混凝土泵车液压系统毕业设计解析
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摘要随着国民经济的快速发展,建筑结构的的大型化和复杂化对混凝土机械提出了越来越高的要求。
具有众多优点和较高经济效益的混凝土泵车得到了普及和应用,混凝土泵车已成为当今建筑施工企业必不可少的专用设备。
本文首先介绍了混凝土泵车的结构和特点,重点对混凝土泵车的回转机构和回转液压部分及臂架油缸进行了设计;同时对回转头部件与油缸相连的部件进行了强度校核,并根据泵车零部件标准确定了回转头的主要尺寸及组成部件。
回转机构采用液压马达驱动减速器带动回转支承进行旋转,回转头安装在回转支承上随着回转支承转动,从而带动臂架在回转平台上在0~360°范围内转动,臂架展开收拢及其混凝土浇注时定位均是由变幅油缸推(拉)动变幅机构的运动来实现的。
本设计的具体内容主要包括:1.回转机构、回转液压部分的设计,回转支承装置的选型与计算。
2.回旋支承满足上车布料杆(含混凝土总量)的倾翻力矩的计算。
3.回转台的强度校核及臂架油缸设计系统方案可行,能满足泵车性能要求。
本设计的主要特点是:机构简单,节省投资,控制方便。
对目前国内的混凝土泵车的优化设计具有一定的参考价值。
关键词:混凝土泵车;回转机构;回旋驱动部分;液压系统;臂架液压缸;回转台AbstractAs the rapid development of the national economy,incresing demands have been made by the large and complicated struction of the trucks with many advantages and economic benefits have been used widely and they have been the essential equipment during the contruction today. This paper firstly introduces the structur and features of the pump trucks with the most important of the design of the swing body and calculate the strength of the mechanical parts of the rotary and oil bank and make sure the main sizes and parts of the rotary head according the standard parts of the pump car. The-turn-around-organlitation,makes the decelation machine round by the liquid-press-machine,the rotary head which installed on rotary suface moves by it and makes the Arm turn around during 0°~360°,the function of Arm machine is achieved by the moving of Oil Bank.The specific contents including:1.The specific of the Rotary and Rotarry hydraulic part,also the selection and calculation of the Rotarry support.2.The calculation of the rollover torqne of the Roundabout suport.3.The projct of thecalculation of rotarry base and the design of the oil urn is resonable and can meet the requirments.The main features of the design are:simle structure low investment convenient design has some referent value to the domestic optinal design of pump trucks.Key word:Pumpcrete machine vehicle Swiveling mechanism Maneuver supporting Hydraulic system The tank of boom The turret目录1 绪论 (1)概述 (1)国内外混凝土泵车的发展概况 (1)混凝土泵车的选择与技术管理 (3)2 泵车的基本组成及主要技术参数确定 (5)混凝土泵车的基本组成与构造 (5)混凝土泵车基本组成 (5)混凝土泵车构造 (5)主要性能参数的确定 (6)3 混凝土泵车总体结构设计方案 (7)底盘系统设计与选型 (7)泵送系统设计 (7)臂架系统设计 (8)支腿油箱设计 (8)回转机构设计及回转台选型计算 (9)操纵控制系统设计 (9)4 回转机构设计 (10) (11)回转支承装置的选择 (12)载荷的确定 (12)回转支承装置的受力分析 (13)回转支承装置的强度计算 (15)回转支承联接螺栓选型及强度校核 (16)回转驱动装置的传动分析 (17)回转阻力矩计算 (17)马达轴回转功率 (20)回转小齿轮设计 (20)减速器的选择 (22)明确选择所需技术要求 (23)根据机械强度选规格 (23)校核热功率 (23)校核瞬时尖峰载荷 (23)按机械设备总布局要求总体减速机型号 (23)5 泵车液压回转系统设计 (23)混凝土泵车液压系统简述 (23)电液比例换向阀在液压系统中的重要作用 (24)回转机构液压系统的设计 (25)26液压泵的选择计算 (26)液压马达的选择与计算 (27)液压控制阀的选择 (28)辅助装置的选择 (28)液压系统性能验算 (29)液压系统压力损失的验算 (29)液压系统总效率的验算 (30)液压系统发热温升的验算 (30)6 臂架液压油缸设计及回转台强度校核 (31)臂架液压缸的作用及结构 (32)液压缸的作用 (32)液压缸的结构 (32)液压缸主要零件的材料及技术要求 (32)液压缸设计步骤 (33)液压缸主要零件的设计与计算 (33)缸筒计算 (33)缸筒底部厚度计算 (34)缸筒端部螺纹连接部分校核计算 (34)活塞杆及其部分计算 (35)最小导向长度的确定 (35)液压缸进、出油口尺寸的确定 (36)液压缸的强度校核 (36)缸筒壁厚校核 (36)活塞杆直径校核 (36)活塞杆的弯曲稳定性校核计算 (36)焊接缸筒的校核 (36)回转台的选型及强度校核 (37)回转台的主要结构 (37)回转台底板与回转支承联接螺栓处强度校核 (38)回转台油缸连接处的的强度校核 (39)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录 (44)英文原文 (44)中文翻译 (59)1 绪论概述混凝土泵车是在拖式混凝土输送泵的基础上发展起来的一种专用机械设备,混凝土泵车的应用,将混凝土输送和浇注工序合二为一,节约了时间,节省了劳动力;同时完成水平和垂直输送,省去了起重环节,不需再设混凝土中间运转,保证了混凝土质量,与混凝土运输车相配合,实现了混凝土输送过程完全机械化大大提高了运输效率。
混凝土搅拌运输车液压系统的设计计算及使用维护混凝土搅拌运输车的液压系统是其主要动力系统,它包含了液压泵、液压马达、液压缸、液压油箱等重要部件。
设计一个好的液压系统可以提高搅拌运输车的工作效率和性能,保证其安全性和可靠性。
下面将为大家详细介绍混凝土搅拌运输车液压系统设计计算及使用维护。
液压系统的设计原则:1. 为每个子系统选择一个合适的液压媒介,并根据工作条件选择合适的工作流量和压力范围。
2. 根据系统工作特点,选用合适的液压元件,并设置一定的压力调节功能。
3. 配置必要的液压辅助元件,如油箱、油路、滤清器等。
4. 根据操作方式,选定合适的控制方式,并保证系统的安全和可靠。
液压系统的计算:1. 计算液压泵的流量和压力:液压泵的流量和压力是设计液压系统的重要参数。
流量要满足汽车各液压元件的要求,压力要满足工作条件下最大压力的需求。
计算时一般以最大压力作为参考值。
2. 计算液压缸、液压马达的输出功率和扭矩:液压缸、液压马达的输出功率和扭矩是影响混凝土搅拌车升降、旋转等能力的主要参数。
计算时要注意选择合适的液压缸和马达,并根据输送能力和工作条件计算输出功率和扭矩。
液压系统的使用维护:1. 定期更换液压油:液压油的正常运转对保证液压系统性能至关重要。
为了保证混凝土搅拌车液压系统的正常运转,必须定期更换液压油,以保证油品质量和润滑性能。
2. 定期清洗液压油路:清洗液压油路是保证液压系统正常运转的一个非常重要的环节。
定期清洗液压油路可以有效预防系统的故障,保证系统的正常运转。
3. 定期检查液压系统的各项参数:为了保证混凝土搅拌车液压系统的正常运转,必须定期检查液压系统的各项参数,如液压泵的流量和压力、液压缸和液压马达的输出功率和扭矩等,以保证系统的性能和稳定性。
4. 定期检查和更换液压元件:液压元件是液压系统的主要组成部分,其正常运转对液压系统有着非常重要的影响。
定期检查和更换液压元件可以保证液压系统的性能和可靠性。
1绪论拖式混凝土泵简称混凝土泵或砼泵,是利用压力连续输送混凝土的施工设备[1]。
