hbt100混凝土泵設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

PAGEPAGE39第頁(yè)摘要HBT100混凝土泵是一種將達(dá)到泵送條件的混凝土通過(guò)水平或垂直鋪設(shè)的管道連續(xù)的輸送到建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土輸送機(jī)械。它被廣泛的應(yīng)用于城建、礦山、電力、能源、交通及其他部門(mén)的混凝土建筑工程中。HBT100混凝土泵的工作原理是依靠液壓系統(tǒng)通過(guò)推送機(jī)構(gòu)將混凝土泵送出去，而泵送混凝土的質(zhì)量與混凝土泵的使用性能直接與混凝土拖泵的總體設(shè)計(jì)相關(guān)。本文主要完成了HBT100混凝土泵的總體設(shè)計(jì)：總體方案確定、車(chē)架的選材、布置及焊接；料斗材料及尺寸的確定；攪拌葉片結(jié)構(gòu)形式及尺寸的確定；攪拌軸的強(qiáng)度校核與計(jì)算以及其結(jié)構(gòu)形式的確定；S型管閥結(jié)構(gòu)形式及尺寸確定。關(guān)鍵詞：混凝土泵，車(chē)架，料斗，攪拌葉片，攪拌軸，S管閥

AbstractTheHBT100concretepumpwillbeonekindconformstothetransportationconditionconcretethepipelinewhichorverticalwilllaydownthroughthelevelcontinuouslytotransporttotheconstructionjoblocationconcretetransportationmachinery.Itwidelyisappliedtotheurbanconstruction，themine，theelectricpower，theenergy，thetransportationandinotherdepartmentsconcretebuildingprojects.WorkingprincipleoftheHBT100concretepumpistorelyonthehydraulicsystembypushinginstitutionstoconcretepumpingout,andthequalityofpumpedconcreteandconcretepumpperformanceisdirectlyrelatedtotheoveralldesignoftrailerconcretepump.ThispapermainlyrelatedtotheoveralldesignoftheHBT100concretepump:todetermineoverallscheme;materialselection,layoutandweldingoftheframe;todeterminehoppermaterialandsize;todeterminethemixingbladestructureandsize;tocheckandcalculatethestrengthofstirringshaftandtodetermineitsstructure;todeterminetheS-tubevalvestructureandsize.KeyWords:concretepump，frame，hopper，mixingblades，stirringshaft，S-typevalve目錄1緒論 51.1國(guó)外泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展 51.1.1德國(guó) 51.1.2美國(guó) 51.1.3日本 61.1.4俄羅斯 61.2國(guó)內(nèi)泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展 61.3泵送混凝土技術(shù)的特點(diǎn) 81.4設(shè)計(jì)概述 81.4.1設(shè)計(jì)目的 81.4.2設(shè)計(jì)課題 91.4.3設(shè)計(jì)大綱 91.5設(shè)計(jì)內(nèi)容 92方案確定 112.1混凝土泵的基本結(jié)構(gòu) 112.2混凝土泵的分類(lèi)方法 112.2.1按排量分 112.2.2按工作原理分 122.2.3按移動(dòng)分 123料斗與攪拌系統(tǒng) 143.1料斗功能 143.2料斗基本結(jié)構(gòu) 143.3料斗體的設(shè)計(jì)與計(jì)算 163.3.1料斗容積的確定 163.3.2料斗寬度的確定 173.3.3料斗長(zhǎng)度的確定 173.4料斗各零部件材料的選擇及尺寸 193.5攪拌系統(tǒng) 203.5.1料斗攪拌葉片直徑及其攪拌速度的確定 203.5.2料斗攪拌軸的計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式的確定 203.5.3攪拌軸中間軸鍵選擇與強(qiáng)度校核 244S形管閥 264.1S形閥的工作原理 264.2S形閥的工作狀況及設(shè)計(jì)構(gòu)思 274.3負(fù)載阻力矩計(jì)算 285車(chē)架的設(shè)計(jì) 316潤(rùn)滑系統(tǒng) 327混凝土泵的保養(yǎng)與維修 337.1混凝土泵的故障 337.1.1堵管 337.1.2液壓系統(tǒng)故障 337.1.3擺閥的故障 347.1.4混凝土缸與活塞頭磨損 357.2混凝土泵的維修 35結(jié)論 36參考文獻(xiàn)： 37附錄 38致謝 391緒論在混凝土工程施工過(guò)程中，由于混凝土有時(shí)間的嚴(yán)格限制，所以其運(yùn)輸和澆筑是一項(xiàng)繁重的、關(guān)鍵性的工作。尤其是對(duì)大型鋼筋混凝土構(gòu)筑物和高層建筑，如何正確選擇混凝土的運(yùn)輸工具和澆筑方法尤為重要，它往往能決定施工工期的長(zhǎng)短和勞動(dòng)量消耗的大小。最近幾年，在建筑工程推廣應(yīng)用的泵送混凝土技術(shù)，以其效率高、費(fèi)用低、節(jié)省勞力、水平和垂直運(yùn)輸可一次連續(xù)完成、使用狹窄施工現(xiàn)場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)，愈來(lái)愈受到人們的重視。1.1國(guó)外泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展1.1.1德國(guó)從最早的混凝土泵的出現(xiàn)，至今已有90多年歷史。德國(guó)為混凝土泵的創(chuàng)始國(guó)，于1907年就開(kāi)始研制混凝土泵，是世界上第一個(gè)取得混凝土泵專(zhuān)利的國(guó)家。1927年，德國(guó)的弗里茨海爾(FritzHell)設(shè)計(jì)了一種新型混凝土泵，并第一次獲得應(yīng)用。1930年，德國(guó)又制造了立式單缸球閥活塞泵。由于這種泵是靠曲柄和搖桿傳動(dòng)，又是立式單缸，因而工作性能較差。其后德國(guó)的托克里特（Torkret）公司仿照生產(chǎn)了荷蘭人庫(kù)依曼（J.C.Kooyman）在1932年發(fā)明的庫(kù)依曼型混凝土泵，這種泵有一個(gè)臥式缸及兩個(gè)由聯(lián)桿操縱聯(lián)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)閥，從而極大地提高了工作的可靠性。20世紀(jì)50年代中葉，德國(guó)的托克利特公司首先發(fā)明了用水作為工作液體的液壓泵，使混凝土泵進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。1959年，德國(guó)的施文英公司便生產(chǎn)出了第一臺(tái)全液壓混凝土泵，使混凝土泵的設(shè)計(jì)制造和泵送技術(shù)方面日趨完善，為混凝土泵規(guī)模用于實(shí)際工作創(chuàng)造了有利條件。德國(guó)是歐洲混凝土泵發(fā)展最快的國(guó)家，目前擁有一些規(guī)模較大、世界著名的混凝土泵制作企業(yè)，如施維英（Schwing）公司、賽勒（Scheele）公司、施泰特（Stetter）公司、普茨邁斯特（Putzmeister）公司等。目前，德國(guó)生產(chǎn)的最大功率的混凝土泵，最大排量為159m3/h，最大水平運(yùn)距為1600m，最大垂直運(yùn)距為400m，是當(dāng)今世界上最大的混凝土泵。1.1.2美國(guó)美國(guó)是繼德國(guó)之后混凝土泵發(fā)展較早的國(guó)家，1913年美國(guó)考納爾Cornell設(shè)計(jì)出曲軸機(jī)械傳統(tǒng)的混凝土泵取得專(zhuān)利權(quán)，并制造出第一臺(tái)混凝土泵。