本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-hbt100混凝土泵推送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

PAGEPAGE42第頁(yè)摘要HBT100混凝土輸送泵是一種將達(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。本文主要是對(duì)HBT100混凝土輸送泵的推送機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，推送機(jī)構(gòu)是泵送混凝土的靈魂組件，其部件有主油缸、水箱和混凝土缸。在主油缸的設(shè)計(jì)中，本文進(jìn)行了主油缸內(nèi)徑、外徑、行程的計(jì)算和活塞、法蘭盤(pán)、緩沖裝置和導(dǎo)向裝置的計(jì)算選定；水箱的設(shè)計(jì)過(guò)程主要進(jìn)行了水箱的長(zhǎng)、寬、高、容積的計(jì)算，主油缸與水箱、混凝土缸與水箱連接位置的確定，接近開(kāi)關(guān)的選擇，混凝土缸的設(shè)計(jì)中進(jìn)行了混凝土缸內(nèi)徑、外徑、缸長(zhǎng)的計(jì)算，混凝土活塞與連接桿的選定。關(guān)鍵詞混凝土輸送泵；液壓缸；活塞;水箱;混凝土缸

AbstractTheHBT100concretedeliverypumpwillbeonekindconformstothetransportationconditionconcretethepipelinewhichorverticalwilllaydownthroughthelevelcontinuouslytotransporttotheconstructionjoblocationconcretetransportationmachinery。Itwidelyisappliedtotheurbanconstruction，themine，theelectricpower，theenergy，thetransportationandinotherdepartmentsconcretebuildingprojects。ThispaperismainlytoHBT100concretedeliverypumppushmechanismpartdesign,pushingmechanismisthesoulofconcretepumpassembly,whichiscomposedofamainHydrauliccylinder,awatertankandaconcretecylinder.Onthemaincylinderdesign,Ihadamastercylinderdiameter,outsidediameter,distancecalculationandpiston,flange,bufferdeviceandaguidingdeviceforcalculationofselected;tankdesignprocessforthemainwatertankislong,wide,high,volumecalculation,amainHydrauliccylinderandawatertank,andthewatertankofconcretecylinderdeterminingconnectionposition,closetoswitchselection,concretecylinderdesignoftheconcretecylinderdiameter,diameter,lengthcalculationofcylinder,pistonandconnectingrodselectedconcrete.Keyword:Concretedeliverypump；Hydrauliccylinder；piston；Watertank；Concretecylinder

目錄摘要 1目錄 31、緒論 51.1混凝土泵簡(jiǎn)介 51.1.1國(guó)內(nèi)泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展 51.2泵送混凝土技術(shù)的特點(diǎn) 61.2.1施工效率很高 61.3設(shè)計(jì)目的 71.3.1設(shè)計(jì)課題 71.3.2設(shè)計(jì)大綱 7a) 設(shè)計(jì)原則 7b) 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 71.3.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 7a) 推送機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 7b) 零部件的設(shè)計(jì) 8c) 水箱的設(shè)計(jì) 8d) 混凝土缸及卡箍的設(shè)計(jì) 82設(shè)計(jì)概述及方案論證 92.1混凝土泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 92.1.1、液壓活塞式混凝土泵 92.1.2液壓式混凝土泵的基本組成 92.1.3液壓活塞式混凝土泵的工作原理 92.2混凝土泵推送機(jī)構(gòu) 102.2.1主油缸 102.2.2混凝土缸 112.3.3水箱 113推送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 123.1主油缸的總體設(shè)計(jì) 123.2.液壓缸主要參數(shù)尺寸的計(jì)算 133.2.1、液壓缸主要性能參數(shù)的計(jì)算 153.3液壓缸的主要參數(shù)的確定 183.4液壓缸的主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 193.4.1、缸筒 193.4.2活塞桿 233.4.3活塞桿的導(dǎo)向套、密封圈和防塵 243.4.4活塞 253.4.5、緩沖裝置 273.4.6排氣閥 284、水箱的設(shè)計(jì) 314.1水箱總述 314.2水箱總體尺寸的確定 315、混凝土缸及卡箍的設(shè)計(jì) 365.1、混凝土缸長(zhǎng)度及缸型的確定 365.2卡式接頭的設(shè)計(jì) 366設(shè)計(jì)總結(jié) 39參考文獻(xiàn)： 40附錄一 41致謝 42