它由泵体和输送管组成,安装有动力传动装置、泵送装置和搅拌装置以及其他一些辅助装置。
混凝土拖泵通过内燃机或电动机的动力传给液压泵,液压泵推动活塞带动混凝土泵工作,然后利用布料机和输送管,将混凝土输送到一定的高度和距离。
在作业中,混凝土拖泵的内燃机或电动机的动力驱动泵送机构、搅拌机构及分配机构等工作装置。
而液压系统作为拖泵最重要组成部分,随着对施工要求的提高,人们对液压系统的要求也越来越高。
1.1 混凝土拖泵的应用如图1.1所示,HBT40C-1008D混凝土泵集多项专利技术于一身,液压系统采用双泵双回路,动力系统采用国际知名品牌柴油发动机,泵送单元采用原装进口高压大排量变量油泵、分配单元采用S管阀形式;该产品以其卓越的性能被广泛运用于城镇建设、路桥建设、水利水电、隧道建设等施工现场。
1.1.1 混凝土拖泵的主要特点:(1)动力系统、液压系统与泵送系统匹配合理,有效地降低了柴油的消耗;(2)高吸料性,实际泵送效率达到理论值80%以上;(3)配置更优化,原装进口沃尔沃、道依茨发动机为设备提供了强劲的动力,同时采用原装进口的液压元件及电气元件,大大地提高了设备使用的可靠性;(4)独特的分配油路缓冲技术,确保S管摆动到位,延长S管使用寿命;(5)电动高低压切换、液压顶升支腿的应用,简化了操作方式;(6)浓油润滑系统采用强制过滤、预压式双泵节能自动集中供油系统,供油充分、润滑效果更好,且节省消耗,比普通连续注油降低消耗50%以上;(7)具有自主知识产权的混凝土活塞快换装置,安全可靠,更换活塞更快捷、方便;(8)真正的智能控制技术,配置彩色触摸及文本显示屏,应用电子油门,降低环境噪声;(9)新型耐磨材料与焊接工艺的应用,使常用易损件的使用寿命成倍提高。
图1.1 HBT40C-1008D混凝土泵结构图1.1.2 国内外研究现状及发展动态从最早的混凝土泵出现,至今已有90多年的历史。
中文摘要我们的设计课题是混凝土泵液压系统设计。
本设计主要讲述混凝土泵的液压系统,以及混凝土泵液压元件的选择。
设计时注重系统性、实用性,又体现精简原则,注意所学知识的全方位结合。
随着建筑技术的不断发展,泵送混凝土施工技术得到普及和应用。
泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工,具有提高抗渗性、改善耐久性特点。
关键词:混凝土泵、液压系统、分配阀、液压泵、液压缸。
AbstractOur design is the subject of concrete pump hydraulic system design. The design main give an account of pump hydraulic system and option of pump hydraulic components. Focus on the design of systematic, practical, reflect the principle of streamlining, the attention of theall-round knowledge of the combination.Key words: concrete pumps, hydraulic system, the distribution valves, hydraulic pumps, hydraulic cylinders.Along with building technology's unceasing development, the pump concrete construction technique obtains the popularization and the application. The pump concrete not can only improve the concretes the construction performance, little inspires to the thin wall dense muscle structure pounds or pounds the construction dispiritedly, has enhances the impermeability, the improvement durable characteristic.目录第一章概论 (4)第二章混凝土泵液压系统 (5)2.1泵送系统 (6)2.2摆动系统 (8)2.3搅拌系统 (9)第三章液压元件的选择 (10)3.1混凝土泵的型号选择 (10)3.2液压缸 (15)3.3电动机的选型 (18)3.4 液压阀 (22)3.4.1 (22)3.4.2 (28)3.4.3 (28)3.4.4 (28)3.4.5 (29)3.5 蓄能器的选择 (29)3.5.1 (29)3.5.2 (30)3.6 油管 (31)3.6.1 (31)3.6.2 (31)3.6.3 (31)3.7 油箱的设计 (33)3.7.1 (33)3.7.2 (33)3.7.3 (33)3.7.4 (34)结束语 (36)参考文献 (36)第一章概论1.混凝土的输送与浇铸一直是人们研究的对象,也是一项关键性的工作,在不同的施工条件下,合理的选择混凝土输送方法和输送设备,对加快工程速度,降低工程造价,提高劳动生产率,保证混凝土结构的质量等都有及其重要的意义。
