，靠旋紧杯盖产生的压力将润滑脂压到摩擦面上，如两个摆阀油缸座上各有一个旋盖式油杯，在泵送过程中，应每四小时旋盖润滑一次，使球形摩擦面处于良好的润滑状态。（2）自动润滑系统（原理图如下）20邵阳学院毕业设计（论文）图2.26 润滑系统原理图本润滑系统结合了双线润滑系统和递进式润滑系统的优点，能分别以润滑脂和液压油进行润滑。由手动润滑泵、干油过滤器、单向四通阀、递进式分配阀、双线润滑中心和管道组成，对以下润滑点进行润滑：搅拌轴承、S 管大小轴承、输送缸内的砼活塞。在本润滑系统中，手动润滑泵为润滑辅助供脂装置，每次开机泵送前应扳动润滑脂泵的手柄，在观察到搅拌轴承、S管大小轴承处均有润滑脂溢出后，即可停止手动泵的功能；在泵送混凝土时，系统是由双线润滑中心提供液压油作为润滑剂自动为机械提供润滑，不需再使用手动润滑泵。以下为自动润滑系统各元件的功能简要：手动润滑泵每行程给油量为2ml，储油量为1.5L，最大工作压力为30Mpa；夏季用非极压型“00”号半流体锂基润滑脂，冬季用非极压型“000”号半流体锂基润滑脂。双线润滑中心的工作原理是建立在两条平行管路上的压力交替作用的基础上，本双线润滑中心的交替压力油来源于泵送机构中主油缸换向的信号压力油，这样不仅满足使用要求，而且还能准确地对输送缸内砼活塞进行润滑；同时可调整分配阀中的柱塞位移量，从而精确地输出润滑油量。递进式分配器为整体式，它的作用是把压力润滑剂推送经特殊设计排列的各组柱塞，依次递进定量地分配到各个润滑点。单向四通阀的作用是当混凝土泵工作时，防止双线润滑中心提供的液压油进入到手动润滑泵管路中去。干油过滤器对润滑脂进行过滤，防止杂质进入润滑点。213 液压系统的设计本液压系统原理图7如图3.1：图3.1 SY5430JBC28混凝土泵车液压原理图3.1 液压系统动作说明液压系统采用双泵双回路，泵送油路和分配油路独立，互不干涉；双信号液控换向实现了泵送与分配完美协调，进而保障了混凝土泵的整体性能；新型分配缓冲专利技术，确保分配系统冲击更小。在主油泵压力油作用下，一缸前进，另一缸后退，当活塞运行到行程终点时，从22邵阳学院毕业设计（论文）泵送油缸前端逻辑阀拾取液压信号，控制分配液动阀换向，从而改变油泵进出油口方向，使泵送缸活塞运动方向改变，实现泵送油缸活塞交替前进后退。泵送油缸活塞行程终点装有单向阀，当活塞运行到终点前，泵送油缸单向阀将活塞前后两腔串通，防止活塞撞击缸底，并对两泵送油缸封闭腔进行补油。主油泵为大排量轴向柱塞变量泵，带有恒功率控制装置、压力截流阀和电控变量控制阀。恒功率控制装置调节工作压力及泵的输出流量以致在恒定的转速下不超过预定的驱动功率。压力截流阀设定为32MPa，当达到预先设定的压力值时，它使泵的排量向最小摆回。73.2 泵送回路图3.2 泵送回路液压原理图7该回路由吸油滤油器、主泵、电磁换向阀、高低压切换阀、串联的两个主油缸、散热器、回油过滤器以及与之并联的背压阀组成。当电液换向阀电磁铁不通电时，滑阀处于中位，主泵输出的液压油经过液控换向阀后直接流往散热器或背压阀回至油箱，泵送油缸不动作。23当电液换向阀一个电磁铁得电时，滑阀移动，主泵输出的液压油流入高低压切换阀再流入一个泵送油缸的有杆腔，推动活塞前进或者后退，另一泵送油缸的活塞则按照相反的方向运动，泵送油缸排出的液压油经散热器后回邮箱，形成一个开式回路。活塞退到头时，被安装在水箱中的接近开关感应到，引起电磁换向阀另一个电磁铁得电，电液换向阀换向，导致两个泵送油缸活塞反向运动。泵送油缸活塞行程中点装有但向阀，当活塞运行到终点时，单向阀将油缸有杆腔和无杆腔连通，行成缓冲，防止撞缸，并对油缸封闭腔进行补油。3.3 泵送的高低压切换当两主油缸两无杆腔由高低压切换阀连通时，此时属于低压泵送，要转换为高压泵送只要旋转高低压转换开关，此时高低压转换的电磁阀另一端得电，控制油进入高低压切换阀的相反方向，此时两有杆腔相连通为高压泵送。3.3.1 主泵变量控制回路图3.3 主泵变量控制回路图中主泵变量控制采用液控形式。恒压泵输出的少部分压力油，经电磁比例减压阀减压后，与主泵上的 Y 口连通，作用在行程限制器的阀芯上，油泵的排量由加在油口 Y 的压力来设定，随着压力的提高，泵的排量变大。所以调节电磁比例减压阀的出口压力，就可以调节泵的排量。