1、緒論1.1混凝土泵簡(jiǎn)介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。1.1.1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)模基本建設(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)。1.2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)；1.2.1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。1.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。2.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。3.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，更加有利于施工的整潔.1.3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)。1.3.1設(shè)計(jì)課題HBT100混凝土泵推送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.3.2設(shè)計(jì)大綱設(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，而且有較好的技術(shù)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。主要設(shè)計(jì)參數(shù)（1）最大理論混凝土輸送量105/55m3/h（2）混凝土推送壓力16/9MPa（3）最大推送距離水平1200m或者垂直280m1.3.3設(shè)計(jì)內(nèi)容推送機(jī)構(gòu)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）繪制推送機(jī)構(gòu)總裝圖。零部件的設(shè)計(jì)1主油缸的總體設(shè)計(jì)選擇主油缸的類(lèi)型；液壓缸主要參數(shù)的選擇；液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算及確定；2液壓缸的主要零部件的設(shè)計(jì)缸筒的設(shè)計(jì)計(jì)算；活塞桿的設(shè)計(jì)計(jì)算；活塞桿的導(dǎo)向套、密封盒防塵裝置的設(shè)計(jì)；活塞的結(jié)構(gòu)形式的確定；緩沖裝置和排氣閥的設(shè)計(jì)；液壓缸連接螺栓的選擇；水箱的設(shè)計(jì)（1）箱體尺寸的確定；（2）受力板的尺寸確定；混凝土缸及卡箍的設(shè)計(jì)（1）混凝土缸長(zhǎng)度的確定及缸型的確定；（2）卡箍的設(shè)計(jì)；2設(shè)計(jì)概述及方案論證2.1混凝土泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.1.1、液壓活塞式混凝土泵混凝土泵，按其構(gòu)造和工作原理的不同，可以分為：活塞式、擠壓式、隔膜式及氣罐式等幾種類(lèi)型，在各種形式的混凝土泵中，應(yīng)用最早、最多也是最具有生命力的為活塞式混凝土泵。其特點(diǎn)為：工作可靠、輸送距離長(zhǎng)而且易于控制。這種泵有機(jī)械式、液壓（油）式和水壓式等三種形式。機(jī)械式歷史悠久，三已經(jīng)基本淘汰；水壓式目前用的不多，但是隨著以水為工作介質(zhì)的泵和閥的研究和應(yīng)用，其無(wú)污染、介質(zhì)（水）基本無(wú)成本的特點(diǎn)，將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展方向；而且目前普遍采用的是液壓式。2.1.2液壓式混凝土泵的基本組成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。在此我主要是對(duì)混凝土泵的推送機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.1.3液壓活塞式混凝土泵的工作原理液壓活塞式混凝土泵，是通過(guò)壓力油推動(dòng)活塞，再通過(guò)活塞推動(dòng)混凝土缸中的工作活塞進(jìn)行壓送混凝土，液壓活塞式混凝土泵分為單缸式和雙缸式兩種。雙缸式在結(jié)構(gòu)方面雖然較單缸式的復(fù)雜，但是因?yàn)槭莾蓚€(gè)缸交替工作，故使輸送工作比較連續(xù)、平穩(wěn)、生產(chǎn)率高而且發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也得到了充分的利用。所以，大、中型的混凝土泵都是采用雙缸式的，所以本設(shè)計(jì)也采用的是雙缸式混凝土泵。如圖2-1所示,泵送機(jī)構(gòu)由兩只主油缸（1、2），水箱3，幻向裝置4，兩只混凝土缸（5、6），兩只混凝土活塞（7、8），料斗9，分配閥10，擺臂11，兩只擺動(dòng)油缸（12、13）和出料口14組成。如圖1-1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。圖2-1泵送原理圖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。2.2混凝土泵推送機(jī)構(gòu)推送機(jī)構(gòu)是混凝土泵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他是把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過(guò)油缸的推拉交替工作，使混凝土客服管道的阻力輸送到澆筑部位。他主要由主油缸、混凝土缸和水箱等三部分組成，如圖2-2所示:2.2.1主油缸混凝土輸送泵主油缸由油缸體、密封件、油口、緩沖裝置和承兌的兩組活塞及活塞桿等組成。主油缸的特點(diǎn)是：換向沖擊大，一般要有緩沖裝置。緩沖裝置是混凝土泵的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，大多數(shù)廠家都是采用油缸端部安裝單向節(jié)流閥的TR結(jié)構(gòu)。