20世紀(jì)30年代中期，美國(guó)的親貝爾特（ChainBelt）公司得到了生產(chǎn)荷蘭庫(kù)依曼型混凝土泵的特許，陸續(xù)制造了具有活塞式混凝土泵雛形的庫(kù)依曼型混凝土泵，并在混凝土工程中得到應(yīng)用，但直到第二次世界大戰(zhàn)，混凝土泵仍處于小規(guī)模的試用階段。在1963年，美國(guó)查倫奇考克兄弟（Challenge-CookBros）公司研制成功了擠壓式混凝土泵。利用轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪擠壓軟管中的混凝土混合物來(lái)進(jìn)行泵送的。這種混凝土泵構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，一度很受歡迎。美國(guó)有不少混凝土泵制造企業(yè)，如羅斯（Rose）、伊利（Erie）、霍內(nèi)（Hormet）、瑞德（Reed）、福來(lái)納（Freightliner）、摩根（Morgen）、湯姆遜（Thomsem）、混凝土泵（Pumpt）公司等。生產(chǎn)的混凝土泵，最大排量為110m3/h，最大水平運(yùn)距610m，最大垂直運(yùn)距達(dá)152m。1.1.3日本日本泵送混凝土起步較晚，但發(fā)展很迅速。在1950年，日本石川島播磨重工從德國(guó)托克里特公司引進(jìn)輸送量為10m3/h、水平運(yùn)距為240m的機(jī)械式混凝土輸送泵。日本生產(chǎn)的混凝土泵，再20世紀(jì)70年代其排量已達(dá)100m3/h，最大水平運(yùn)距為600m，最大垂直運(yùn)距為150m。由于道路條件和施工現(xiàn)場(chǎng)建筑物密集的特點(diǎn)，日本設(shè)備小型化趨勢(shì)明顯。日本石川島播磨重工生產(chǎn)的IPG45B-6N16型泵車(chē)，臂長(zhǎng)14m，排量為45m3/h，壓力為6MPa，總重只有7.95噸。IPH30B-1N13型泵車(chē)總重只有6噸?？梢钥闯?，小型泵車(chē)重量雖輕，但性能參數(shù)并不低。日本擁有一批大型混凝土泵制造企業(yè)，如三菱重工、石川島播磨中國(guó)、極東開(kāi)發(fā)、新瀉鐵工所、萱昌（Kayaba）、光澤（Koyo）、日工（Nikko）、田中（Tanka）等企業(yè)，產(chǎn)量都較高，產(chǎn)品向世界各國(guó)出口。1.1.4俄羅斯 前蘇聯(lián)從1926年起研制混凝土泵。1932年前蘇聯(lián)的列寧格勒工業(yè)大學(xué)制造了雙缸隔膜式混凝土泵，并在莫斯科運(yùn)河工程上應(yīng)用，由于存在許多缺點(diǎn)，未能到達(dá)。20世紀(jì)60年代中期，為了提高混凝土泵的機(jī)動(dòng)性，又研制成功了混凝土泵車(chē)，使混凝土泵由固定式發(fā)展成為車(chē)載式，同時(shí)，為了使混凝土澆筑更加方便，又在混凝土泵車(chē)上加裝了可以回轉(zhuǎn)的伸宿的布料桿，可以將混凝土拌合物直接入倉(cāng)，大大提高了混凝土的澆筑速度。1963年，美國(guó)的查倫奇考克兄弟公司又研制了一種擠壓式混凝土泵，這種混凝土泵構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但由于輸送距離小，目前已不使用。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，混凝土泵的構(gòu)造目前還在不斷的完善，尤其在閥門(mén)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)方面仍在不斷革新，在提高功率和可靠性方面仍在進(jìn)行大量的研究和探討、大功率、高效率的新型混凝土泵將不斷出現(xiàn)。1.2國(guó)內(nèi)泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展我國(guó)在泵送混凝土技術(shù)方面起步較晚，自50年代才從國(guó)內(nèi)引進(jìn)混凝土泵，60年代初才考試仿照蘇C-284型固定式混凝土泵制造，但一直未得到推廣應(yīng)用。70年代初，原第一機(jī)械工業(yè)部建筑機(jī)械研究所與原沈陽(yáng)振搗器廠實(shí)用機(jī)型混凝土泵的研制工作，于1975年試制成功HB-8型固定式活塞泵。1978年6月，原國(guó)家建委電力工業(yè)部水電七局水工機(jī)械廠，參照日本700S-1型護(hù)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，仿制了德國(guó)托克利特式以水作為壓力介質(zhì)的帶布料桿混凝土泵車(chē)，華東電力建設(shè)局設(shè)計(jì)了HBC-65型混凝土泵車(chē)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，使我國(guó)混凝土泵研制和生產(chǎn)的興旺發(fā)達(dá)時(shí)期，由于大規(guī)?；窘ㄔO(shè)的急需，促使生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)相研制和生產(chǎn)新型的混凝土泵，使我國(guó)混凝土泵研制和生產(chǎn)邁出了可喜的一步。湖北建設(shè)機(jī)械股份公司、沈陽(yáng)建設(shè)機(jī)械總公司、建設(shè)部中聯(lián)建設(shè)產(chǎn)業(yè)公司、三一重工業(yè)集團(tuán)有限公司、山東方圓集團(tuán)公司、徐州三公建設(shè)機(jī)械廠等生產(chǎn)企業(yè)，所生產(chǎn)的混凝土泵和泵車(chē)的型號(hào)基本呢齊全，從小排量到大排量，從低壓到高壓基本都能生產(chǎn)，為我國(guó)不呢歌頌混凝土技術(shù)的發(fā)展均做出了一定貢獻(xiàn)。其中沈陽(yáng)建設(shè)機(jī)械總公司生產(chǎn)的HBT100型泵送壓力已達(dá)16MP，三一種工業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的三一牌HBT60Cxing泵送壓力已達(dá)16.5MP，因而國(guó)產(chǎn)混凝土泵也能一泵高度達(dá)到200M以上。進(jìn)入20年代90年代，高層建筑在我國(guó)大中城市蓬勃興起，其中大多數(shù)是用混凝土泵輸送混凝土拌合物，創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)的一泵泵送的高度。如389.9M高的廣州中天廣場(chǎng)，用BSC1400HD-CAT型混凝土泵2臺(tái)，將C60高強(qiáng)混凝土泵至146.4M，將C30和C50混凝土一泵泵至321.9M：384M高的深圳地王商業(yè)大廈，用BSC1400HD-CAT型混凝土泵，將混凝土泵送至325M：420.5Mgao的上海金茂大廈，一泵的泵送高度達(dá)到382M，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)一泵泵送高度紀(jì)錄。其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)筑物，再利用泵送混凝土方面也取得了良好效果。如上海楊浦大橋的橋塌，用Putzmeister2100型混凝土泵對(duì)C50混凝土一泵高度達(dá)208M：上海東方明珠電視塔，將C60混凝土泵至180M、C50混凝土泵至225M、C40混凝土泵至350M：廣東大亞灣90萬(wàn)KW壓水堆型核電站反應(yīng)堆的高強(qiáng)混凝土，也是用混凝土泵輸送的：北京西客站、高205Mde武漢國(guó)際商貿(mào)中心大廈、高244.7M的青島中銀大廈等超高層建筑，多數(shù)都是用泵送混凝土。以上自已證明，我國(guó)在高層建筑混凝土泵送技術(shù)方面已接近國(guó)際先進(jìn)水平。在大體積混凝土泵送施工方面，自90年代以來(lái)我國(guó)也取得了巨大成就。如上海中鑫大廈地板混凝土10000M3，采用6臺(tái)混凝土泵車(chē)、70輛混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)，53H全部澆筑完畢：新上海國(guó)際大廈地板混尼姑凝土17000M3，采用12臺(tái)混凝土泵車(chē)，100輛混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)，64H就澆筑完畢：大連麒端中心承臺(tái)，厚4~6M、澆筑量為21000M3，分四塊澆筑，其中最大的一塊超過(guò)10000M3，用8臺(tái)混凝土泵車(chē)、45輛混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)，65H就澆筑完畢。僅以上幾例說(shuō)明，我國(guó)在利用混凝土泵車(chē)和混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)方面，俄達(dá)到了較高的水平。