24邵阳学院毕业设计（论文）3.3.2 主泵恒功率控制回路工作压力油在活塞上施加一个推力,控制活塞推动摇臂，使得恒功率控制阀芯发生位移。一个可从外部调整的弹簧力作用在摇臂的另一侧以确定恒功率设定值。如果共作压力超过设定的弹簧力，则恒功率阀被摇臂操作，使泵朝零输出摆动。减小摇臂上的有效力矩，从而使工作压力以输出流量减小的相同比率提高，达到输出功率恒定的目的。恒功率控制越权于液控变量控制，即低于功率曲线时排量受液控压力的调整。如果设定流量或工作压力是功率曲线被超越，则功率控制取代液控变量，并按恒功率曲线调整排量。3.3.3 主泵压力切断控制回路压力切断是一种压力控制功能。泵输出的压力油直接作用在压力切断阀阀芯一端，另一端由一个弹簧力来平衡，当液压油的推力达到预定的弹簧力时，阀芯移动，时泵变量机构朝右摆回，压力迅速下降。压力切断功能越权于恒功率控制与液控变量控制，即在低于压力切断的预设压力时，恒功率控制与液控变量控制起作用。3.3.4 分配与润滑泵驱动回路25图3.4 分配与润滑泵驱动回路该回路是一个典型的压力控制回路，由吸油过滤器、恒压变量泵，单向阀，电液换向阀，摆动油缸，卸荷溢流阀，蓄能器，卸荷开关，扩散器，回油过滤器，散热器，背压阀组成。当电液换向阀不通电时，阀芯处于中位，油路不通，恒压泵泵出的油经单向阀进入蓄能器，当蓄能器内压力达到卸荷溢流阀设定压力时，卸荷溢流阀开启，油回邮箱。同时恒压泵自动降低排量，减少流量。当电液换向阀一端电磁铁得电时阀芯移动，一摆动油缸油路接通，蓄能器内储存的压力油汇同恒压泵泵出的油一起进入摆动油缸，推动S 管分配阀摆动。当电液换向阀另一端电磁铁得电时，另一摆动油缸油路接通，推动 S 管分配阀向相反方向摆动。3.3.5 搅拌冷却液压回路. 图3.5搅拌冷却液压回路搅拌冷却液压回路是一个典型的速度控制回路，它由吸油过滤器，齿轮泵，手动26邵阳学院毕业设计（论文）换向阀，溢流阀，回油过滤器，以及散热器组成。当手动换向阀阀芯处于中位时，压力油经过回油过滤器，冷却器直接流回邮箱，液压马达不转；此时仅仅起到对邮箱中的液压油进行冷却和过滤作用。当手动换向阀阀芯左移时，压力油从右侧进入液压马达，马达正转，当换向阀阀芯右移时马达反转。马达若在运转过程中超负载，会停止不动，液压油压力会升高，当达到溢流阀设定值时，阀芯打开溢流。（1）吸油滤油器5过滤精度为100。当真空表超过0.02MPa，或电发讯器报警时，滤芯可能堵塞，应及时清洗或更换。（2）回油滤油器过滤精度为20。当真空压力表超过0.35MPa时，滤芯可能堵塞，应及时清洗或更换。3.4 泵车臂架部分液压系统的设计泵车臂架部分液压系统原理图如图3.6所示，臂架部分液压系统主要液压元件由主油泵、平衡阀、回转缓冲制动阀、比例多路阀、液压锁等组成。27图3.6 SY5430JBC28臂架系统液压原理图3.4.1 臂架泵臂架液压系统采用独立的油泵供油。37米以下泵车臂架液压系统一般采用的是定量泵A2F023加负载感应阀系统；47m泵车液压系统采用的是变量泵A7V005DRS加负载感应系统。44m泵车液压系统采用的是变量泵A7V005LRD5加负载感应阀系统。A2F023的参数如表3.1所示。【5】表3.1排量/mLr1压力/MPa开式系统 35MPa转矩/(Nm)重量/kg28邵阳学院毕业设计（论文）额定最高转速/rmin1流量/Lmin1功率/KW22.735404000885312612(1) 臂架部分工作原理臂架泵压力油经高压滤油器进入臂架多路阀，臂架回转及每一节臂架的动作均有一操纵杆，另外加上一片支腿阀的选择操纵杆（因为上下操纵均由一个泵供油，加上安全考虑，下车多路阀动作时，臂架操纵无效）。当臂架需要工作（支腿已操纵完毕，油路已转至上车）时，操纵多路阀的操纵杆，可以控制对应的臂架动作和臂架回转。手动操纵一般用于紧急状态，正常工作时，均通过有线遥控器的对应按钮对臂架进行控制。(2) 支腿部分液压原理臂架支腿液压系统如原理图所示，泵车支腿液压系统工作原理大同小异，主要是考虑油缸闭锁密封和收放自如。