當(dāng)液壓活塞快到行程終點(diǎn)時(shí)，越過(guò)緩沖油口時(shí)單向節(jié)流閥打開(kāi)，使高壓油有一部分經(jīng)緩沖油口到低壓腔，使兩缸壓差減小、活塞速度降低，達(dá)到緩沖的目的，并為活塞換向做準(zhǔn)備；另外，還為密封腔自動(dòng)補(bǔ)油，保證活塞行程的作用。此外，由于活塞桿不僅與油液接觸，而且還和水、水泥漿、泥漿等接觸，為了改善活塞桿的耐磨性和耐腐蝕性，在其表面一般都要鍍層一層硬鉻。圖2-2推送機(jī)構(gòu)組成圖2.2.2混凝土缸混凝土缸后端與水箱連接，前端與料斗直接連接，通過(guò)拉桿固定在料斗與水箱之間。主油缸活塞桿伸入到混凝土缸內(nèi)，活塞桿前端通過(guò)中間拉桿連接著混凝土缸活塞。中間活塞用45#圓鋼制成，其兩端有定位止口，兩端分別與油缸活塞桿和混凝土活塞用螺栓連接。混凝土缸一般用無(wú)縫鋼管制成，由于混凝土缸內(nèi)壁與混凝土及水長(zhǎng)期接觸，承受著巨大的摩擦和化學(xué)腐蝕，因此，在混凝土缸內(nèi)壁鍍有硬鉻層，或經(jīng)過(guò)特殊熱處理以提高其耐磨性和抗腐蝕性?；炷粱钊苫钊w、導(dǎo)向環(huán)、密封體、活塞頭芯和定位盤(pán)等組成。各個(gè)零件通過(guò)螺栓固定在一起?；炷撩芊怏w用耐磨的聚氨酯制成，其起導(dǎo)向、密封和運(yùn)輸混凝土的作用。2.3.3水箱水箱用鋼板焊成，既是存水容器，又是主油缸與混凝土缸的支持連接件。其上有蓋板，打開(kāi)蓋板可以清晰水箱內(nèi)部，切可以觀測(cè)水位。在推送機(jī)構(gòu)工作中，水在混凝土缸活塞候補(bǔ)隨著混凝土活塞來(lái)回流動(dòng)，其起的租用主要是：清洗作用沒(méi)清洗混凝土缸壁啥辦法內(nèi)粗推送后殘存的灰漿，以減少缸壁和活塞的磨損；隔離作用，防止主油缸泄露出來(lái)的液壓油進(jìn)入混凝土而影響混凝土質(zhì)量；冷卻潤(rùn)滑作用，冷卻潤(rùn)滑混凝土缸橡膠活塞、活塞桿及活塞桿密封部位。3推送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1主油缸的總體設(shè)計(jì)主液壓缸由主油缸、油缸活塞、活塞桿、油缸頭及緩沖裝置等組成，主油缸的作用是利用液壓來(lái)驅(qū)動(dòng)混凝土活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，圖3-1為住液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖。液壓缸體用無(wú)縫鋼管制成，內(nèi)壁鍍鉻，提高耐磨性，使延長(zhǎng)了使用壽命。主液壓缸活塞和活塞桿分別采用球墨鑄鐵和碳鋼制造?；钊嫌袃蓚€(gè)支撐環(huán)壓緊在液壓缸的內(nèi)壁上。為了改善活塞的耐磨性和耐腐蝕性，一般在其表面鍍有一層鉻。圖3-1主油缸示意圖液壓缸的通用結(jié)構(gòu)可按標(biāo)準(zhǔn)選用，除此之外，還應(yīng)該滿足下列要求：為了使混凝土活塞機(jī)器連接器全部退入水箱，液壓缸的行程應(yīng)大于其工作行程。為了避免換向沖擊，在液壓缸端部可設(shè)計(jì)緩沖裝置。液壓缸與水箱直接連接通常選用法蘭盤(pán)，不但要保證連接精度，還應(yīng)有良好的配合精度，與密封圈一起防止漏水。液壓缸上應(yīng)設(shè)置取信換向裝置，避免混凝土活塞退入水箱，也避免液壓缸活塞碰撞液壓缸端部。在混凝土泵施工中，泵車(chē)液壓缸活塞的密封效果將會(huì)直接影響混凝土泵的輸送效率。液壓活塞運(yùn)動(dòng)行程與混凝土缸活塞行程是一致的，液壓缸活塞密封不良產(chǎn)生壓力油泄露，將導(dǎo)致混凝土缸活塞行程變短，使泵送效率降低。因此，泵車(chē)液壓缸活塞的密封，除對(duì)液壓缸材料及密封件提出要求外，還應(yīng)對(duì)密封件結(jié)合形式提出要求。據(jù)國(guó)外資料記載，密封件的密封效果主要取決于處于與密封的結(jié)構(gòu)形式和作用在密封圈上的壓力分布。近年來(lái)，通過(guò)參考引進(jìn)國(guó)外泵車(chē)的先進(jìn)技術(shù)，在我國(guó)自行研發(fā)設(shè)計(jì)的泵車(chē)中，先后試制了三種液壓缸活塞密封圈，分別是：密封加檔圈、組合密封圈、密封圈加“O“型圈。查文獻(xiàn)（5）中表17-6-1液壓缸的分類(lèi)選擇液壓缸的類(lèi)型：雙作用單活塞桿帶可緩沖式液壓缸。特點(diǎn)：活塞雙向作用產(chǎn)生推拉力，活塞在行程終點(diǎn)時(shí)緩沖，切緩沖速度可調(diào)節(jié)。安裝方式：主油缸頭部與水箱用螺栓連接，故選用頭部法蘭安裝。3.2.液壓缸主要參數(shù)尺寸的計(jì)算（1）初選系統(tǒng)的主要參數(shù)系統(tǒng)壓力選定的是否合理直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定的條件下，若系統(tǒng)壓力選定過(guò)低，則液壓元件、輔助的尺寸長(zhǎng)度會(huì)增加。系統(tǒng)造價(jià)也相應(yīng)的增加；若系統(tǒng)壓力選的較高，則液壓設(shè)備的重量、尺寸和遭劫會(huì)相應(yīng)降低。然而，若系統(tǒng)壓力選用過(guò)高，由于對(duì)在制造液壓元、輔件的材質(zhì)、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)更大的增大或者增加液壓設(shè)備的尺寸、重量和造價(jià)，其系統(tǒng)效率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)的下降。因此，不能一味的追求高壓。系統(tǒng)壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類(lèi)型來(lái)定，對(duì)于不同的液壓設(shè)備，由于工作條件的不同通常采用的壓力范圍也是不同，參考三一重工的《HBT100混凝土泵使用說(shuō)明書(shū)》，以及同類(lèi)產(chǎn)品的液壓系統(tǒng)工作壓力，選用液壓缸額定壓力為25Mpa。