我國(guó)地域廣闊，各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力差距較大，在推廣應(yīng)用泵送混凝土技術(shù)方面，發(fā)展還很不平衡，存在著“東熱西冷”現(xiàn)象。由于我國(guó)預(yù)拌（商品）混凝土在混凝土總量中僅占8%左右。遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，因此，推廣泵送混凝土技術(shù)還相當(dāng)艱巨，還是擺在建筑技術(shù)人員面前的一項(xiàng)重要任務(wù)。1.3泵送混凝土技術(shù)的特點(diǎn)泵送混凝土就是將預(yù)先攪拌好的混凝土，利用混凝土輸送泵泵壓得作用，沿管道實(shí)行垂直及水平方向輸送的混凝土。泵送混凝土以其顯著的特點(diǎn)，已在建筑工程中廣泛推廣應(yīng)用。歸納起來(lái)，泵送混凝土由如下特點(diǎn)；1.施工效率很高與常規(guī)混凝土的施工方法相比，施工效率高是其明顯的優(yōu)點(diǎn)。目前，世界上最大功率的混凝土泵的泵送量可達(dá)159M3/H，最大效率的混凝土泵的泵送量可達(dá)100M3/H左右，一般混凝土泵的泵送量可達(dá)60M3/H左右，其施工效率是其他任何一種施工機(jī)械難以相比的。2.施工占地較小根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，混凝土泵可以設(shè)在遠(yuǎn)離或靠近澆筑點(diǎn)的任何一個(gè)方便的位置，由于混凝土泵的機(jī)身體積較小，所以特別適用于場(chǎng)地受到限制的施工現(xiàn)場(chǎng)。在配制合適的布料干后，施工現(xiàn)場(chǎng)不必為混凝土的輸送、澆筑留置專(zhuān)用通道，在建筑物集中區(qū)特別適用。3.施工比較方便泵送混凝土施工的最大優(yōu)勢(shì)，是可使混凝土一次連續(xù)完成垂直和水平的輸送、澆筑，從而減少了混凝土的到運(yùn)次數(shù)，較好地保證了混凝土的性能：同時(shí)，輸送管道也易于通過(guò)各種障礙地段直達(dá)澆筑地點(diǎn)，有利于結(jié)構(gòu)的整體性。4.保護(hù)施工環(huán)境泵送混凝土是商品（預(yù)拌）混凝土，一般不在施工現(xiàn)場(chǎng)拌制，不僅節(jié)省了施工場(chǎng)地，而且減少了攪拌混凝土的粉塵污染，再加上泵送混凝土是通過(guò)管道封閉運(yùn)輸又減少了混尼姑凝土運(yùn)輸過(guò)程中的泥水污染，更加有利于施工現(xiàn)場(chǎng)的文明整潔施工。1.4設(shè)計(jì)概述1.4.1設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是專(zhuān)業(yè)教學(xué)規(guī)定的一項(xiàng)重要的綜合性和結(jié)核性血液環(huán)節(jié)，是大學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程，是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)新精神的中綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生探究真理的科學(xué)精神、科學(xué)研究方法和優(yōu)良思想品質(zhì)等綜合素質(zhì)的重要途徑。這就要求我們能較全面的運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)的只是，獨(dú)立的解決某些共生技術(shù)問(wèn)題，他的謎底在于進(jìn)一步鍛煉我們的綜合運(yùn)用理論只是分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)我們掌握本專(zhuān)業(yè)的基本理論、基本知識(shí)和基本能力的情況，檢查我們是否完成了工程師的基本訓(xùn)練，是否具備了作為一名工程技術(shù)人員的基本素質(zhì)。1.4.2設(shè)計(jì)課題HBT100混凝土泵設(shè)計(jì)-總體設(shè)計(jì)。1.4.3設(shè)計(jì)大綱1.設(shè)計(jì)原則1）設(shè)計(jì)應(yīng)符合拖式混凝土泵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1333-2004的規(guī)定；2）本設(shè)計(jì)應(yīng)符合機(jī)械制圖等有關(guān)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；3）整機(jī)設(shè)計(jì)考慮標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化“三化”要求，而且有較好的雞舍經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；4）考慮零、部件的繼承性和延續(xù)性；5）在符合設(shè)計(jì)要求的前提下，要考慮廠家的現(xiàn)狀和要求，而且有較好的機(jī)設(shè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，滿(mǎn)足生產(chǎn)的可行性；6）本設(shè)計(jì)應(yīng)遵循學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定和要求。2.主要設(shè)計(jì)參數(shù)1）最大理論混凝土輸送量105/55m3/h2）混凝土推送壓力16/9MPa3）最大推送距離水平1200m或者垂直280m1.5設(shè)計(jì)內(nèi)容1.HBT100混凝土拖泵的總體設(shè)計(jì)1）總體方案的選擇；2）基本結(jié)構(gòu)及工作原理的介紹；3）繪制HBT100混泥土拖泵總裝圖。2.攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）料斗的總體設(shè)計(jì)a）選擇料斗的類(lèi)型；b）料斗主要參數(shù)的選擇；c）料斗主要參數(shù)的計(jì)算及確定；2）攪拌軸的的設(shè)計(jì)a）選擇軸的類(lèi)型；b）軸的尺寸計(jì)算；c）軸的強(qiáng)度校核；3）S管閥的設(shè)計(jì)3.車(chē)架的設(shè)計(jì)

2方案確定2.1混凝土泵的基本結(jié)構(gòu)液壓活塞式混凝土泵的種類(lèi)雖然很多，但是它們基本的組成部件是相同的，涂拖式混凝土泵主要由分配閥及料斗、推送機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)架及行走裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)、罩殼和輸送管道等八個(gè)總成組成。以閘板閥式混凝土泵為例，其結(jié)構(gòu)如下圖所示，對(duì)于混凝土泵車(chē)，還有臂架、回轉(zhuǎn)塔、底架和底盤(pán)等四個(gè)部分。圖2-1混凝土泵的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1—輸送管道；2—Y形管組件；3—料斗總成；4—滑閥總成；5—攪拌裝置；6—滑閥油缸；7—潤(rùn)滑裝置；8—油箱；9—冷卻裝置；10—油配管總成；11—行走裝置；12—推送機(jī)構(gòu)；13—機(jī)架總成；14—電氣系統(tǒng)；15—主動(dòng)力系統(tǒng)；16—罩殼；17—導(dǎo)向輪；18—水泵；19—水配管2.2混凝土泵的分類(lèi)方法混凝土泵的種類(lèi)很多，可以按排量大小、工作原理、行走裝置或配置其它裝置的情況進(jìn)行分類(lèi)。2.2.1按排量分混凝土泵按排量大小可分為小型、中型、大型三類(lèi)。排量不足30m3/h的屬小型泵：排量在30m3/h~80m3/h之間的為中型泵：排量超過(guò)80m3/h的為大型泵。所以，我選擇的應(yīng)為大型泵。2.2.2按工作原理分1.活塞式這種泵的泵送壓力較高，輸送距離較遠(yuǎn)，而且易于控制，技術(shù)也較成熟，所以應(yīng)用較廣泛。活塞式混凝土泵是靠活塞在缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在分配閥的配合下完成混凝土的吸入和排出。1）機(jī)械式由動(dòng)力裝置帶動(dòng)曲柄使活塞往返工作，將混凝土送出。但隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)形式已逐漸被液壓式所取代。2）液壓式有油壓和水壓兩種。水壓目前還不多見(jiàn)，所以，通常指“液壓”就是油壓?；钊交炷帘冒垂ぷ鞲讛?shù)分為單缸和雙缸兩種。