混凝土输送泵车液压系统1、前言图1所示的混凝土输送泵车是在汽车底盘上设计安装的一套混凝土输送液压驱动设备。
液压驱动设备采用液压驱动柱塞式混凝土输送泵输送混凝土。
这种混凝土输送设备被广泛地应用在基本建设工地上输送混凝土,特别是用于大型施工工地的混凝土输送作业,可大大的减轻施工工地混凝土输送的繁重体力劳动,提高施工进度和工作效率。
这种输送设备可纵向、横向、垂直三坐标远距离输送混凝土;可自行控制输送距离,操作方便,具有自动载保护能力,安全可靠性能高等特点。
本文探讨混凝土输送泵的工作原理、混凝土的搅拌、输送、清洗等液压系统的设计。
图1 混凝土泵车结构简图2、混凝土输送液压系统设计混凝土输送泵车由混凝土输送液压系统,搅拌液压系统,清洗液压系统,泵车支撑系统组成。
1)混凝土输送泵的工作原理图2所示为混凝土输送泵的工作原理简图。
它是柱塞缸组成负压吸入式高压输送式的柱塞泵。
当一主液压缸带动混凝土输送泵的一柱塞退回,滑阀驱动缸便开启滑阀的吸入门,关闭滑阀的输送门,混凝土输送泵的一柱塞腔通过滑阀的吸入门,从料斗中吸入混凝土;与之相适应的另一滑阀驱动缸便开启滑阀的输送门,关闭滑阀的吸入门,另一主液压缸推着混凝土输送泵的另一柱塞把柱塞腔内的混凝土通过开启滑阀的输送门,经Y型管和与其相连接输送管道,把混凝土输送至施工工地,混凝土输送泵通过两个混凝土吸、送柱塞缸输送系统交替工作,实现混凝土的连续输送。
Y型管即为一端连接两个滑阀的输送门和另一端连接施工工地的混凝土输送管道的三通管道。
图2 混凝土输送泵的工作原理2)混凝土输送液压系统混凝土输送液压系统的主液压缸驱动混凝土输送泵的吸、送柱塞缸连续不断地输送混凝土;驱动滑阀的液压缸控制滑阀的吸入门与输送门的启闭,使混凝土输送泵的柱塞退回经料斗吸人,推出从输送门经Y型管及输送管路系统向施工工地输出混凝土。
液压系统采用高压大流量变量泵与电液比例溢流阀组成无溢流损失,功率耗损小而效率高的电液比例压力调控回路,向驱动混凝土输送泵柱塞往复运动的主液压缸和控制滑阀的吸入门和输送门启闭的滑阀驱动液压缸供应压力油。
1.绪论1.1引言随着国内商品混凝土行业和建设机械租赁业务的快速发展,施工规模和范围的扩大及西部大开发,建设机械以及相关混凝土输送机械行业得到了高速发展,混凝土泵车的市场空间进一步扩大。
我国混凝土泵车团体用户主要是年生产能力在30立方米以上有资质的商品混凝土供应商、行业比较大的建设施工单位、各类有一定经济实力和经营规模的施工机械租赁企业、从原建设施工单位分离出来的设备管理部门等;个体用户主要是沿海发达地区的个体搅拌站和个体机械租赁部。
目前在国内团体用户至少有800[1]家以上,按国际常规每家5辆的规模,今后几年其泵车拥有量将会达到4000辆左右,再加上个体用户的1000辆,这个数字非常可观。
现在年成交量约在180辆左右,主要是团体消费,而个体消费增长缓慢的原因是价格问题。
目前,国内此类产品型谱和生产企业不断增加,产品性能、质量都在迅速提升。
随着商品混凝土行业的发展,混凝土泵送机械规格更全,档次更高,泵车布料臂架朝更长的方向发展,由以前的37m占主流,逐步过渡到42~45m为主,47~72m 同样受到市场青睐,如三一重工生产的SY5650THB-72泵车,臂架长度已达到72m,为目前国产最长臂架的泵车。
随着工程进度的加快,泵送排量也有增大的要求,过去排量在60~80m3/h的占60%左右,现在排量要求80~120m3/h的工程越来越多,如杭州湾跨海大桥使用的混凝土泵,基本上都是120m3/h的。
对混凝土泵的机动性要求越来越高。
主要表现在泵车的市场需要增长很快,2002年比2001年增长95.56%,2003年比2002年的增长幅度更大,超过了100%。
另外,车载泵的市场也逐步活跃起来,三一、楚天、中联、鸿得利等厂家都有新品上市。
目前,柴油机动力越来越多,不仅泵车和车载泵要求使用柴油机动力,单拖式泵的比例也逐步增大。
液压系统向集成方向发展,普遍采用开式系统及恒功率控制,特别是大流量的泵,开式系统具有油温低、可靠性高、维修方便等诸多优势。
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。