（2）液壓缸內(nèi)徑的確定已選定液壓缸額定壓力為25Mpa，又已知要求混凝土輸送壓力位16Mpa，混凝土缸的內(nèi)徑初選為220mm，根據(jù)此選擇主油缸缸徑(3-1)為簡(jiǎn)化，可不考慮連通腔油壓的影響，則主油泵液壓系統(tǒng)工作壓力混凝土腔活塞頭泵送壓力主油缸內(nèi)徑混凝土缸內(nèi)徑實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)考慮到油缸，混凝土缸的機(jī)械效率而造成的壓力損失，下式計(jì)算：(3-2)主油缸機(jī)械效率混凝土缸(3-3)參考標(biāo)準(zhǔn)油缸，取（3）活塞桿直徑的確定速比的選擇計(jì)算速比主要是為了確定活塞桿的直徑和是否設(shè)置緩沖裝置，速比不宜過(guò)大或過(guò)小，一面產(chǎn)生過(guò)大的背壓或造成活塞桿過(guò)細(xì)，導(dǎo)致穩(wěn)定性不好，可參考文獻(xiàn)（5）中表17-6-3選定。表3-1速比參考表公稱壓力（Mpa）≤1012.5~20＞201.331.46~22因?yàn)轭~定壓力為25Mpa＞20Mpa，故取=2.活塞桿直徑的確定活塞桿是液壓缸傳遞動(dòng)力的重要元件，它承受拉力、壓力、彎曲力和振動(dòng)沖擊等多種作用力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。對(duì)于雙作用單邊活塞液壓缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度之比，即(3-4)故(3-5)D—主油缸內(nèi)徑，mmd—活塞桿的直徑，mm--速比查文獻(xiàn)（5）中表17-6-2取d=140mm。3.2.1液壓缸主要性能參數(shù)的計(jì)算（1）理論輸送量參考文獻(xiàn)（3），理論輸送量是指混凝土泵每小時(shí)輸送混凝土體積的理論值，(3-6)式中：--理論輸量，--混凝土泵每一工作行程的理論容積，--混凝土泵每小時(shí)額定工作行程次數(shù)，次/h又=Al=(3-7)故-=即混凝土缸活塞每分鐘工作行程次數(shù)為28.7次，又由于主油缸活塞桿伸入到混凝土缸內(nèi)，活塞桿前端通過(guò)中間連桿連接著混凝土缸活塞，混凝土缸活活塞與主油缸活塞同步運(yùn)動(dòng)，故液壓油缸活塞每分鐘的額定工作行程次數(shù)也為28.7次。所以液壓缸的流量Q=Vn=Sn(3-8)==1441.8L/min（2）流量單位時(shí)間內(nèi)油壓通過(guò)缸筒有效截面的體積稱為流量，即Q=V/tL/min又V=vAtL(3-9)故Q=vAL/minV—液壓缸活塞一次行程中所消耗的油液體積，L；t—液壓缸活塞一次行程所需要的時(shí)間，min（3）活塞的運(yùn)動(dòng)速度單位時(shí)間內(nèi)壓力油推動(dòng)活塞移動(dòng)的距離，移動(dòng)速度可以表示為m/min當(dāng)活塞桿伸出時(shí)(3-10)當(dāng)活塞桿縮回時(shí)(3-11)式中Q—流量，L/minD—液壓缸內(nèi)經(jīng)，mmd—活塞桿直徑，mmv—活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，m/min當(dāng)Q=常數(shù)時(shí)，V=常數(shù)，但是實(shí)際中，活塞在行程兩端各有一個(gè)加、減速階段，如圖3-2所示，故上述公式中計(jì)算的數(shù)值均為活塞的最高運(yùn)動(dòng)速度。圖3-2活塞運(yùn)動(dòng)速度示意圖活塞的最高運(yùn)動(dòng)速度V受到活塞和活塞桿密封圈以及行程末端緩沖機(jī)構(gòu)所能承受的動(dòng)能所限制。活塞的最低速度v受到活塞和活塞密封件米擦里和加工精度的影響不能太低，以免產(chǎn)生爬行，一般（4）行程時(shí)間活塞在缸內(nèi)完成全部行程所需要的時(shí)間(3-12)當(dāng)活塞桿伸出時(shí)(3-13)當(dāng)活塞桿縮回時(shí)(3-14)V—液壓缸容積，LS—活塞行程，mQ—流量，L/minD—缸筒內(nèi)徑，md-活塞桿直徑，mv-活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，m/s（5）活塞桿的最大容許行程活塞行程S，在初步確定時(shí)，主要按照實(shí)際工作需要的長(zhǎng)度來(lái)考慮，但這一動(dòng)作行程并不一定是在液壓缸穩(wěn)定性所允許的行程，為了計(jì)算行程，首先應(yīng)計(jì)算出活塞桿桿的最大允許計(jì)算長(zhǎng)度。因?yàn)榛钊麠U一般為細(xì)長(zhǎng)桿，當(dāng)（10~15）d時(shí)，由歐拉公式推導(dǎo)出mm(3-15)式中，E—材料的彈性模數(shù)，鋼材的E=2.1活塞桿界面慣性矩，F(xiàn)—活塞桿縱向壓縮力，N(3-16)對(duì)于各種安裝導(dǎo)向條件的液壓缸計(jì)算長(zhǎng)度查文獻(xiàn)（5）中表17-6-4，選擇液壓缸的安裝方式為：一段剛性固定，一端自由，那么，n=1/4帶入數(shù)據(jù)則有(3-14)--最大計(jì)算長(zhǎng)度，mmD—液壓缸的內(nèi)徑，mmd—活塞桿直徑，mmp—工作壓力，Mpan—液壓缸末端條件系數(shù)（安裝及導(dǎo)向系數(shù)）3.3液壓缸的主要參數(shù)的確定液壓缸的工作壓力：25Mpa液壓缸的內(nèi)徑：200mm活塞桿直徑：140mm活塞行程：1600mm3.4液壓缸的主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1缸筒（1）缸筒結(jié)構(gòu)缸筒和端蓋采用法蘭盤(pán)連接，其有點(diǎn)事：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，易裝卸。其缺點(diǎn)是：重量比螺紋連接的大，但是比拉桿連接的小，外徑較大。（2）缸筒的材料一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接件的缸筒還要有良好的焊接性能。根據(jù)液壓缸的參數(shù)、用途和毛培的來(lái)源，并參考文獻(xiàn)（5）中表17-6-7可選定其材料為35號(hào)鋼，機(jī)械預(yù)加工后再調(diào)制處理。