由于單缸工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)間斷，不如雙缸的具有連貫性，所以選擇雙缸。1.擠壓式混凝土泵圖2-2轉(zhuǎn)子式擠壓泵輸送管；2—緩沖架；3—墊板；4—鏈條；5—滾輪；6—擠壓膠管；7—料斗移動(dòng)油缸；8—集料斗；9—攪拌葉片；10—密封套工作原理與擠牙膏相似。這種泵的泵室內(nèi)有橡膠管和滾輪架，當(dāng)滾輪架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將橡膠管內(nèi)的混凝土壓出，它他被適宜于小石子混凝土及砂漿的泵送。2.2.3按移動(dòng)分1.固定式固定式系原始形式，多由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，適用于工作量較大、移動(dòng)較小的場(chǎng)合。2.拖掛式該混凝土泵是把泵安裝在簡(jiǎn)單的地價(jià)上，由于其裝有車(chē)輪，所以它既能在施工現(xiàn)場(chǎng)方便地移動(dòng)，又能在道路上拖運(yùn)。3.自行式把泵直接安裝在汽車(chē)的地盤(pán)上1）車(chē)載式移動(dòng)方便，靈活機(jī)動(dòng)，到新的工作地點(diǎn)不需進(jìn)行準(zhǔn)備即可進(jìn)行澆筑。2）泵車(chē)系布料桿泵車(chē)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是汽車(chē)、混凝土泵及布料桿的組合。泵車(chē)的機(jī)動(dòng)性很好，在泵送距離不大時(shí)，施工前后不需要鋪設(shè)和拆卸輸送管道。在城市建設(shè)中，可縮短職工的輔助時(shí)間，節(jié)省勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)率和降低工程成本。但泵車(chē)本身構(gòu)造復(fù)雜，體積較大，其適用受到是工廠的田間和道路的限制。綜上所述，選擇拖掛式活塞式雙缸泵。

3料斗與攪拌系統(tǒng)3.1料斗功能料斗又稱(chēng)集料斗，其內(nèi)部裝有攪拌裝置。它是混凝土泵的承料器，其主要作用如下：1）混凝土輸送設(shè)備向混凝土泵供料的速度與混凝土泵輸送速度可能不完全一致，料斗可以起到中間調(diào)節(jié)的作用。2）料斗中的攪拌裝置可以對(duì)混凝土進(jìn)行二次攪拌，減小混凝土的離析現(xiàn)象，并改善混凝土的可泵性。3）攪拌裝置螺旋布置的攪拌葉片還起到向分配閥和混凝土缸喂料的作用，提高混凝土泵的吸入效率。3.2料斗基本結(jié)構(gòu)料斗主要由料斗箱體和攪拌裝置兩部分組成，如圖3-1所示圖3-1料斗的結(jié)構(gòu)1.料斗箱的設(shè)計(jì)料斗箱體主要由料斗體、防濺板、方格網(wǎng)和料斗門(mén)等四部分組成。料斗箱體由鋼板焊接而成，前壁與輸送管道相連，后壁與混凝土缸連通，側(cè)壁通常安裝攪拌軸。當(dāng)混凝土泵開(kāi)始工作時(shí)要將防濺板立起來(lái)，以防止混凝土砂漿的飛濺，混凝土泵停止工作后，要將防濺板放倒。方格網(wǎng)的作用是防止混凝土砂漿中的過(guò)大的集料或雜物進(jìn)入料斗箱體，以避免泵送故障。為便于混凝土的拌合以及泵送后的清洗，料斗箱體內(nèi)壁與回轉(zhuǎn)部件（攪拌葉片及搖管）相關(guān)的部位，應(yīng)做成回轉(zhuǎn)曲面形，回轉(zhuǎn)中心若能重回，則使混凝土在拌合過(guò)程中不是被推向斗壁，而是被向上推去，便于集料。各曲面和平面間應(yīng)以大圓角相連，兩端成球狀或錐臺(tái)形，以防止出現(xiàn)積料現(xiàn)象。圓滑的斗壁對(duì)采用搖管式分配閥的泵機(jī)尤為重要，由于料斗內(nèi)設(shè)置有搖管，使攪拌葉片難于布置。而搖管在內(nèi)壁圓滑的料斗里擺動(dòng)，與搖管下的刮板一起，能使拌合物產(chǎn)生所謂的“浴缸”效應(yīng)，也能避免積料現(xiàn)象。料斗箱體中部的下側(cè)有兩個(gè)方形管道，與混凝土分配閥的吸料口連接。大的出料口，可改善分配閥的吸入性能及排除堵塞的現(xiàn)象，一提高吸入效率。當(dāng)采用側(cè)面吸料的分配閥時(shí)，出料口較高，料斗箱體底部易出現(xiàn)積料現(xiàn)象，應(yīng)將料斗箱體底部做成向出料口傾斜的形式，通過(guò)拌合物的自流提高積料性能。除此之外，在料斗箱體底部還應(yīng)開(kāi)設(shè)一定口徑的卸料口，用于排出料斗箱體內(nèi)的殘余混凝土和清洗料斗箱體時(shí)的排水，并為更換斗內(nèi)的易損件工作提供方便。由于卸料口活門(mén)設(shè)在底部，手動(dòng)操作不便，亦可采用液壓缸驅(qū)動(dòng)的活門(mén)。為便于混凝土攪拌輸送車(chē)直接卸料，料斗口離地高度下應(yīng)超過(guò)1.4m。其容量大小將因泵機(jī)和排量大小有所不同，排量大，容量亦應(yīng)大些。由于料斗容量的增加，雖然增大了攪拌負(fù)荷，卻提高了拌合物的均勻性和一致性。料斗應(yīng)有良好的接近性能，以便于供料及對(duì)料斗內(nèi)混凝土深度與易損件磨損情況進(jìn)行觀察。斗口擴(kuò)度需保證至少有兩臺(tái)攪拌輸送車(chē)能同時(shí)供料，以節(jié)省卸料的換接時(shí)間。另外，由于混凝土缸從料斗箱體里吸料是通過(guò)混凝土拌合物的重力及缸內(nèi)的負(fù)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而這些因素與混凝土深度直接相關(guān)，即料斗箱體里的混凝土越深，活塞的吸力越大，吸入率越高。所以，料斗箱體應(yīng)有足夠的深度，同時(shí)還應(yīng)在泵送作業(yè)中隨時(shí)監(jiān)視料斗箱體內(nèi)不斷變化的混凝土深度，防止吸空現(xiàn)象的發(fā)生。為使硬性混凝土亦能順利泵送，在料斗箱體口設(shè)有方格網(wǎng)，它用扁鋼和圓鋼焊成，在完成泵送的同時(shí)也提高了混凝土缸的吸入效率。方格網(wǎng)孔的大小是有規(guī)定的，以防止混凝土中超標(biāo)粒徑集料或其他雜物進(jìn)入料斗。設(shè)計(jì)料斗時(shí)還應(yīng)考慮防止空氣被吸入混凝土缸內(nèi)，降低吸入效率，但由此而采取的一些措施，可能回加劇混凝土的分層離析現(xiàn)象。2.攪拌裝置的設(shè)計(jì)攪拌裝置包括攪拌軸部件、攪拌軸承及其密封件等部分，如圖3-2所示攪拌軸部件如圖3-2所示，由攪拌軸、螺旋攪拌葉片、軸套等組成。攪拌軸由中間軸、左半軸、右半軸組成，并通過(guò)軸套用螺栓連接成一體，這種結(jié)構(gòu)形式有利于攪拌葉片的拆裝。螺旋葉片焊接在軸上。攪拌軸是靠?jī)啥说妮S承、軸承座（馬達(dá)座）支撐的，攪拌軸承采用調(diào)心軸承，軸承座外部還設(shè)有黃油嘴的螺孔，其孔道通到軸承座的內(nèi)腔，工作時(shí)可對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。為了防止料斗內(nèi)的混凝土漿進(jìn)入攪拌軸承，左、右半軸的軸端裝有J形密封圈。左半軸的軸套通過(guò)花鍵套和液壓馬達(dá)連接，工作時(shí)由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)攪拌軸帶動(dòng)攪拌葉片旋轉(zhuǎn)。攪拌軸置于料斗內(nèi)。攪拌軸的橫截面形狀有圓形和方形兩種，與葉片間若采用不可拆連接，則無(wú)大的差異；而若采用可拆連接，方軸則比圓軸優(yōu)越得多。圓軸與攪拌葉片間需采用鍵和銷(xiāo)釘進(jìn)行連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，維修時(shí)拆卸葉片困難。而方軸直接用方鋼毛坯制成，再加螺釘連接，既能可靠地傳遞扭矩，簡(jiǎn)單易行，可拆性也好。圖3-2攪拌裝置液壓馬達(dá)；2—花鍵套；3—馬達(dá)座；4—左半軸；5—軸套；6—攪拌葉片；7—中間軸；8—右半軸；9—J形密封圈；10—軸套座；11—軸承；12—端蓋13—油杯攪拌葉片的圓周運(yùn)動(dòng)使物料翻滾與流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)拌混凝土的二次攪拌。攪拌臂懸置軸上，根部受力大，但磨損??；項(xiàng)部受力小，但磨損嚴(yán)重，故通常按等截面制造。為能承受攪拌阻力和卡死大集料時(shí)所產(chǎn)生的意外載荷，攪拌臂應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，并留有磨損余量。葉片在軸上正反交叉，亦可兩兩對(duì)稱(chēng)，不但能使物料產(chǎn)生交叉運(yùn)動(dòng)軌跡，而且強(qiáng)化攪拌效果，也抵擋了攪拌軸上的軸向力。攪拌葉片的種類(lèi)很多，攪拌葉片形狀通常為螺旋或工字形（如圖所示），以獲得最佳的攪拌功能。