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。
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。
图书分类号:密级:毕业设计(论文)HB47混凝土输送泵车泵送系统设计HB47 CONCRETE PUMP TRUCK PUMPINGSYSTEM DESIGN学生姓名班级学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
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论文作者签名:日期:年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。
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论文作者签名:导师签名:日期:年月日日期:年月日摘要现如今,混凝土泵已经普遍的出现在建筑里。
它能比较高传送,很快保持传送。
与之前不一样,这个可以节约好多时间力量。
首先,咱要解析泵送系统,用两个缸液压用作传动设备。
然后,根据泵每秒的输出跟数字,决定了系统里的载荷。
依据式字计算缸、固定缸和进口缸2径尺寸,强大核对是必要的。
其次,要照着输入长短与变化多少确定缸体路线,最后定下来缸体长短。
选用摆管当作输送设备。
关键词:混凝土泵;传动缸;定位缸;输送缸AbstractNow, concrete pumps have generally appeared in the building. It is relatively high transmission, quickly holding transport. Not the same as before, this can save a lot of time force.First of all, we want to resolve the pumping system, using two hydraulic cylinders used as transmission equipment.Then, based on the output of the pump with the second number determines the system load. Calculated based on the formula word cylinder, a stationary cylinder and imported cylinder 2 diameter size, powerful check is necessary. Secondly, according to the input to determine how much the length of the cylinder and change routes, finalized the cylinder length. Chosen as a delivery device placed tube.Keywords: concrete pump; drive cylinder; positioning cylinder; delivery cylinder目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1混凝土输送泵泵车 (1)1.1.1混凝土输送泵的应用 (1)1.1.2混凝土泵送设备及其发展 (1)1.2混凝土泵送技术的发展 (2)1.2.1国外混轻土泵送技术的发展概况 (2)1.2.2我国混凝土泵的发展 (4)2 混凝土泵送技术的发展 (6)2.1国内泵送技术发展 (6)2.2国外泵发展趋势 (6)3混凝土泵的组成与分类 (7)3.1混凝土泵基本组成 (7)3.2混凝上泵的分类 (7)3.3混凝土泵性能参数及名词术语 (8)3.3.1混凝土泵性能参数 (8)3.3.2混凝土泵名词术语 (8)3.3.3混凝土泵构造 (8)3.4混凝土泵与混凝土分配阀 (9)3.4.1混凝土泵基本类型 (9)3.4.2阀的种类 (9)3.5混凝土泵液压操作系统 (11)3.6混凝土搅拌系统 (11)3.7混凝土泵油脂润滑系统 (11)3.8混凝土泵清洗 (11)3.9混凝土泵的验收 (11)3.10混凝土泵主要结构参数和技术特性参数的副定 (12)4混凝土传动方案设计 (13)4.1传动类型的选择 (13)4.1.1液压传动的研究对象 (13)4.1.2液压传递的工作原理 (13)4.1.3液压传动系统的组成 (13)4.2分析工况及设计要求 (14)4.2.1绘制系统草图 (14)4.2.2工作原理 (14)5主要元件的选择 (15)5.1液压泵的选择 (15)5.2 