其參數(shù)為：（3）對(duì)缸筒的要求要有足夠的強(qiáng)度，能夠長(zhǎng)期承受最高的工作壓力及短期的動(dòng)態(tài)沖擊壓力而不至于產(chǎn)生永久變形。要有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而致產(chǎn)生彎曲。內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的莫彩麗作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損小，尺寸公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。需要焊接的缸筒還要有良好的可焊性，以便于在焊上法蘭盤(pán)后不至于產(chǎn)生裂紋或過(guò)大的變形。總之，缸筒是液壓缸的主要零部件，它與缸蓋、缸底、油口等零部件構(gòu)成密封的容腔用以容納壓力油液，同時(shí)它還是活塞的“軌道”。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確的確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面必須具有合適的配合公差等級(jí)、表面粗糙度和形位公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。（4）缸筒的計(jì)算以下缸筒的設(shè)計(jì)計(jì)算均參考文獻(xiàn)(5)中表17-6-8液壓缸的內(nèi)徑當(dāng)液壓缸的理論作用力F及供油壓力p為已知時(shí)，則無(wú)活塞桿側(cè)的缸筒內(nèi)徑D為：(3-18)有活塞桿側(cè)(3-19)最后將以上各所得D值，選擇最大的圓整到標(biāo)準(zhǔn)值，即取D=200mm，與前面選取的D值相同，再次驗(yàn)證了缸徑D值選擇的準(zhǔn)確性。以上式中d—活塞桿直徑，mP供油壓力，MpaF1、F2分別為液壓缸的理論推理和拉力，N缸筒壁厚缸筒壁厚為：(3-20)--缸筒材料要求的最小值，mm--缸筒外徑公差余量，mm--腐蝕余量，mm關(guān)于的值，可按照下列情況分別進(jìn)行計(jì)算：當(dāng)可用薄壁缸筒的使用計(jì)算式m當(dāng)m(3-21)上式中--缸筒內(nèi)最高工作壓力，Mpa缸筒材料的需用應(yīng)力，MpaD—缸筒的內(nèi)徑，m實(shí)際上，當(dāng)時(shí)，材料使用不夠經(jīng)濟(jì)，應(yīng)改用高屈服強(qiáng)度的材料。查文獻(xiàn)（5）中表17-6-9，竹軒缸筒外徑=245mm，則缸筒的外徑我所設(shè)計(jì)的是GBT100混凝土泵，其額定壓力為25Mpa，其內(nèi)徑為200mm，參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，初定其缸筒外徑為245mm，材料為35鋼。缸筒的壁厚驗(yàn)算對(duì)最終采用的壁厚應(yīng)做四方面驗(yàn)算額定工作壓力應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全：(3-22)而即所以滿足要求。同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定的比列范圍，以避免塑性變形的發(fā)生：(3-23)取而故也滿足要求。此外，尚需要驗(yàn)證缸筒徑向變形應(yīng)處在容許范圍內(nèi)(3-24)式中--缸筒耐壓試驗(yàn)壓力，MpaE—缸筒材料彈性模數(shù)，MpaV-缸筒材料泊松比，對(duì)鋼材，取V=0.3只需選擇合適的密封圈，即可使變形量不超過(guò)密封圈允許的范圍。最后還應(yīng)該驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力(3-25)此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于缸筒壓力，所以本設(shè)計(jì)符合要求。缸筒制造加工要求缸筒內(nèi)徑D需要采取H7或者H8級(jí)配合，表面粗糙度等級(jí)Ra一般為0.16~0.32um，都需要進(jìn)行研磨；熱處理，調(diào)制硬度HB241-285；缸筒內(nèi)徑D的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差的一半；缸筒內(nèi)徑直線度公差在500mm長(zhǎng)度上不大于0.03mm；缸筒斷面T對(duì)缸徑的錘子度在直徑100mm上不大于0.04mm；當(dāng)缸筒為尾部和中部耳型時(shí)：孔的軸線對(duì)缸徑B的偏移不大于0.03mm；孔的軸線對(duì)缸徑的垂直度在100mm長(zhǎng)度上不大于0.1mm；軸徑對(duì)缸徑D軸線的垂直度在100mm長(zhǎng)度上不大于0.1mm；此外還有通往油口、排氣閥的內(nèi)孔口必須倒角，不容許有飛邊、毛刺，以免劃傷密封件，為便于裝配和不磨損壞密封件，缸筒內(nèi)口應(yīng)倒角15度，需要在剛同上焊接法蘭盤(pán)、油口、排氣閥時(shí)，都必須在半精加工之前進(jìn)行，以免精加工后焊接截面引起內(nèi)孔變形。如欲防止腐蝕生銹和提高壽命，在缸筒內(nèi)表面可以鍍鉻，在井陘研磨或拋光，在缸筒外表面涂耐磨油漆。圖3-3缸筒加工要求3.4.2活塞桿（1）活塞桿的材料和技術(shù)要求活塞桿采用實(shí)心桿，材料選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，表面鍍鉻20~30mm。活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/h7或H8/f7配合。太近了摩擦力太大；太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差的一般。安裝活塞的軸徑與外圓的同軸度公差不大于0.01mm，是為了保證活塞外圓與活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩斷面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.01mm/100mm，以保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜?；钊麠U的外圓粗糙度Ra值一般為0.1~0.3um，太光滑了表面不能形成油膜，反而不利于潤(rùn)滑。為了提高耐磨性和防銹性，活塞桿表面要井陘鍍鉻處理，鉻層厚度0.03~0.05mm，并井陘拋光或磨銷(xiāo)加工。對(duì)于工作條件惡劣、碰撞機(jī)會(huì)較多的情況下，工作表面需先經(jīng)高頻淬火后再鍍鉻。活塞桿內(nèi)端的卡環(huán)槽、螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線的同心，特別是緩沖柱塞，最好與活塞桿做成一體?？ōh(huán)槽取動(dòng)配合公差，螺紋則取較緊的配合。（2）活塞桿的直徑經(jīng)前面計(jì)算已經(jīng)確定活塞桿的直徑為140mm。（3）活塞桿的強(qiáng)度校核活塞桿在穩(wěn)定的工況下工作，只受軸向推力或拉力，可以靜思的用直桿承受拉力在和的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行校核：(3-26)而對(duì)于無(wú)縫鋼管=100~110Mpa故滿足強(qiáng)度要求。F—活塞桿的作用力，N，取活塞桿伸出時(shí)的推力；d—活塞桿的直徑，m；--材料的許用應(yīng)力，Mpa3.4.3活塞桿的導(dǎo)向套、密封圈和防塵（1）導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封，外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，其內(nèi)圈還可以裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)有軸套式和端蓋式兩種，本設(shè)計(jì)采用的是端蓋式，如圖3-4所示.2）導(dǎo)向套的材料金屬導(dǎo)向套一般采用摩擦系數(shù)小、耐磨性能好的青銅材料制作，非金屬導(dǎo)向環(huán)可用塑料（PA）、聚四氟乙烯（PTFE+玻璃纖維）或聚三氟乙烯材料制作。（3）導(dǎo)向套長(zhǎng)度的確定圖3-4導(dǎo)向套及密封結(jié)構(gòu)（導(dǎo)向套的主要尺寸是支撐長(zhǎng)度，通常按活塞直徑、導(dǎo)向套的型式、導(dǎo)向套的支撐能力和可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素來(lái)考慮。通常可采用兩端導(dǎo)向段，每段寬度一般約為d/3，兩段中心距去2d/3。導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)短，使液壓缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸的工作平穩(wěn)性，因此，設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足：m而(3-27)缸徑大于80mm，取導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A=（0.6~1）d=（1.6~1）*140=84~140mm，取A=100mm?；钊麑挾菳=（0.6~1）D=（0.6~1）*200=120~200mm，取B=150mm。（4）加工要求導(dǎo)向套外圈與端蓋內(nèi)孔的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合多為H9/f9.外圓與圓柱度公差不大于0.03mm，圓度與圓柱度公差不大于直徑公差的一般。內(nèi)孔中的環(huán)形油槽和直油槽要淺要寬，足以保證良好的潤(rùn)滑。3.4.4活塞（1）活塞的結(jié)構(gòu)形式由于活塞在液體壓力作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)合適，既不能過(guò)緊，也不能間隙過(guò)大。配合過(guò)緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易破壞缸筒和活塞的混動(dòng)配合表面；間隙過(guò)大，會(huì)英氣液壓缸內(nèi)部泄漏，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。液壓力的大小與活塞的有效面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑保持一致，所以設(shè)計(jì)活塞的主要任務(wù)是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式。活塞的結(jié)構(gòu)形式有兩種：整體式在活塞圓周上開(kāi)槽，安裝密封圈，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但給活塞的加工帶來(lái)了困難，密封圈安裝時(shí)也容易拉傷和扭曲。組合式主要受密封形式?jīng)Q定，但可多次拆裝，密封件使用壽命長(zhǎng)；組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封型式?jīng)Q定。組合式活塞大多數(shù)可多次拆裝，密封件使用壽命長(zhǎng)。隨著耐磨的導(dǎo)向環(huán)大量使用，多數(shù)密封圈與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)合使用，大大降低了活塞的加工成本。根據(jù)需要，液壓油缸活塞選取整體式活塞，如圖3-5所示：圖3-5液壓缸活塞圖液壓缸整體活塞采用O型密封圈，活塞與活塞桿的連接方式是螺釘連接?；炷粮谆钊x取組合式活塞，如圖3-6所示，活塞與活塞桿的連接形式采用軸套式。活塞密封結(jié)構(gòu)采取活塞環(huán)密封，摩擦阻力小，耐磨，壽命長(zhǎng)，適合在高溫、高速工況，適合在混凝土缸采用。（2）活塞材料無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞：用高強(qiáng)度鑄鐵HT200~300或球墨鑄鐵。有導(dǎo)向環(huán)活塞：用優(yōu)質(zhì)碳素鋼20號(hào)、25號(hào)及45號(hào)，有的在外徑套尼龍（PA）或聚四氟乙烯PEFE+玻璃纖維和聚三氟乙烯材料制成的支撐環(huán)。