擎天柱混凝土泵车说明书

擎天柱 37X 4R 混凝土泵车 说明书 团队名称 擎天柱 参赛组员 谭力凡 刘珏 高颖 目 录 背景说明 2 作品概述 3 结构及功能概述 4 力学分析 7 作品亮点 9 结束语 9 一 背景说明 自从水泥发明后 混凝土的输送与浇注就一直是人们研究的对象 传统的 建筑施工方式是采用吊斗 效率低 不能满足现代工业化的发展要求 直到二 十世纪五十年代德国施维英公司才生产了世界上第一台液压驱动的拖式混凝土 输送泵 使拖式混凝土输送泵得到了迅猛发展 泵送能力不断增强 极大地提 高了在高层建筑施工中的生产效率 后来 在二十世纪七十年代又研制出了集 行驶 泵送 布料功能于一体的混凝土泵车 它较原来的拖式泵车更有优势 混凝土泵车是将用于泵送混凝土的泵送机构和用于布料的臂架集成在汽车 底盘上的专用车辆 工作时 利用汽车底盘柴油发动机的动力 通过分动箱将 动力传给液压泵 然后带动混凝土泵送机构和臂架系统 泵送系统将料斗内的 混凝土加压送入管道内 管道附在臂架上 臂架可移动 从而将泵送机构泵出 的混凝土直接送到浇灌点 它臂架上附着管道 无须另配管道 开到工作地点 后 很快就能打开臂架进行工作 通常在半小时内就能准备就绪 准备时间短 而且配备液压卷折式臂架 在工作范围内能灵活的转动 布料方便快捷 工作 效率高 并且具有自动化程度高 整台泵车从泵送到布料均能由一人操作 一 般配备无线遥控系统 操作方便等等优点 我国 20 世纪 70 年代开始探索混凝土泵车 80 年代引进技术开始制造混凝 土泵 1993 年中联重科的前身中联公司成立就意味着国产混凝土泵的制造具有 真正的意义 仅仅 20 年的发展 中国成为世界上最大的混凝土泵的国家 2007 年泵车的销售量约 3000 台 拖泵约为 6500 台 而同期国外混凝土泵的总量仅 为 12000 台左右 目前 以中联 三一为代表的制造商所生产的混凝土泵已经达到较高水平 中国混凝土机械十几年的高速发展预示着混凝土泵车的技术将会拥有前景广阔 的舞台 会成为工程机械行业领域众人关注的 明日之星 中联重科继承了长沙建设机械研究院的技术优势 建有国家级技术中心 是中国工程机械协会 8 个专业分会会长及秘书长单位 混凝土机械标准化分技 术委员会秘书处单位 科研和技术攻关力量十分雄厚 设计 试验手段先进 先后完成重大科研课题 670 多项 负责制 修 订国家行业标准 300 多项 目 前是 187 项有效标准的制 修订归口单位 行业技术覆盖率 75 以上 中联重 科先后完成了 90 多项国家 九五 十五 863 等国家重大装备开发 科技攻 关课题和专项 被科技部确定为 十一五 三项国家科技支撑计划的承担单位 中联重科由 科技产业化 到 产业科技化 的发展思路和模式 被国家科技部两 任部长朱丽兰 徐冠华评价为 科研院所改革的成功样板 国有企业改革的成 功典范 为传统产业领域院所和企业的改革提供了新的成功经验和深刻启示 二 作品概述 1 1 基本组成 基本组成 此模型仿照中联公司的混凝土泵车 ZLJ5293THB 采用卷折式四节臂架结构 x 型支腿 由底盘 臂架系统 转塔 泵送机构等组成 其中底盘由汽车底盘 分动箱组成 臂架系统由多节臂架 连杆 油缸和连接件等部分组成 转塔由 转台 回转机构 固定转塔和支撑结构等组成 底盘 臂架系统 转塔 泵送机构 2 2 主要参数 主要参数 37 米米 混混 凝凝 土土 泵泵 车车 技技 术术 参参数数 型号型号 擎天柱擎天柱 37X 4R 全长 775mm 总宽 255mm 总高 312mm 整车参数整车参数 自重 1800g 臂架垂直高度 1955mm 臂架水平长度 1850mm 臂架垂直深度 818mm 最小展开高度 835mm 第一节臂 长度 570mm 转角 90 第二节臂 长度 375mm 转角180 第三节臂 长度 360mm 转角 180 第四节臂 长度 348mm 转角 260 转台旋转角度 270 前支腿长度 190mm 臂臂 架架 及及 支支 腿腿 参参 数数 后支腿长度 320mm 3 3 使用材料 使用材料 整个模型除了在连接过程处使用了胶水 大头针 塑料管等材料 其余均 使用了 PVC 板和木制棒 约占总重的 2 符合制作要求 三 结构及功能概述 1 1 底盘结构 底盘结构 混凝土泵车底盘主要用于泵车移动和工作时提供动力 通过气动装置推动 分动箱中的拔叉 拨叉带动离合套 可将汽车发动机的动力经分动箱切换 切 长 600mm 宽 92mm 高 41mm 