其中對(duì)于整體螺旋形的葉片，在軸上的左右兩段，應(yīng)按相反施工方向布置，使其在攪拌的同時(shí)能向料斗中部拋料，以提高吸入效率。大螺旋角葉片可促進(jìn)拌合物的流動(dòng)，提高攪拌效率，此外，在葉片接觸拌合物表面時(shí)，還能避免沖擊與灰漿飛濺。另外，在用擺管分配閥的料斗箱體中，尤其是立式管閥，由于中間布置擺管，長(zhǎng)葉片布置于兩側(cè)，中間部位可采用短臂葉片。葉片易磨損，應(yīng)用耐磨合金制造。軸的攪拌中心應(yīng)低一些，以防止底部產(chǎn)生死料現(xiàn)象。3.3料斗體的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.3.1料斗容積的確定料斗容積應(yīng)與泵車(chē)的混凝土排量相適應(yīng)，應(yīng)考慮暫停供料時(shí)料斗內(nèi)有適量的儲(chǔ)蓄料及反吸行程的備用容積，如料斗設(shè)計(jì)過(guò)小，則易于在泵送時(shí)吸入空氣，影響工作平常泵送量，涉及過(guò)大則影響機(jī)構(gòu)的緊湊性，據(jù)西德、日本、美國(guó)、一國(guó)等國(guó)泵車(chē)的有關(guān)資料分析，排量為到的方式臂架式泵車(chē)料斗容積為0.3~0.6，國(guó)內(nèi)混凝土泵車(chē)60型的混凝土輸送范圍為15~60，料斗容積為，實(shí)際證明其大小選擇適度，由于100型混凝土泵車(chē)排量較大，所以，料斗容積可適量較大，由《現(xiàn)代混凝土泵車(chē)及施工應(yīng)用技術(shù)》中表4—11可得其容積取，。3.3.2料斗寬度的確定根據(jù)實(shí)際工作情況，有關(guān)資料及經(jīng)驗(yàn)，一般取料斗的寬度為900mm.3.3.3料斗長(zhǎng)度的確定在攪拌葉片與S閥處有較大死角，考慮到攪拌效果及混凝土缸的吸料性能會(huì)影響料斗的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)（如圖3-3所示）。所以使攪拌軸中心線處于S閥中間位置，且不受干涉?，F(xiàn)假設(shè)葉片外徑為D,取α=15?，葉片接觸混凝土部分所對(duì)圓形角360?，所以lo=160+110=270mm。取葉片與內(nèi)壁間隙為20mm。圖3-3料斗內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（3—1）（3—2）如圖6所示，將其分為2大部分進(jìn)行計(jì)算：圖3-4料斗組成區(qū)域示意圖1.位置I所示，以攪拌軸中心線為界線計(jì)算分界線以上的容積。（3—3）式中：所以：（3—4）2.位置II所示的半圓柱體的容積計(jì)算。（3—5）式中：（葉片與筒臂之間的距離為4mm)所以：（3—6）3.S閥體積的計(jì)算（按投影體積）。（3—7）（3—8）所以由（3—1），（3—,2）（3—3），（3—4），（3—5），（3—6），（3—7）可得：（3—9）所以：所以：（3—10）圓整得：料斗總長(zhǎng)L=1125mm3.4料斗各零部件材料的選擇及尺寸1.材料的選擇由于料斗只是用裝混凝土，屬于非易損件，在強(qiáng)度及焊縫方面要求不高?，F(xiàn)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用耐磨合金鑄鐵。焊條為普通焊條。由于材料各零部件受力復(fù)雜，且不是很大，焊條長(zhǎng)度與零件各配合尺寸等長(zhǎng)，故不需要對(duì)焊縫強(qiáng)度進(jìn)行校核。2.下料斗各零件的設(shè)計(jì)1）后墻板用厚度為25mm的鋼板。粗加工直徑為Φ80mm,Φ220mm,Φ220mm的孔，其中兩個(gè)Φ220mm的孔用于安裝砼缸，考慮分配油缸的安裝位置，取后墻板長(zhǎng)度為1244mm,下底圓弧半徑為R400mm。2）根據(jù)實(shí)際情況，在不影響S管安裝的條件下，前墻板的寬度為700mm,下圓弧半徑為R308mm,連接小板的半徑為178mm,外徑為254mm,板厚為15mm。在前墻板上粗加工Φ178mm的孔。3）根據(jù)實(shí)際情況，筒身內(nèi)徑為R304mm。對(duì)于混凝土大顆粒骨料，在一定范圍內(nèi)，間隙越小越不易卡死。4）出料口直徑為Φ178mm，外徑為196mm,并在卡座上設(shè)有卡口，以便在關(guān)閉出料口門(mén)時(shí)，改善連接螺栓的受力。排料口座焊接在料斗底部，排料門(mén)直徑為Φ200，采用切向開(kāi)啟和關(guān)閉方式。這樣能大大減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。排料門(mén)厚度為10mm.3.上料斗各主要零件的設(shè)計(jì)1）上料各鋼板，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用5mm的鋼板。2）根據(jù)泵機(jī)型號(hào)所規(guī)定及最大骨料粒徑能通過(guò)篩選的要求，篩框的鋼片厚度為3mm,長(zhǎng)度為920mm,寬度為10mm。圓鋼的直徑為6mm。3）掛鉤的設(shè)計(jì)。在上料斗小側(cè)板上安裝兩個(gè)掛鉤，并在篩框上焊上兩個(gè)掛鉤，以便在作業(yè)時(shí)，掛住篩框，保證作業(yè)過(guò)程中的安全。掛鉤采用16mm的圓鋼。3.5攪拌系統(tǒng)3.5.1料斗攪拌葉片直徑及其攪拌速度的確定攪拌速度合適時(shí)可產(chǎn)生理想的攪拌效果和工作效率。如果速度偏低，拌合物難以攪拌均勻，在重力作用下還會(huì)產(chǎn)生分層離析的現(xiàn)象，如果速度過(guò)高，不但消耗功率大，而且在重力和離心力作用下也會(huì)產(chǎn)生利息現(xiàn)象。據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，攪拌速度一般為，攪拌半徑通常為，排量100的攪拌速度為，攪拌半徑由3.3.2中的公式7可得=。3.5.2料斗攪拌軸的計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式的確定1.攪拌軸的計(jì)算1）容積利用系數(shù)j:由于容積利用系數(shù)的選擇，主要以攪拌質(zhì)量的優(yōu)劣為依據(jù)，在確保攪拌葉片質(zhì)量的前提下，j應(yīng)取較大值，這樣幾何容積能充分被利用。此外，j的大小還受到其他條件的約束：第一，攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)需求考慮應(yīng)具備超載10%的能力；第二，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，出料容積與進(jìn)料容積只比為0.625，而幾何容積應(yīng)大于進(jìn)料容積，故以上約束使得j的上限不得大于0.58。綜合上述要求，取容積利用系數(shù)j=0.41.2）攪拌葉片最大線速度v:（3—11）（攪拌速度n=32r/min,攪拌半徑r=300mm)3）比阻力kk原計(jì)算式：（3—12）事實(shí)及實(shí)際生產(chǎn)證明，該計(jì)算式的有關(guān)系數(shù)取值過(guò)于保守，這樣易造成電機(jī)功率浪費(fèi)，因而對(duì)其進(jìn)行修正如下：（3—13）?。?）攪拌葉片面積S:（3—14）5）徑向力：（3—15）（3—16）6）軸向力：（3—17）（3—18）7）扭矩（T）與功率（N）：（3—19）（3—20）8）求攪拌軸的轉(zhuǎn)矩及軸上的作用力：轉(zhuǎn)矩：圓周力：（3—21）式中：徑向力：（3—22）軸向力：（3—23）9）作計(jì)算簡(jiǎn)圖3-5(a)10）求水平面的支撐反力，作水平彎矩圖3-5(b,c),求水平彎矩：由：（3—24）即：得：從而：所以：（3—25）（3—26）11）求垂直面的支撐反力，作垂直面彎矩圖3-5（d,e),求垂直面彎矩：由:（3—27）=0得：所以：（3—28）（3—29）12）求合成彎矩圖3-5（f)：水平面與垂直面的合成彎矩為。從圖可以看出截面B處右側(cè)和C處左側(cè)比較危險(xiǎn)，計(jì)算B，C兩處的合成彎矩：（3—30）13）作轉(zhuǎn)矩圖3-5（g)：14）求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩3-5（h):比較可知B與C兩處的當(dāng)量彎矩一樣大，有應(yīng)為,故只需選取一處計(jì)算即可。選危險(xiǎn)截面B處計(jì)算。軸的扭切應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力對(duì)待，折合系數(shù)ɑ取0.6，則有（3—31）圖3-5攪拌軸受力圖15）計(jì)算危險(xiǎn)截面處直徑:此軸為轉(zhuǎn)軸，。軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。