裝配式活塞外環(huán)可以用錫青銅。本設(shè)計(jì)中液壓缸采用無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞，活塞材料采用高強(qiáng)度合金鑄鐵。混凝土缸活塞材料采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼45號(hào)，活塞環(huán)采取橡膠IV-2.圖3-6混凝土缸活塞（3）活塞尺寸及加工公差活塞寬度一般為活塞外徑的0.6~1倍，但也可以根據(jù)密封件的型式、數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽尺寸而定。有時(shí)，可以結(jié)合中隔圈的布置確定活塞的寬度?；钊鈴降呐浜弦话悴捎胒9，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.02mm，斷面與軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差的一般，表面粗糙度視結(jié)構(gòu)形式不同而各異。3.4.5緩沖裝置液壓缸的活塞桿具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)具有很大的動(dòng)量，在它們的行程終端，當(dāng)桿頭進(jìn)入液壓缸的端蓋和缸底部分，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊壓力和噪聲。采用緩沖裝置，就是為了避免這種機(jī)械碰撞，但沖擊壓力仍然存在，大約是工作壓力的2倍，這就必然會(huì)嚴(yán)重影響液壓缸和整個(gè)液壓系統(tǒng)的強(qiáng)度和正常工作，緩沖裝置可以防止和減少液壓缸活塞及活塞桿等引動(dòng)不見(jiàn)在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)缸底和端蓋的沖擊，在它們的行程終端實(shí)現(xiàn)速度的減低，直至為零。緩沖裝置的原理是使缸筒低壓腔內(nèi)油液（全部或部分）通過(guò)節(jié)流把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。如圖九所示，質(zhì)量為m的活塞和活塞桿以速度v運(yùn)動(dòng)，當(dāng)緩沖柱塞1進(jìn)入緩沖腔2時(shí)，就在被折斷的2的腔內(nèi)產(chǎn)生壓力Pc，液壓缸運(yùn)動(dòng)的部分動(dòng)能被2腔內(nèi)的油液吸收，從而達(dá)到緩沖減速的目的。圖3-7緩沖原理圖液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度在0.1m/s以下時(shí)，不必采用緩沖裝置，在0.2m/a以上時(shí)就必須采用緩沖裝置。（1）一般的技術(shù)要求：穿沖裝置應(yīng)能以較短的緩沖行程Lo吸收最大的動(dòng)能。緩沖過(guò)程中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)壓力脈沖過(guò)高的緩沖腔壓力峰值，使壓力的變化能變的過(guò)程。緩沖腔內(nèi)的峰值壓力Pcmax1.5pi（pi為供油壓力）。動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能使油液溫度上升時(shí)，油液的最高溫度不能超過(guò)密封件的允許極限。（2）緩沖裝置的結(jié)構(gòu)采用恒節(jié)流面積緩沖裝置此類(lèi)緩沖裝置緩沖的過(guò)程中，由于節(jié)流面積不變，故在緩沖開(kāi)始時(shí)，產(chǎn)生的緩沖制動(dòng)力很大，但是很快就降下來(lái)了，最后不起什么作用，如圖3-8所示，采用緩沖節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流的緩沖裝置，可根據(jù)液壓缸的實(shí)際負(fù)載情況，調(diào)節(jié)節(jié)流孔的大小，即可以控制緩沖腔內(nèi)的緩沖壓力的大小。3.4.6排氣閥如果排氣閥裝置設(shè)置不當(dāng)或者沒(méi)有設(shè)置時(shí)，壓力油靜茹液壓缸后，缸內(nèi)仍會(huì)有空氣，由于空氣具有壓縮性和滯后擴(kuò)張性，會(huì)造成整個(gè)液壓系統(tǒng)在工作中的顫抖和爬行，影響正常的工作，所謂為了防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，必然在液壓缸上安設(shè)排氣閥，因?yàn)橐簤焊资且簤合到y(tǒng)最后的執(zhí)行元件，會(huì)直接反應(yīng)圖3-8緩沖裝置結(jié)構(gòu)圖出殘留空氣的危害，排氣閥的位置要合理，水平安裝的液壓缸，其位置應(yīng)設(shè)在缸體兩端部的上方，錘子安裝的液壓缸，應(yīng)設(shè)置在端蓋的上方，均應(yīng)與壓力腔相同，以便安裝后調(diào)試前排出液壓缸內(nèi)的空氣，由于空氣比油輕，總是向上浮動(dòng)，不會(huì)讓空氣又存積的殘留死角。3.5、液壓缸連接螺栓的選擇圖3-9水箱受力示意圖由圖3-9分析可知，當(dāng)活塞處于系統(tǒng)最大壓力P1時(shí)，如果受負(fù)荷為最大值F1（活塞伸出時(shí)的壓力），由于油壓P1作用，缸體收到F1相反的力F，力F使缸體與固定水箱側(cè)板有脫離的趨勢(shì)，且F=F1，故液壓缸安裝連接尺寸，取12個(gè)螺栓均勻分布的連接方式，如圖3-10所示：參考文獻(xiàn)（6）中表5-1-50，對(duì)螺栓組進(jìn)行受力分析。各螺栓的截面直徑一樣，各螺栓受均勻的拉力(3-28)F1—聯(lián)接的外載荷。Z螺栓的數(shù)量。圖3-10螺栓聯(lián)接分布圖預(yù)緊力P0應(yīng)滿足緊密性要求，，其中，預(yù)緊系數(shù)K0值查文獻(xiàn)（6）表5-1-54，取K0=2。參考文獻(xiàn)（6）中表5-1-51，螺栓為預(yù)緊聯(lián)接，受軸向載荷，且為變載荷，故螺栓的總拉力為：式中，Kc—螺栓的相對(duì)剛度系數(shù)，查文獻(xiàn)（6）表5-1-55，取Kc=0.2.