B P2/71 1B P2/710M45/5- 600 700 4 0 0RTP22222462左支腿下撑油缸后支腿展开油缸前支腿展开油缸前支腿伸缩油缸右支腿下撑油缸液压锁液压锁支腿多路阀87654321支腿动作回路液压原理图2.53.33.48.22.67.21.23.26.13.15.12.24.12.11.1SY5430JBC28标记处数分区签名年月日标准化设计审核工艺批准阶段标记重量比例共张第页图3.7 支腿部分液压原理图支腿液压系统与臂架液压系统采用统一的油泵供油，油泵压力经高压滤油器进入臂架多路阀，其中第一片或最后一片为支腿工作选择阀。臂架需要展开时，必须先打开个支腿。操纵支腿时，通过位于泵车两侧的操纵手柄和电控按钮进行协调控制。29平衡阀它装于液压油缸的进出油口，它的作用1、油缸不运动时，起闭锁作用，从而锁定臂架的位置，防止臂架移动；2、平衡阀带有二次溢流功能，臂架振动过大闭锁腔的油液将溢流释放，起到保护臂架的功能；二次溢流压力出厂时已调定。3、臂架向下运动时，起到限速作用，防止臂架下滑和抖动。回转限位阀通过阀块上的液控梭阀，工作时自动将回转机构的常闭制动器打开。360限位回转通过两电磁阀卸荷限位，同时还有过载功能和限速功能。也有回转限位阀是通过装在转台上的微动开关使主阀溢流的。其中阀组上的液控梭阀，工作时自动将回转机构的常闭制动器打开。同样，还有过载功能和限速功能。比例多路阀多路阀属于负载感应阀。从原理图我们可以知道多路阀有安全阀（起压力保护和卸荷作用）、减压阀（给出控制油）、负载感应阀（流量条节）的作用，可以较好的控制执行元件的动作（不取决于负载，可多个执行元件同时独立动作）。阀块中 LS 口与变量泵相接，还可以起到变量与节能的作用。液压锁支腿液压系统中也有一个很重要的液压元件就是液压锁，它的具体结构类似液控单向阀作用用是保证油缸伸出后容积腔闭锁，防止油缸位移。3.4.2液压缸的设计和计算（1）液压油缸的方案选择根据泵车的工作需要臂液压缸应选用缸体固定的单杆式活塞缸（单杆式活塞缸活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。）,即 HSG 型工程液压缸，HSG型工程液压缸为双作用单活塞杆式液压缸,具有安装连接方式多样以及可带缓冲装置等特点。综上所选HSG缸液压结构如图3.8所示30邵阳学院毕业设计（论文）图3.7图3.8 HSG 缸液压结构（2）液压缸承载力的计算液压缸承载力，是液压缸承受所有外部载荷的总称，它包括工作负载，外摩擦负载和惯性负载。承载力按下式计算6： PN=Pn+Pm+Pg (3.1)式中 PN 液压缸总承载力(N) Pn 工作负载(N) Pm外摩擦负载(N) Pg液压缸运动速度变化时产生的惯性负载(N)泵车臂架结构图如图2.7所示：3.4.3臂工作负载的分析举升油缸下端与下臂铰接，上端与滑架铰接，其作用力主要用于举升臂架，改变臂架与地面的角度，从而使之适应不同的工作要求。计算液压缸负载力时,必须对液压缸所处的工作状况进行全面分析。首先正确地确定作用在液压缸上的力。在不同工作条件下，液压缸承受的力往往是变化的，这就需要求出最大的力。此液压缸在力臂处于水平位置时，作用在支承液压轴线上的分力为最大，所以此时受力最大（图3.9）。31图3.9查阅相关资料可知臂处于水平状态时举升力与竖直方向成度角，因此此时的作用力 F0的竖直方向的分力F1可由如下公式表述出来： F1=G1L2/L1 (3.2) F0=F1/COSa (3.3)式中 G1臂架的重量(N) l1举升油缸作用力对铰点的力臂(m) l2臂的质心到铰接点的水平距离(m)(1) 外摩擦负载的分析计算外摩擦负载是指液压缸在运动时所拖动的机构与导向或支撑件之间的摩擦力，泵车四臂油没有外摩擦力。(2) 惯性负载的分析液压缸的运动过程经过：启动加速运动匀速运动减速运动制动这样一个过程,在变速过程必然会产生惯性力,即惯性负载。由于在此液压缸工作中，缸筒运动的速度慢，所以惯性负载可以忽略。(3) 总承载力的计算液压缸在启动时承载力最大,因为它不但要克服工作负载、静摩擦力,而且还要克服惯性力。但此液压缸在实际工作时不是同时承受这三种力，它没有外摩擦力。所以只受重力和惯性力的影响。由于在此液压缸工作中，缸筒运动的速度慢，所以惯性负载可以忽略。通过以上对举升油缸作用力的计算，得出了举升油缸的主要技术数据，间接的为下面的举升机构液压系统的设计部分作基础。32邵阳学院毕业设计（论文）(4) 各臂架液压缸参数计算(5) 液压缸承载力的计算查阅相关资料，及设计要求可得各液压缸所受外力如表3.4所示。