液压油的选择 (16)5.2.1油的性质 (16)5.2.2油应满足的要求: (16)5.2.3油的选择 (16)5.2.4油的使用与维护 (17)5.3料斗 (17)6液压缸与活塞杆的设计 (18)6.1液压缸的设计 (18)6.1.1计算液压缸的负载 (18)6.1.2液压缸内径的计算 (18)6.1.3液压缸的壁厚计算 (20)6.1.4液压缸两端法兰盘的设计 (21)6.2活塞杆的设计 (22)6.2.1活塞杆的外径d (22)6.2.2活塞杆长L (23)7 液压辅助元件设计 (26)7.1端盖的设计 (26)7.2密封圈的选择 (28)7.3连接螺栓的选择 (29)7.4液压缸夹具的设计 (30)7.5管接口的设计 (31)7.6活塞 (32)8 液压传动系统的校核 (33)8.1各缸的活塞杆速度 (33)8.1.1传动缸与输送缸中的活塞杆的速度 (33)8.1.2位液压缸中的活塞杆的速度 (33)8.2各缸的流量 (33)8.2.1传动液压缸的流量: (34)8.2.2输送缸的流量 (34)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1混凝土输送泵泵车1.1.1混凝土输送泵的应用混凝土输送泵也就是修建混凝土保送,工地输送混凝土必不可少,因为它省去了体力,提高了效率。
1.绪论1.1引言随着国内商品混凝土行业和建设机械租赁业务的快速发展,施工规模和范围的扩大及西部大开发,建设机械以及相关混凝土输送机械行业得到了高速发展,混凝土泵车的市场空间进一步扩大。
我国混凝土泵车团体用户主要是年生产能力在30立方米以上有资质的商品混凝土供应商、行业比较大的建设施工单位、各类有一定经济实力和经营规模的施工机械租赁企业、从原建设施工单位分离出来的设备管理部门等;个体用户主要是沿海发达地区的个体搅拌站和个体机械租赁部。
目前在国内团体用户至少有800[1]家以上,按国际常规每家5辆的规模,今后几年其泵车拥有量将会达到4000辆左右,再加上个体用户的1000辆,这个数字非常可观。
现在年成交量约在180辆左右,主要是团体消费,而个体消费增长缓慢的原因是价格问题。
目前,国内此类产品型谱和生产企业不断增加,产品性能、质量都在迅速提升。
随着商品混凝土行业的发展,混凝土泵送机械规格更全,档次更高,泵车布料臂架朝更长的方向发展,由以前的37m占主流,逐步过渡到42~45m为主,47~72m 同样受到市场青睐,如三一重工生产的SY5650THB-72泵车,臂架长度已达到72m,为目前国产最长臂架的泵车。
随着工程进度的加快,泵送排量也有增大的要求,过去排量在60~80m3/h的占60%左右,现在排量要求80~120m3/h的工程越来越多,如杭州湾跨海大桥使用的混凝土泵,基本上都是120m3/h的。
对混凝土泵的机动性要求越来越高。
主要表现在泵车的市场需要增长很快,2002年比2001年增长95.56%,2003年比2002年的增长幅度更大,超过了100%。
另外,车载泵的市场也逐步活跃起来,三一、楚天、中联、鸿得利等厂家都有新品上市。
目前,柴油机动力越来越多,不仅泵车和车载泵要求使用柴油机动力,单拖式泵的比例也逐步增大。
液压系统向集成方向发展,普遍采用开式系统及恒功率控制,特别是大流量的泵,开式系统具有油温低、可靠性高、维修方便等诸多优势。
同时,全液压控制技术、计算机控制技术取得了突破性进展。
如三一产品的全液压换向和计算机闭环控制技术已经广泛应用。
泵送压力已经有了大幅度提高,1971年以前,混凝土出口压力大多不超过4.94MPa,后提高到5.88~8.38MPa,现在已达到22MPa,而且还有继续提高的趋势。
同时,液压系统的压力也在不断提高,基本都在32MPa以上。
因此,输送距离也在不断增加,最大水平输送距离已超过2000m,最大垂直泵送高度也可达500m以上。
1.2课题提出的背景1.2.1 课题提出的宏观背景我国臂架式混凝土泵车的起步开始于20世纪80年代初,最初基本上是引进散件组装,或者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。
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) 我国泵车行业发展现状及存在的问题国产臂架式混凝土泵车因为起步较晚,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泵车,技术创新成为国内臂架式混凝土泵车发展的助推器。
而各大部件的技术发展趋势也代表了内臂架式混凝土泵车整车的发展方向。
但随着泵车行业的急速发展,其中也出现了不少的问题:1)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。
2)环境污染严重,能耗高。