第一轴距 382mm 底盘参数底盘参数 第二轴距 98mm 换到汽车后桥使泵车行驶 切换到液压泵则进行混凝土的输送和布料 底盘部分由汽车底盘 分动箱 传动轴等几部分组成 2 2 臂架结构臂架结构 整个模型中 臂架结构为最主要的也是最难做的部分 它主要由多节臂架 连杆 油缸 连接件铰接而成的可折叠和展开的平面四连杆机构组成 根椐各 臂架间转动方向和顺序的不同 臂架有多种折叠形式 我们所做的模型为有结 构紧凑等优点的R型 臂架可简化为一个细长的悬臂梁 其主要载荷为自重 我 们做模型时主要考虑臂架强度大 刚性好 重量轻等特点 结合受力情况将其 完成 1 臂架结构 3 泵送范围 3 3 转塔结构转塔结构 转塔主要由转台 回转机构 固定转塔 连接架 和支撑结构等几部分组 成组成 转塔安装在汽车底盘中部 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 底盘和泵送系统也挂在转塔上 整个泵车 包括底盘 泵 送系统 臂架系统和转塔自身 的载荷由转塔的四条支腿传给地面 臂架系统 安装在转塔上 转塔为臂架提供一个稳固的底座 整个臂架可以在这个底座上 旋转360 度 每节臂架还能绕各自的轴旋转 转塔的四个支腿直接支撑着地面 1 支撑结构 2 转塔结构 4 4 泵送系统泵送系统 泵送系统是混凝土泵车的执行机构 用于将混凝土沿输送管道连续输送到 浇注现场 我们主要以泵管的形式作为其代表 5 5 变幅机构变幅机构 1 原理图 2 实物图 四 力学分析 抗倾覆计算 抗倾覆计算 混凝土泵车在下面两种状态下最容易发生倾覆事故 我们通过相关的力学 公式 计算出底盘的最小质量并据此设计制作 从而在实际工作中避免倾覆失 稳事故的发生 1 1 纵向全伸展纵向全伸展 构件名称构件名称质量质量MiMi g g 距离距离XiXi mmmm 底盘 1650 060 第一节臂 85 5280 第二节臂 56 4758 第三节臂 54 1937 第四节臂 57 51112 末端软管 5 01663 前支腿 包含在底盘质量中 160 后支腿 包含在底盘质量中 330 以后支腿为支点 则 顺时针力矩M1 G2 X2 L2 G3 X3 L2 G4 X4 L2 G5 X5 L2 N1 L1 L2 逆时针力矩M2 G0 L2 X0 G1 L2 X1 Gi Mi g 不会发生倾覆的条件是前支腿支撑力N1 0 由力矩平衡列等式M1 M2 代入数据解得N1 6 823N 符合要求 不会发生倾覆 2 2 侧向全伸展 侧向全伸展 构件名称构件名称质量 质量 g g 距离距离XiXi mmmm 底盘 MG 1650 00 第一节臂 85 5285 第二节臂56 4 758 第三节臂 54 1937 第四节臂 57 51112 末端软管 G5 5 01663 左前支腿 L1 包含在底盘质量中 255 左后支腿 L2 包含在底盘质量中 330 右前支腿 L3 包含在底盘质量中 255 右后支腿 L4 包含在底盘质量中 330 以右后支腿为支点 则 顺时针力矩M1 G2 X2 L2 G3 X3 L2 G4 X4 L2 G5 X5 L2 N4 L4 L2 逆时针力矩M2 G0 L2 G1 L2 X1 不会发生倾覆的条件是右后支腿支撑力N4 0 由力矩平衡列等式M1 M2 代入数据解得N4 5 529N 符合要求 不会发生倾覆 五 作品亮点 1 1 结构复杂 结构复杂 整个模型总计有上百个零件 可活动部位多 工作量大 2 2 功能完备 功能完备 我们通过各种铰接 连杆 转轴 使支腿可伸缩 转塔可旋转 臂架可伸展 实现了真实混凝土泵车的基本功能 3 3 仿真度高 仿真度高 我们通过对实际产品的仔细观察 制作出逼真的驾驶室 储油 罐 护栏 料斗 泵管以及电器系统等部件 从而使整个泵车的 外观更加精美 与实际外观更加接近 六 结束语 此次模型制作 我们三个人查阅了大量的中联泵车材料的相关资料 在制 作时遇到了很多超出预期的困难 特别是臂架结构以及细节的制作 明显比我 们一开始想的要难得多 我们花费大量时间与指导老师不断交流讨论如何制作 并且不断试验 最终做成了我们现在的效果 这期间我们的进度时快时慢 而我们的心情起伏也随之改变 由于期末考 试临近 我们不得不加班制作赶工 周末更是连天制作 一段时间下来 都感 到十分疲惫 但是我们三个大一学生 怀着一种希冀 也抱着一种第一次尝试 希望做好的决心 对于这个构造复杂的模型倾注了我们大量的心血 如果大家 仔细看 会发现可以卷折的臂架 车头底盘和可