3.4.4 液压缸内径尺寸与活塞杆直径的确定工作压力是确定执行元件结构参数的主要依据，它的大小影响执行元件的尺寸和成本，乃至整个系统性能。工作压力选得高，执行元件和系统的结构紧凑，但对元件的强度、刚度及密封要求高，且要采用较高压力的液压泵；反之，如果工作压力选得低，就会增大执行元件及整个系统的尺寸，使结构变得庞大。所以应根据实际情况选取适当的工作压力。执行元件工作压力可以根据总负载值或者主机设备类型选取，如表 3.2，表 3.3所示。由负载值大小查表3.2，参考同类型混凝土搅拌泵车，取各臂液压缸工作压力。表3.2 负载和工作压力之间的关系【5】负载F/KN55-1010-2020-3030-5050工作压力P/MPa0.8-1.51.5-22.5-33.0-4.04.0-5.05.0表3.3 各类液压设备常用的工作压力【5】设备类型机床农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构液压机、重型机械、大中型挖掘机、起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力P/MPa0.8-23-52-88-1010-1820-32油缸受最大载荷F0，活塞杆是工作在受压状态，如图3.4所示:330 图3.10 活塞杆受压状态图根据设计要求及提供的相关参数如下一臂、二臂、三臂的结构简图如下查三一混凝土机械设计手册可得：四臂：L1=0.5m L=3.21mG1=16000Na=180由 3.2 、 3.3 公式F0=GL/ L1COSa可得F0=106335N三臂：L1=0.5m L=3.11mG1=18000N a=180由 3.2、3.3公式 F0=GL/ L1 COSa可得 F0=117716 N二臂：L1=0.5m L=3.08m G1=20000N a=180由 3.2、3.3公式F0=GL/ L1 COSa可得 F0=129534N一臂：L1=2.3m L=3.42m G1=23000N a=700由 3.2、3.3公式F0=GL/ L1 COSa可得 F0=132148 N34邵阳学院毕业设计（论文）根据表 3.2 和3.3 以及机械设计手册5可得四臂工作压力P 和工作速度V：P=20MP V=20mm/s三臂工作压力P 和工作速度V：P=25MP V=20mm/s二臂工作压力P 和工作速度V：P=25MP V=20mm/s一臂工作压力P 和工作速度V：P=28MP V=20mm/s(1) 缸筒由液压缸的结构图如图3.11所示可知图3.11液压缸的缸筒内径 D 是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径 D，再从 GB234880 标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。 (2) 缸筒壁厚对于高压系统或3.2/Dd16 时，液压缸缸筒厚度一般按中等壁厚筒计算，公式如下：c) 3 . 2(Dyy (3.4)式中 d液压缸缸筒厚度 yP试验压力(Mpa)，当工作压力P16 Mpa 时，yP=1.5P，当工作压力P16 Mpa时，yP=1.25P，这里应取yP=1.25P35 D液压缸内径(m) s缸体材料的许用应力（Mpa），可通过下面公式求得： bnss= (3.5) bs缸体材料的抗拉强度(Mpa) n安全系数，n=3.55，一般取n=5但对于锻钢45的许用应力一般都取=110(Mpa)-强度系数，对于无缝钢管，=1；C-计入壁厚公差及腐蚀的附加厚度， D1D+2d，通常圆整到标准厚度值再根据机械设计手册，取液压外缸直径 D1如表3.47根据负载和工作压力的大小确定D：以无杆腔作工作腔时【5】maxF4D (3.6)以有杆腔作工作腔时【5】 2maxdF4D (3.7)式中：pI为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax为最大作用负载。