故單個(gè)螺栓的直徑為：(3-29)式中--螺栓材料的屈服極限，此設(shè)計(jì)取Q235-A鋼，查文獻(xiàn)（6）中表5-1-57，知=235Mpa。n—安全系數(shù)，控制預(yù)緊力時(shí)，n=1.2~1.5，此處取n=1.3.取標(biāo)準(zhǔn)值d=38mm，查文獻(xiàn)（6）中表5-1-77，選用六角頭螺栓：螺栓GB/5782M38X100，其材料選用Q235-A鋼，12個(gè)螺栓均勻分布于液壓缸端部的法蘭盤(pán)上，與之配合的螺母選定為：螺母GB6175-2000M38.4、水箱的設(shè)計(jì)4.1水箱總述水箱用鋼板焊成，既是存水容器，又是主油缸住混凝土缸的支持連接件。其上面有蓋板，打開(kāi)蓋板可以清洗水箱內(nèi)部，切可以觀測(cè)水位。在推送機(jī)構(gòu)工作中，水在混凝土缸活塞候補(bǔ)隨著混凝土活塞來(lái)回流動(dòng)，其起的租用主要是：清洗作用沒(méi)清洗混凝土缸壁啥辦法內(nèi)粗推送后殘存的灰漿，以減少缸壁和活塞的磨損；隔離作用，防止主油缸泄露出來(lái)的液壓油進(jìn)入混凝土而影響混凝土質(zhì)量；冷卻潤(rùn)滑作用，冷卻潤(rùn)滑混凝土缸橡膠活塞、活塞桿及活塞桿密封部位。在水箱蓋定位槽上安裝有接近開(kāi)關(guān)，左右各有一個(gè)，接近開(kāi)關(guān)實(shí)質(zhì)是一個(gè)位移傳感器，當(dāng)吸入行程的主油缸上的感應(yīng)套運(yùn)行到接近開(kāi)關(guān)的有效工作區(qū)域時(shí)，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，主油缸及分配閥換向電磁鐵得電，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向。接近開(kāi)關(guān)地面與感應(yīng)套的間隙應(yīng)保持在3~5mm之間，距離太大感應(yīng)無(wú)效；太小則感應(yīng)套可能被撞壞接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)縱向位置應(yīng)盡可能的靠后，以充分利用主油缸活塞行程，但以主油缸活塞不撞缸為原則。接近開(kāi)關(guān)安裝錯(cuò)位，感應(yīng)距離太大，油污粘結(jié)在開(kāi)關(guān)底面，或水溫過(guò)高，都可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。4.2水箱總體尺寸的確定水箱的容積要求其能容納足夠多的水以清洗混凝土缸壁上的灰漿，為了保證這一點(diǎn)，必須使混凝土缸背部入水后，水面仍能滿過(guò)混凝土缸的上邊緣。水箱示意圖如圖4-1所示：根據(jù)水箱的布置及整機(jī)結(jié)構(gòu)限制，初定水箱高度H=500mm，寬度B=400mm，再由混凝土缸徑D=220mm，行程1600mm，確定水箱的長(zhǎng)度。由：(4-1)得，考慮卡式接頭及混凝土缸和主油缸活塞連接所占用的水箱體積，以及一些其它輔件所占用水箱的體積，應(yīng)對(duì)水箱的尺寸做適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大，取A=800mm。圖4-1水箱示意圖水箱體積：(4-2)連接部分所占的體積：(4-3)故實(shí)際可容納水：(4-4)考慮到其它附件所占體積，定水箱實(shí)際容積為V=157L。水箱與機(jī)架其它部分結(jié)構(gòu)尺寸示意圖：圖4-2水箱結(jié)構(gòu)尺寸圖水箱主要受力板為圖4-2所示的1、2兩塊側(cè)板，其結(jié)構(gòu)如圖圖十五所示，其主要受力如圖4-3所示：圖4-3水箱側(cè)板示意圖圖4-4水箱側(cè)板受力簡(jiǎn)圖（1）按受剪估算受力板厚度t查文獻(xiàn)（5）中取法蘭直徑=325mm，如圖4-5所示：根據(jù)文獻(xiàn)（12）受剪計(jì)算：(4-6)即圖4-5水箱側(cè)板剪力計(jì)算示意圖故而所以t即可。式中，F(xiàn)1活塞伸出時(shí)的推力，Nd1主油缸法蘭盤(pán)直徑，mQ235鋼的剪切極限，差得其值為125Mpa（2）按受彎矩計(jì)算受力板的厚度t由于兩缸交替作用，故按受一個(gè)力的作用計(jì)算，簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，其彎矩圖如圖4-6所示;A處反力：B處反力：C處彎矩：圖4-6受力板彎矩圖D處彎矩：E處彎矩：比較C、D、E三處彎矩，容易看出C處彎矩最大，但實(shí)際所受最大彎矩應(yīng)該在D或E處，由以上計(jì)算可看出E處彎矩比D處大，故以E處彎矩校核，即(4-7)根據(jù)文獻(xiàn)（12）彎矩校核計(jì)算：(4-8)而對(duì)于矩形受力板：(4-9)故：考慮到受力不均等其他因素，應(yīng)適當(dāng)加厚板的厚度，取定受力板厚t=60mm。5、混凝土缸及卡箍的設(shè)計(jì)5.1、混凝土缸長(zhǎng)度及缸型的確定圖5-1混凝土缸示意圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所設(shè)計(jì)的HBT100混凝土泵的混凝土缸徑為220mm，行程為1600mm。混凝土缸實(shí)際長(zhǎng)度包括兩端定位孔的長(zhǎng)度，其中混凝土缸與水箱和料斗的定位孔長(zhǎng)度分別為50mm和30mm，活塞長(zhǎng)度是150mm，混凝土缸尺寸分布圖如圖5-1所示。總長(zhǎng)=50+150+1600+30=1830mm混凝土缸壁厚按油缸受壓強(qiáng)度16Mpa來(lái)選擇確定。查文獻(xiàn)（5）中表17-6-9工程用液壓缸外徑系列，內(nèi)徑d=220mm時(shí)，可取外徑為255mm，考慮到混凝土缸的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液壓缸壓力，故可是當(dāng)?shù)目s小其外徑尺寸以降低制造成本，取其外徑為D=245mm。混凝土缸用內(nèi)徑d=220mm，外徑D=245mm的無(wú)縫鋼管制成，由于其長(zhǎng)期與水及混凝土接觸，因此，在混凝土缸的內(nèi)壁鍍有層硬鉻，以提高其耐磨性及耐腐蝕性，通常內(nèi)壁鍍硬鉻層厚度為0.2~0.3mm，其