從《機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得，由《機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)》式（15—5）有：（3—32）考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將計(jì)算出d值加大3%，則應(yīng)有.取整，。2.攪拌軸結(jié)構(gòu)形式的確定在工作狀態(tài)下，各構(gòu)件直接與整機(jī)混合接觸，磨損嚴(yán)重，降低其使用壽命，同時(shí)，由于軸頸密封處及攪拌葉片與葉片綜合部件磨損及腐蝕。采用如下措施：1）在攪拌軸表面電鍍鉻（其厚度0.3mm)，提高耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命。2）將軸制成三斷組合式，也可采用兩段半軸分別進(jìn)行攪拌，拆卸工作分段進(jìn)行，而不必選拆掉葉片，維修提供工方便。3）軸與葉片間采用焊接連接，拆卸是整體進(jìn)行的。軸的攪拌中心應(yīng)力求低些，以防止底部產(chǎn)生死料現(xiàn)象。在工作狀態(tài)下，隨著攪拌軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，在壓力差的作用下，料斗內(nèi)混凝土拌合物的泥漿會(huì)沿軸頸處泄漏，它不僅污染泵機(jī)，磨損軸頸，如果結(jié)構(gòu)不當(dāng)還會(huì)侵入軸承，大大降低其使用壽命?？梢?jiàn)，必須在軸頸處設(shè)置有效的水泥密封。通常的密封形式有：a）J形橡膠圈或迷宮式橡膠密封圈。b）橡膠圈加耐磨軸套密封。c）壓力油脂密封。在本設(shè)計(jì)中，采用的是J形橡膠圈密封。3.5.3攪拌軸中間軸鍵選擇與強(qiáng)度校核1.選擇鍵的類(lèi)型、材料，確定間的尺寸根據(jù)工作要求選A型普通平鍵，鍵的材料為45鋼。已知軸頸d=50mm,輪轂長(zhǎng)60mm,由《機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)》表15—16可得，b=14mmm,h=9mm,L=56mm。校核鍵連接的強(qiáng)度普通平鍵構(gòu)成靜連接，應(yīng)校核輪轂的擠壓強(qiáng)度。已知軸套采用45鋼，查《機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-15得:需用擠壓應(yīng)力鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=56-14=42mm所以擠壓應(yīng)力:（3—33）所以單鍵強(qiáng)度不夠。可采用雙鍵且按布置連接。此時(shí)，強(qiáng)度足夠。由上可的該鍵的型號(hào)為：鍵

4S形管閥S管閥的管體有變徑和不變徑兩種形式。變徑S管閥其特點(diǎn)是可以靠混凝土的壓力推動(dòng)密封環(huán)自動(dòng)密封管口，密封性能較好，使混凝土泵具有較強(qiáng)的輸送能力，而且流道通暢，不易堵塞。但不變徑S管閥閥體的沖擊小，阻力小，磨損小，流動(dòng)順暢。從而使成本降低。S管閥的擺動(dòng)油缸可以設(shè)置在料斗的后方，也可以設(shè)置在料斗的前方。后置式擺動(dòng)油缸利用擺動(dòng)軸水平伸入料斗中與閥體連接，推動(dòng)閥體擺動(dòng)，但擺動(dòng)軸與閥體連接形成的屏障影響混凝土的流動(dòng)，影響泵的吸入效率;前置式擺動(dòng)油缸則去掉了擺動(dòng)軸與其支撐，泵的吸料性能大為提高，而且安裝維護(hù)方便。由于在分配閥驅(qū)動(dòng)油缸的極限位置設(shè)有緩沖器，所以盡管換向迅速，沖擊卻很小。結(jié)構(gòu)中，集料斗底部的形狀與攪拌葉片運(yùn)動(dòng)軌跡及S管擺動(dòng)軌跡一致，S管體下部設(shè)刮板，防止集料斗底部積料；同時(shí)集料斗底部向混凝土輸送缸口方向傾斜，改善了其混凝土輸送缸口的吸料性能。4.1S形閥的工作原理S形管閥（如下圖所示）裝在與混凝土缸同一水平高度上，隨控制油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)。圖8、S形管閥工作原理圖1、2—主油缸；3—水箱；4—換向機(jī)構(gòu)；5、6—混凝土缸；7、8—混凝土缸活塞；9—料斗；10—分配閥；11—擺臂；12、13—擺動(dòng)油缸；14—出料口如圖8所示，混凝土缸活塞（7、8）分別與主油缸（1、2）活塞桿相連，在主油缸壓力油的作用下，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；一缸前進(jìn)，分配閥一端接出料口，另一端通過(guò)華鍵軸與擺臂相連，在擺動(dòng)油缸的作用下，可以左右擺動(dòng)。泵送混凝土?xí)r，在主油缸壓力油的作用下，混凝土活塞7前進(jìn)，混凝土活塞8后退，同時(shí)在擺動(dòng)油缸的作用下，分配閥10與混凝土缸5連通，混凝土缸6與料斗9連通。這樣，混凝土活塞8后退，便將料斗9內(nèi)的混凝土吸入混凝土缸；同時(shí)混凝土活塞7前進(jìn)，將混凝土缸內(nèi)的混凝土送入分配閥后經(jīng)出料口14排出。當(dāng)混凝土活塞后退至行程終端時(shí)，會(huì)觸發(fā)水箱3中的換向裝置4，使主油缸1、2換向，同時(shí)擺動(dòng)油缸12、13也換向，使分配閥10與混凝土缸6連通，混凝土缸5與料斗9連通，而后混凝土活塞7后退，8前進(jìn)。如此循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)泵送。4.2S形閥的工作狀況及設(shè)計(jì)構(gòu)思混凝土泵工作時(shí)，混凝土混合料由于泵缸活塞的抽吸作用被沖入泵缸，再由泵缸活塞加壓經(jīng)S閥管輸入輸送管道，在混凝土被吸入泵缸的過(guò)程中，其流動(dòng)阻力與流道的流向不斷變化及通道長(zhǎng)徑比相關(guān)。抽吸流通的某些部位如若斷面變化及流向變化較大時(shí)，物料必將相互錯(cuò)動(dòng)，加劇形成紊流。對(duì)于分配比物料，更存在著粗骨料之間的相互摩擦形成卡滯。另一方面，物料從泵缸排出，通過(guò)S閥壓入輸送管道時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)防止物料的砂漿被擠出S閥管與眼睛板相配合面，從而制造輸送管道內(nèi)的物料堵塞?？紤]上述泵送過(guò)程中產(chǎn)生堵塞的機(jī)理，可具體確定S閥的結(jié)構(gòu)及密封設(shè)計(jì)。排料性能要求S閥對(duì)泵送混凝土的阻力小。因此，可以使S管閥管道中心線呈現(xiàn)兩個(gè)凹向相反的拋物線相連接。進(jìn)料口流道直徑與混凝土缸直徑相等，即，出料口流道直徑取，S閥管道流通變化盡可能平緩。管出料口與一段錐管相連，以便于Φ150mm與Φ125mm的輸送管相配用。錐管的最小直徑應(yīng)為最大骨料粒徑的三倍以上，即骨科粒最大直徑應(yīng)小于輸送管徑的三分之一。S閥的密封是一個(gè)比較重要的問(wèn)題，它要求S閥在排料過(guò)程中不能有砂漿泄漏到物料中。S管的入口端的密封方法一般有三種，第一種：無(wú)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪湍キh(huán)。第二種：混凝土壓力推動(dòng)金屬環(huán)自動(dòng)補(bǔ)償。第三種：混凝土壓力與預(yù)壓橡膠環(huán)推動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償環(huán)。在本設(shè)計(jì)中采用第三種補(bǔ)償密封法。該補(bǔ)償密封是給橡膠圈一個(gè)沿S閥中心線方向的預(yù)緊力，靠混凝土壓力實(shí)現(xiàn)，其中切割環(huán)可沿軸向浮動(dòng)。S閥切換時(shí)，耐磨環(huán)可把S管流道內(nèi)的砼料流切斷，同時(shí)還要切斷泵缸與物料。此外，應(yīng)盡量避免眼睛板與耐磨環(huán)在切換到位后產(chǎn)生縫隙，否則將會(huì)影響物料的泵送，并會(huì)引起砂漿擠入，導(dǎo)致磨損加劇，影響密封性能及混凝土質(zhì)量。S管閥切換時(shí)，靠橡膠圈的軸向預(yù)緊力，使耐磨環(huán)緊貼眼鏡板。該預(yù)緊力不宜過(guò)大，只要連接泵送該密封能保持良好的工作性能就行。耐磨環(huán)在切換混凝土?xí)r，在足以承受切割阻力的條件下。又要有一定的彈性（橡膠圈徑向彈性作用），緩沖切割阻力的峰值。根據(jù)力學(xué)中的帕斯卡原理，密封環(huán)在端面上受到砼物料的壓力作用，推動(dòng)耐磨環(huán)壓向眼睛板，具有使耐磨環(huán)眼鏡板貼合的密封作用，泵送壓力越高，密封壓力越大，且密封完成越快。