应为臂架上升时工作腔为无杆腔，又已知油缸受的最大载荷，根据公式3.4和表3.4可得缸筒的内径分别为表3.5所示：臂架 4液压缸臂架3液压缸臂架 2液压缸臂架 1液压缸yP/MPa2531.2531.2535d/mm9121518D1/mm11814718121436邵阳学院毕业设计（论文）表3.5臂架4液压缸臂架3液压缸臂架2液压缸臂架1液压缸缸筒内径D（mm）95113128165 (4) 缸筒长度L6。缸筒内有导向套、缓冲柱塞、活塞故其长度为 L6=L-L1-L5+C=L2+S+L4+C (3.8)式中：L-液压缸的总长 L1-左耳环离缸筒的距离 L2-导向套长度 S-行程L3-缓冲柱塞长度 L4-活塞长度 L5-右端盖的安装长度 C-与后端盖连接长度缸筒长度 L6具体如表3.12 所示。(5) 活塞杆活塞杆的连接方式活塞杆与活塞的连接采用螺纹连接，左端与左耳环采用焊接连接其结构如图3.6所示，选用 45 号钢作为活塞杆的材料图3.12外径 d。活塞杆外径 d 通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为v，v=12vv=222dDD则式子为：37 vv1Dd (3.9)也可根据活塞杆受力状况来确定，表3.8工作压力选取d/D工作压力/MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表3.9速度比要求确定d/D2/131.461.612d/D0.550.620.71根据表3.6与表3.7取公式d=0.7D,可得活塞杆外径d如表3.10示。表3.10臂架 4液压缸臂架3液压缸臂架2液压缸臂架1 液压缸活塞杆外径d/mm61.572.588.2114当按 GB/T23481993将这些直径按表3.10圆整成就近标准值并由此求得液压缸两腔的实际有效面积如表3.11所示表3.11液压缸的公称压力系列（GB/T7938-1978）/MPa0.63，1.0，1.6，2.5，4，6.3，10，16，25，31.5， 40.0液压缸内径系列（GB/T2348-1993）/mm8, 10, 12, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80,(90), 100, (110),125, (140),160,(180), 200, (220), (280), 320,(360), 400, (450), 500活塞缸直径系列（GB/T2348-1993）/mm4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25,28,32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100,38邵阳学院毕业设计（论文）110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280,320, 360活塞行程系列（GB/T2349-1980）/mm第一系列25，50，80，100，125，160，200，250，320，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000，2500，3200，4000第二系列40，63，90，110，140，180，220，280，360，450，550，700，900，1100，1400，1800，2200，2800第三系列240，260，300，340，380，420，480，530，600，650，750，850，950，1050，1200，1300，1500，1700，1900，2100，2400，2600，3000，3400，3800 A1=4D2 A2=4dD()22表3.12（6）活塞结构：活塞根据密封装置选用整体式，带有两个O 型密封圈，活塞环。具体如3.13所示。材料:材料取用高强度铸铁 HT300，臂架 4 液压缸臂架 3 液压缸臂架 2 液压缸臂架 1液压缸D/mm90100125160d/mm637090110A1/mm26358.5785012265.620096A2/mm23242.54003.55907.110597.539图3.13活塞厚度 L4=（0.61.0）D，及其相关值如表3.15所示尺寸及加工公差活塞的配合因为使用了组合形式的密封器件，所以要求不高，活塞外径对内孔的同轴度公差不大于0.05mm，断面与轴线的垂直度公差不大于0.08mm/100mm，外表面的圆度和圆柱度不大于外径公差之半（7）导向套活塞杆导向套在液压缸有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导向的，内装有密封装置以保证缸有杆侧腔的密封性，外侧装有防尘圈以防止活塞杆在内缩时把杂质，灰尘及水份带到密封装置区，以致损坏密封密封装置。