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。
3)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,泵车行业面临资源、能源和环境问题的严峻挑战。
4)国内泵送机械所获得的专利主要以泵、泵的闸门及泵控制、液压、电器等为主,这说明国内企业对这些方面的研究比较重视,这也是国产泵送机械比较薄弱的领域。
其次是泵的零配件及臂架方面,近20年间的专利数量只有100多项,这其中还包含国外企业申请的专利,这说明我国企业对臂架式泵送机械研发的投入还不足。
(2) 国外泵车行业发展现状1)底盘呈现多元化。
底盘发动机为臂架式混凝土泵车的工作和行驶提供压力。
其中五十铃底盘技术成熟,价格也相对便宜,沃尔沃底盘外观豪华,驾驶舒适,自动化程度高,采用柴油电喷技术,油耗低。
2)液压系统向集成化方向发展。
液压系统是混凝土泵车的核心部分,液压系统质量的高低会直接影响主机工作性能和效率。
臂架式混凝土泵车普遍采用开式系统及恒功率控制,特别是大流量的泵,开式系统具有油温低、可靠性高、维修方便等诸多优势。
同时,全液压控制技术、计算机控制技术取得了突破性进展。
全液压控制技术、计算机控制技术也取得了突破性进展,如三一产品的全液压换向和计算机闭环控制技术已经广泛应用。
3)节能、环保成为泵车发展趋势。
提高混凝土泵车的节能、环保性能已经成为一种趋势,风冷却逐步替代水冷却,发动机的排放标准也在提高。
4)结构件更具适用性。
臂架式混凝土泵车作业时常受上部空间所限制,要求臂架展开时顶部高度最低,4节以下的臂架折叠一般采用单一的R或Z形型式。
5节以上臂架由于受空间限制,一般采用RZ组合折叠型式来实现臂架的展开、收拢,适用性、机动性和灵活性增强,特别是在隧道和室内作业施工中,效率明显提高。
5)混凝土输出排量更大。
中心泵送系统压力更高、输送量更大,将成为今后国外臂架式混凝土泵车中心泵送系统的发展趋势。
随着臂架式混凝土泵车臂架越做越高,车型越做越大,其输送缸的缸径也越做越大,同时由于工程进度的要求越来越高,要求泵送排量在80~120m3/h的工程越来越多,大排量将成为今后臂架式混凝土泵车的发展方向。
此外,泵送压力越来越高。
混凝土出口压力现在已达到22MPa,而且还有继续提高的趋势。
图1.1 ZLJ5281THB37泵车整机外观图1.3混凝土泵车的分类混凝土泵的种类很多,可以按臂架长短、底盘、臂架展开方式或其他情况分类。
(1)按臂架长短分类可以分为37米、40米、42米、44米、46米、47米、48米、49米、50米、52米、56、58、60、62、72米泵车。
(2)按底盘类:泵车由于施工的可靠性要求高,工作负荷大,对于底盘的采用,一般都采用国际知名品牌如瑞典VOLVO、德国Merceds-Benz、日本ISUZU等公司生产的专用底盘,其中VOLVO和Merceds-Benz等底盘采用柴油电喷技术,具有较好的燃油经济性和高标准的排放标准。
近年来也出现了部分泵才采用国产底盘,如中联重科采用的浦沅专汽底盘和北汽福田采用的欧曼底盘。
(3)按臂架展开方式分类:一般分为R型、Z型、和RZ复合型。
1.4泵送机构的基本构造及工作原理(1)混凝土泵车的基本构成:混凝土泵车大致由泵送机构. 混凝土分配机构、料斗及搅拌机构.电控系统等四大部分组成。
每一部分均由不同的机构或零件组成,都承担不同的功能。
了解并掌握混凝土泵的每一部分基本结构及其工作原理,对泵车的正确使用和维修有很大的帮助.(2)混凝土泵车的代号及主要性能参数:不同厂家对泵车的代号有不同的方式,但根据国家及行业的标准,泵车的主要技术性能参数表1.1可以从产品型号看出.表1.1ZLJ 5 28 1 THB 125- 37企业代号特种车代号整机重量产品改型编号泵车标准代号泵送方量布料高度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1.2:图1.2 泵送机构构造图泵送机构是由动力部分、水箱、工作部分等组成。
动力部分即主油缸,工作部分即混凝土缸,水箱的作用是支持连接主油缸与混凝土缸,并由所盛水对混凝土缸进行清洗、冷却、润滑等。
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。
图1.3 图1.4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1.3)。
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1.4)(3)混凝土缸混凝土缸后端与水箱连接,前端与分配阀箱体连接并通过托架与机架固定。
主油缸活塞杆伸入到混凝土缸内,活塞杆前端装有混凝土缸活塞如1.5所示。