吸料性能吸料性能的優(yōu)劣是由充盈系數(shù)η來(lái)衡量的。η值表示為吸入砼缸的混凝土與砼缸的體積之比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：（4—1）一般η值在0.7—0.98之間,且與物料比及砼泵設(shè)計(jì)相關(guān)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量提高η，以利于提高泵送效率及可靠性?？紤]物料的吸入性能，應(yīng)使吸入流道平滑流暢，以利于物料流動(dòng)。合理布置料斗內(nèi)的攪拌裝置外，還應(yīng)注意一點(diǎn)，即S管擺動(dòng)到位后，眼鏡板附近的流道在瞬間處于無(wú)物料狀態(tài)。特別是在吸入分配比混凝土及低坍落度砼物料時(shí)，由于物料流動(dòng)性很差，而△t增大。當(dāng)泵缸在此進(jìn)入吸料階段，會(huì)吸入空氣，使η值下降，這也正是S閥系統(tǒng)對(duì)分配比和低坍落度砼物料吸入效率低的原因。為改善S閥吸料性能，在S閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定后，應(yīng)正確確定兩混凝土缸吸入的時(shí)間間隔，可使砼物料全部充入泵缸前部進(jìn)行抽吸。為了提高吸入效率，可將切換時(shí)間控制在0.2s左右，將砼缸的抽吸開(kāi)始時(shí)刻向后推移，與S管擺動(dòng)到位時(shí)刻相同。這樣既可使△t減少，又可在△t后抽吸趨于結(jié)束。4.3負(fù)載阻力矩計(jì)算 1.推力F推力F可按下式計(jì)算：（4—2）泵出口處混凝土的壓力為避免產(chǎn)生過(guò)大的擺動(dòng)阻力矩而加劇磨損，橡膠彈簧的預(yù)壓力要適當(dāng)。在本次設(shè)計(jì)中取。2.S管閥擺動(dòng)阻力矩1）S管在擺動(dòng)過(guò)程中，其側(cè)面受混凝土物料直接作用而產(chǎn)生與擺動(dòng)方向相反的阻力矩，其力學(xué)模型，其中X軸代表料斗內(nèi)混凝土液面。S管完成沉浸在混凝土內(nèi)，繞S管小頭軸線以w角速度作擺動(dòng)。轉(zhuǎn)軸到液面的距離為為定值。S管側(cè)面受到混凝土的壓力，該壓力大小為。將S管在xy平面上的投影沿X軸分割成長(zhǎng)度為的n段，每一段的投影面積為，每小段面積形心到轉(zhuǎn)軸垂直距離為，即中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸距離。每一段面積上所受到的壓力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩為，將各段面積所受壓力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩相加，即可得出S管側(cè)面所受壓力對(duì)轉(zhuǎn)軸的阻力矩了。如下式所示：（4—3）即S管中心線的函數(shù)表達(dá)式，、是S管上下曲面函數(shù)表達(dá)式，r是混凝土物料的密度。2）閥在擺動(dòng)過(guò)程中，混凝土物料之間的剪切阻力矩。S管在混凝土拌合物中擺動(dòng)時(shí)，滯留于S管側(cè)面的混凝土物料與S管同速擺動(dòng)。這部分混您圖無(wú)聊與料斗內(nèi)的其它物料存在剪切阻力，該阻力對(duì)S管轉(zhuǎn)矩形成剪切阻力矩。3）S管擺動(dòng)的空載靜阻力矩。此阻力矩是由軸承、S管自重、S閥轉(zhuǎn)軸密封、S管耐磨環(huán)與雙孔板預(yù)緊壓力等形成。一般設(shè)計(jì)排量為時(shí)，取。本設(shè)計(jì)中取:（4—4）S管大端入口處直徑；S管入口處中心與擺軸中心距離?；炷廖锪系募羟星?yīng)力，一般為360~；5）S管擺動(dòng)過(guò)程中，耐磨環(huán)與雙孔耐磨板接觸面在泵送切換開(kāi)始時(shí)的摩擦阻力矩：（4—5）耐磨環(huán)與雙孔耐磨板接合面的摩擦系數(shù)，取；耐磨環(huán)與雙孔耐磨板的軸向密封壓力:；泵送壓力引起的密封壓力；橡膠彈簧的預(yù)壓力，一般為；當(dāng)量摩擦阻力矩半徑。6）S管擺動(dòng)的慣性阻力矩。的值是隨S管擺動(dòng)的所有組件對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的乘積：（4—6）隨S管擺動(dòng)的所有組件對(duì)轉(zhuǎn)軸總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；角加速度S管擺動(dòng)總阻力矩：（4—7）S管閥擺動(dòng)阻力矩為：本設(shè)計(jì)的輸送量為，以最大總擺動(dòng)阻力矩為設(shè)計(jì)依據(jù)，取。

5車(chē)架的設(shè)計(jì)拖掛混凝土泵車(chē)架應(yīng)滿(mǎn)足：1.車(chē)架的重量盡量輕，材料選擇合適，成本低。在本設(shè)計(jì)中，選擇車(chē)架材料為工字型鋼。2.結(jié)構(gòu)合理，便于制造。3.結(jié)構(gòu)應(yīng)使車(chē)架上的零部件安裝、調(diào)整、修理和更換都方便。4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性能好，還應(yīng)使車(chē)架本身的內(nèi)應(yīng)力小，由溫度變化引起的應(yīng)變小。5.車(chē)架抗振性能好。6.耐腐蝕，使車(chē)架結(jié)構(gòu)在服務(wù)期限內(nèi)盡量少維修或不維修。7.必須有足夠的焊接強(qiáng)度。

6潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能是向混凝土活塞、S管閥、擺柄、攪拌軸等處的潤(rùn)滑點(diǎn)輸送潤(rùn)滑油脂，以減少這些部位相對(duì)表面的摩擦磨損，它由手動(dòng)潤(rùn)滑泵、甘油過(guò)濾器、潤(rùn)滑中心、分配閥、接頭、鋼管、各潤(rùn)滑點(diǎn)油嘴等組成。手動(dòng)潤(rùn)滑泵通過(guò)干油過(guò)濾器與四通閥塊相連，扳動(dòng)手動(dòng)潤(rùn)滑泵可以在潤(rùn)滑管路內(nèi)形成一段潤(rùn)滑脂柱，依靠擺動(dòng)系統(tǒng)的高壓油，推動(dòng)該潤(rùn)滑脂柱通過(guò)接頭、銅管等進(jìn)入分配閥，分配閥將潤(rùn)滑脂分成多路到各潤(rùn)滑點(diǎn)，這樣在液壓油及潤(rùn)滑脂的共同作用下，確保了各潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑效果。潤(rùn)滑脂夏季采用“00”號(hào)鋰基潤(rùn)滑脂；冬季采用非極壓型：“000”號(hào)半流體鋰基潤(rùn)滑脂，使用環(huán)境溫度-。注意事項(xiàng)：1.使用前檢查各個(gè)部位是否有松動(dòng)現(xiàn)象。加油前檢查儲(chǔ)油桶內(nèi)是否有贓物積留。2.潤(rùn)滑脂用完時(shí)，應(yīng)及時(shí)向儲(chǔ)備桶內(nèi)加注潤(rùn)滑油，為避免潤(rùn)滑脂吸空，潤(rùn)滑脂必須保證清潔，加入潤(rùn)滑脂時(shí)，應(yīng)盡量減少空氣混入，使用時(shí)儲(chǔ)油桶油蓋蓋好，以免灰塵、臟物進(jìn)入。3.干油過(guò)濾器的作用是防止臟物進(jìn)入分配閥，在平常使用過(guò)程中，泵送50h必須清洗一次，把濾芯拆下后，用汽油在盆中清洗、晾干即可；泵送700h，必須更換濾芯。4.分配閥有知識(shí)桿給與顯示狀態(tài)，周期性的循環(huán)伸縮動(dòng)作，表示工作正常；指示桿伸出不動(dòng)，表示潤(rùn)滑點(diǎn)被堵塞或分配其內(nèi)部有異物，需要疏通或拆開(kāi)清洗。5.每天開(kāi)機(jī)前，或正常泵送過(guò)程中每隔2小時(shí)，需搬動(dòng)潤(rùn)滑手柄15次，以便在潤(rùn)滑管理內(nèi)能保留一段潤(rùn)滑脂，確保有效潤(rùn)滑。