由于导向套不是用耐磨材料制成，其内圆还装有导向环，对活塞杆导向。导向环厚度可为1.52.5mm，宽度可为5.625mm。导向套采用整体式螺纹连接其结构如图 3.15所示，40邵阳学院毕业设计（论文）图3.14导向套最小导向长度H2D20L7L-最大行程 D-缸筒直径一般导向套滑动面长度 A，在 D80mm 时，可取 A=（0.61.0）d。导向套具体参数如表3.15所示（8）缓冲套塞液压缸缓冲装置阻止活塞与端凸缘碰撞并吸收碰撞产生的冲击。由于设置该缓冲装置，即使在外力施加在液压缸上，不会发生压力高于液压缸的设计强度的情况，在设在液压缸中的液压缸缓冲装置中，该液压缸包括构成液压油的收集室的管子，进行直线运动的杆，固定在杆上、并分隔了管子的收集室的活塞，和端凸缘，该液压缸缓冲装置包括装在杆上与活塞接近的缓冲套，如果在杆的直线运动中活塞接近杆侧端凸缘，在杆侧室中产生预定的缓冲压力，还包括设在缓冲套上的弹性体，阻止活塞与杆侧端凸缘碰撞并通过其弹性吸收冲击。缓冲套塞在活塞与导向套中间其结构如图3.15所示，详细参数值如表3.15示。41图3.15（9）液压缸油口直径的计算液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度v和油口最高液流速度 v0而定，公式如下： 000.13/dD v v= (3.10)式中 0d液压缸油口直径(m) D液压缸内径(m) v液压缸最大输出速度(m/min) 0v油口液流速度(m/min)，根据机械设计手册，取0v=0.7m/min 0d如表 3.13所示表3.13臂架 4液压缸臂架3液压缸臂架2液压缸臂架 1液压缸0d/mm15.319.426.328.342邵阳学院毕业设计（论文）（10）后端盖端盖主要用于连接缸体，上有右耳环和进油口，起密封，阻挡灰尘的作用。故其在液压缸体中有很重要作用，其结构如图3.16所示，具体参数如表3.15所示。这里主要对缸底厚度进行计算。图3.16该液压缸为平形缸体且有油孔，其材料是45号钢。 )0dD(DypD433. 0H (3.11)式中 H缸体厚度mm0d缸体油孔直径 mmyp试验压力MPaD液压缸内径m缸体材料的许用应力，取安全系数n=5，则43MPab1105。由于缸的额定压力MPa16MPa20Pn，所以取nyP25. 1P。由上可得H如表3.13所示：表3.14臂架 4液压缸臂架3液压缸臂架2液压缸臂架1 液压缸H/mm18273441液压缸的活塞、活塞杆、缓冲柱塞、后端盖、导向套、缸筒各参数如表 3.13 所示由于所用液压缸型号差不多所以在图纸中只绘臂架 4 液压缸零件图，其它液压缸零件参数如表3.15所示表3.15臂架 4液压缸臂架 3 液压缸臂架 2液压缸臂架 1液压缸活塞L4112141414L4219222222L47182114115L4323232323L4448599187活塞杆L0168788387L0258585858L0346568990L0436486069L01630159416421707缓冲柱塞L333333333D849911613144邵阳学院毕业设计（论文）d617292102后端盖L5132154177197L51708090100d115.319.426.328.3R60708090r4047.55562.5导向套L7.1L21= L227777L2135135135155L23= L29.7L6.3缸筒长L61509.51478.51520.51529.5（11）液压缸的流量确定在 D、d确定后可求得Q=VA如表3.16表3.16液压缸的流量、速度臂架 4液压缸臂架 3液压缸臂架 2液压缸臂架 1 液压缸前进

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