7混凝土泵的保養(yǎng)與維修我國(guó)在混凝土泵使用與制造的過(guò)程中，曾走過(guò)許多彎路。隨著時(shí)間的推移，我國(guó)在制造工藝技術(shù)上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，通過(guò)對(duì)混凝土泵保養(yǎng)維修的廣泛宣傳，同時(shí)各主管部門(mén)制定了一系列的技術(shù)規(guī)程，目前混凝土泵的使用得到了普及。7.1混凝土泵的故障混凝土泵最容易引起施工停頓、造成事故的問(wèn)題大致有下面幾類(lèi)：堵管；液壓系統(tǒng)故障，包括油溫過(guò)高引起的故障；.擺閥（或閘板閥）間隙過(guò)大，或引起切割環(huán)與眼睛板密封不嚴(yán)，或造成擺閥無(wú)法擺動(dòng)到位；4.混凝土缸或活塞頭磨損嚴(yán)重。下面分別就這四類(lèi)問(wèn)題作詳細(xì)說(shuō)明。7.1.1堵管在前面介紹的3種閥中，最容易發(fā)生堵管的是長(zhǎng)S閥。裙閥通孔直徑與閥身長(zhǎng)度的比值較大，一般不會(huì)堵管；閘板閥發(fā)生堵管的概率也不大。堵管混凝土一般都是逐漸形成的。如果前一次使用后，未能對(duì)工作缸及S閥進(jìn)行徹底清洗，第二次工作時(shí)，果泵道作業(yè)不十分連續(xù)，中間停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或天氣較熱，混凝土質(zhì)量不好，則在S閥有殘留混凝土處混凝土可能逐漸干結(jié)，加厚以致最終造成堵管。此刻能解決問(wèn)題的較為可靠的方法是在判斷正確的基礎(chǔ)上，先將料斗內(nèi)的混凝土從底閥下排出，同時(shí)解開(kāi)向外輸送的管卡，用手錘在S閥下方與兩側(cè)用力敲擊，再用鐵釬通搗。在多數(shù)情況下，后來(lái)凝結(jié)的混凝土?xí)磺脫羝扑榛虮粨v碎。早先硬結(jié)的混凝土雖然不一定被擊碎，但由于S管內(nèi)通經(jīng)加大，混凝土泵仍可繼續(xù)工作。對(duì)于單泵單獨(dú)工作的施工點(diǎn)，應(yīng)及時(shí)排除故障繼續(xù)施工。如果用上述方法仍然不能將堵管打通，唯一的途徑就是將S管拆開(kāi)，破碎堵管混凝土。S管的拆裝方法將在以后的修理中加以說(shuō)明。7.1.2液壓系統(tǒng)故障混凝土泵在正常工作時(shí)，液壓泵始終在液壓大流量狀態(tài)下工作，雙缸切換頻繁。在這種狀態(tài)下，除去液壓件本身的損壞可能引起故障外，造成液壓系統(tǒng)無(wú)法正常工作的一個(gè)主要因素是油溫過(guò)高。造成油溫過(guò)高的原因是多方面的，可能是：a.液壓箱油量不足；b.冷卻器風(fēng)扇停轉(zhuǎn)；c.冷卻器散熱片積塵過(guò)多，散熱性能不好；d.冷卻器內(nèi)部回路阻塞；e.液壓回路中某些輔助系統(tǒng)的中低壓溢流閥設(shè)定壓力過(guò)高或損壞；f.液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏過(guò)大。1.液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏將引起油溫增高。液壓件（包括工作液壓缸、液壓泵、液壓馬達(dá)、閥等）之所以可以正常工作，主要依靠自身良好的密封性能。工作時(shí)間較長(zhǎng)后，滑動(dòng)副可能磨損，橡膠件可能老霍，這樣在工作過(guò)程中高壓油就會(huì)從縫隙中強(qiáng)行流過(guò)。這種從縫隙中強(qiáng)行通過(guò)的高壓油消耗的功就變成了熱能使油溫升高，從而大大降低了液壓油的粘稠度，進(jìn)一步加大了內(nèi)泄漏，造成惡性循環(huán)。從某種意義上說(shuō)，在正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)油溫的高低是衡量泵的工作好壞的一個(gè)重要尺度。最近一些生產(chǎn)廠家采用外循環(huán)可冷卻水來(lái)防止液壓油溫升高而降低泵的工作效率。例如湖南三一泵。對(duì)于水源充足，排水方便的地區(qū)采用外循環(huán)水降低油溫有很多好處。湖南三一泵使用粘度相對(duì)較大的YB-N68號(hào)液壓油，但工作中的最大油溫不超過(guò)55，正常油溫為。筆者在多年的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種降低油溫的方法是非常有效的。2.液壓油應(yīng)保持一定的清潔度。目前，用于回路的過(guò)濾器一般的精度在。這種金屬顆粒若加在滑閥芯中滑動(dòng)，會(huì)很快引起閥芯的磨損。為有效防護(hù)這種情況發(fā)生，可將回油過(guò)濾器的過(guò)濾精度提高（相應(yīng)濾芯面積要加大），這樣成本加大且更容易堵塞；或者按使用索命樹(shù)更換濾芯。注意，液壓油的濾芯就好比人體的腎臟，對(duì)整個(gè)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是極其重要的。筆者在工作中發(fā)現(xiàn)，至今，許多使用者仍未重視這種問(wèn)題，結(jié)果油的污染大大縮短了機(jī)器的壽命。7.1.3擺閥的故障通常擺閥的故障有兩類(lèi)。一種情況是料斗與擺動(dòng)桿的支撐密封由于缺油慢慢磨損，最后料斗中的水泥砂漿滲漏到軸頸中，大大地增加了阻力，最后使S閥不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不能到位。S閥沒(méi)有大為，進(jìn)（出）料口不能密封，無(wú)法建立泵送壓力。另一種情況是直接咬死、根本無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。在泵送混凝土施工中，一旦出現(xiàn)這類(lèi)故障，處理是相當(dāng)困難的。這就要求施工人員在工作前認(rèn)真檢查，在工作中勤加潤(rùn)滑脂，始終保持軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)副腔內(nèi)充滿(mǎn)熱潤(rùn)滑脂，使料斗中的水泥砂漿無(wú)法滲入。軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)副的潤(rùn)滑是相當(dāng)重要的。大部分生產(chǎn)廠家的使用說(shuō)明書(shū)中均表明這里應(yīng)經(jīng)常用黃油槍打油，每個(gè)臺(tái)班至少8次。最近上市的一些產(chǎn)品采用粘稠度較小的潤(rùn)滑脂進(jìn)行自動(dòng)加油，效果也不錯(cuò)。從經(jīng)濟(jì)與可靠性考慮，手工加潤(rùn)滑劑的方式與自動(dòng)上油的方式各有利弊：手工定時(shí)強(qiáng)迫壓入潤(rùn)滑脂要更可靠些；自動(dòng)加油的主要缺點(diǎn)在于油道被堵很難發(fā)現(xiàn)，可能召致惡果。希望使用者對(duì)這些問(wèn)題予以足夠的重視，也希望制造廠家在這方面能在前進(jìn)一步。另一個(gè)擺閥故障為切割環(huán)與眼睛板磨損導(dǎo)致的故障。目前國(guó)外生產(chǎn)混凝土泵的眼睛板是由硬質(zhì)合金支撐大額。這類(lèi)眼睛板硬度大，抗磨性能好，同時(shí)還有一定的韌性，不易在切割環(huán)的運(yùn)動(dòng)中崩壞。由于這些良好的特性，這種眼睛板特別是用于高層樓房的施工。國(guó)內(nèi)大部分混凝土泵的眼睛板為堆焊制成。硬度與抗磨性能遠(yuǎn)不及國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，使用周期要短得多。切割環(huán)與S管之間有一個(gè)彈性橡膠環(huán)起壓力補(bǔ)償作用。切割環(huán)磨損3mm左右，擺閥仍可以正常工作。如果磨損過(guò)大，則密封性能大大下降，泵送壓力降低，因此使用一段時(shí)間后應(yīng)及時(shí)更換切割環(huán)與眼睛板。7.1.4混凝土缸與活塞頭磨損所有的廠家在混凝土泵的使用說(shuō)明書(shū)中均詳細(xì)交待了混凝土缸與活塞頭嚴(yán)重磨損引起的后果及更換的方法。一般混凝土缸的材料是相當(dāng)硬且耐磨的。活塞頭的橡膠唇邊要比缸徑大，安裝時(shí)，先將唇邊內(nèi)壓通過(guò)缸端部的斜口滑入缸內(nèi)。這種尺寸的配合可以保證活塞頭與缸的密封性。隨著工作時(shí)間加長(zhǎng)，活塞頭的唇邊逐漸磨。當(dāng)唇邊磨損到一定程度后，活塞向前推進(jìn)時(shí)，部分混凝土砂漿液就會(huì)留在混凝土缸中，這部分漿液通常由液壓缸與混凝土缸之間的封水腔中的水沖洗去，以防止這種含有很細(xì)固體微粒的漿液，滲漏到液壓缸的油液中。因此，使用者應(yīng)經(jīng)常注意封水的混濁程度，通常一個(gè)臺(tái)班，更換次封水。若發(fā)現(xiàn)封水在短時(shí)間內(nèi)迅速變混，這表明活塞已磨到極限，應(yīng)在下次使用前將活塞達(dá)到極限，此時(shí)應(yīng)更換混凝土缸。7.2混凝土泵的維修由于各個(gè)廠家生產(chǎn)的混凝土泵型是由差異、維修的內(nèi)容與方式也不相同，很難列出一個(gè)統(tǒng)一的維修模式。

結(jié)論本畢業(yè)設(shè)計(jì)是排量為100型拖掛式混凝土泵，對(duì)拖掛式混凝土泵車(chē)架、攪拌系統(tǒng)、S管閥進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)各部分進(jìn)行了細(xì)致的驗(yàn)算與分析。通過(guò)對(duì)拖掛式混凝土泵的設(shè)計(jì)計(jì)算得到如下結(jié)論：1.