機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-thb60.13.90s混凝土拖泵開(kāi)式液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p>　　THB60.13.90S混凝土拖泵開(kāi)式液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p>　　摘 要：首先明確THB60.13.90S混凝土拖泵對(duì)液壓系統(tǒng)的要求，然后通過(guò)給定的技術(shù)參數(shù)表里的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，確定液壓執(zhí)行

2、元件的載荷力、系統(tǒng)工作壓力以及液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，制定系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)圖，然后進(jìn)行液壓元件的選擇，最后對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行驗(yàn)算。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是針對(duì)系統(tǒng)中涉及到的閥類元件的安裝，油路板的設(shè)計(jì)等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：混凝土拖泵；工作原理；液壓系統(tǒng)圖； </p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　Design of O

3、pen Hydraulic System for the THB 60.13.90S Concrete Movable Pump </p><p><b>　　Student: </b></p><p><b>　　Tutor: </b></p><p>　　(Oriental Science ＆Technology Co

4、llege of Hunan Agricultural University , Changsha 410128, China)</p><p>　　Abstract: Firstly, we must clear about the requirements of the Concrete Pump to hydraulic system. Secondly, we determine the load cap

5、acity of hydraulic components, working pressure of the system and the size of the main structure of hydraulic cylinder through the designed parameters of hydraulic system that was given in technical data sheets.Thirdly,

6、we must formulate systematic scheme, studding out the chart of hydraulic system, and then making the choice of hydraulic components. Finally we che</p><p>　　Key words:concrete pump;working; diagram of hydrau

7、lic system</p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　混凝土泵是一種通過(guò)管道壓送混凝土，進(jìn)行水平和垂直運(yùn)輸并澆筑混凝土的施工機(jī)械。在混凝土工程施工過(guò)程中，混凝土的運(yùn)輸和澆筑是一項(xiàng)關(guān)鍵性的工作。它要求迅速、及時(shí)、保證質(zhì)量和降低勞動(dòng)消耗。尤其是對(duì)于一些混凝土量很大的大型鋼筋混凝土構(gòu)筑物，如何正確選擇混凝土運(yùn)輸工具和澆筑方法就更為重要

8、。混凝土泵的出現(xiàn)及泵送施工具有的優(yōu)越性得到認(rèn)識(shí)后，人們愈來(lái)愈重視使用混凝土泵。</p><p>　　混凝土輸送泵的研究是在上世紀(jì)初開(kāi)始的， 1902年法國(guó)人最先取得了專利， 1907年德國(guó)開(kāi)始研究混凝土泵， 1913年美國(guó)也有人取得了專利，并制造出第一臺(tái)混凝土泵，但未能得到應(yīng)用。 1927年德國(guó)的弗瑞茨·海爾（ Fritz Hell）設(shè)計(jì)制造了第一臺(tái)混凝土泵，并第一次獲得應(yīng)用。1930 年德國(guó)制造了立式

9、單缸球閥活塞混凝土泵，這種泵是靠曲柄和搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)、又是立式單缸，整機(jī)結(jié)構(gòu)不佳，因而工作性能較差。 1932年荷蘭人庫(kù)依曼（ J· C· Kooyman）在立式缸基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大改進(jìn)，將立缸改為臥缸，制造了庫(kù)依曼型混凝土泵，這種混凝土泵有一個(gè)臥式缸及兩個(gè)由連桿操縱聯(lián)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)閥，極大地提高了混凝土泵工作的可靠性，為現(xiàn)代的混凝土泵技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由于庫(kù)依曼泵的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，因而當(dāng)時(shí)眾多的公司都曾獲得許

10、可證生產(chǎn)。 </p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)后，由于戰(zhàn)爭(zhēng)造成的巨大破壞，戰(zhàn)后重建的建筑工程規(guī)模很大，機(jī)械式混凝土泵的銷路較好，應(yīng)用日益增多。 50年代中期，原西德 Torkrer公司首先發(fā)展用水作工作介質(zhì)的液壓泵。 1959年原西德的施維英（ Schwing）公司生產(chǎn)出真正的全液壓的混凝土泵，奠定了現(xiàn)代混凝土泵的技術(shù)基礎(chǔ)。德國(guó)的混凝土泵的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是世界上最優(yōu)秀的，在泵送機(jī)械的發(fā)展方面始終走在前列，它代表了

11、當(dāng)今世界混凝土泵發(fā)展的最高水平，世界上最大的兩個(gè)混凝土泵生產(chǎn)公司施維英（ Schwing）公司和普茨邁斯特（ Putzmeister）公司占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。產(chǎn)品種類、規(guī)格都很齊全，各自擁有獨(dú)特的核心技術(shù)。如普茨邁斯特公司主要采用閉式液壓系統(tǒng)、 S管分配閥等，而施維英公司則是采用開(kāi)式液壓系統(tǒng)、采用獨(dú)一無(wú)二的裙閥?；炷帘迷谖鞯碌膽?yīng)用也相當(dāng)普遍。日本則是從 1950年開(kāi)始，由石川島播磨從西德引進(jìn)的機(jī)械式輸送泵，到上世紀(jì) 70年代才迅速發(fā)

12、展的，主要廠商有：石川島播磨重工、三菱重工、極東開(kāi)發(fā)、新協(xié)、新瀉和新明和等。但進(jìn)入 20世紀(jì)末，由于亞洲經(jīng)濟(jì)危機(jī)和日本經(jīng)濟(jì)的不景氣，使得混凝土泵送機(jī)械的發(fā)展也緩慢下來(lái)。美國(guó)的混凝</p><p>　　我國(guó)在50年代從國(guó)外引進(jìn)過(guò)混凝土泵，60年代初，上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)了仿蘇C-284型排量為40 立方米/小時(shí)的固定式混凝土泵，生產(chǎn)中雖有應(yīng)用，但未能推廣。70年代初，一機(jī)部建筑機(jī)械研究所（長(zhǎng)沙建筑機(jī)械研究院前身）與原

13、沈陽(yáng)振搗器廠合作，于1975年研制成功排量為8 立方米/小時(shí)的HB-8型固定式活塞泵。1978年6月長(zhǎng)沙建筑機(jī)械研究院與湖南常德機(jī)械廠合作，研制成功HB-l5油壓活塞式混凝土泵，并經(jīng)過(guò)了各種性能的測(cè)定和工業(yè)性試驗(yàn)。從70年代開(kāi)始我國(guó)對(duì)各種型式的混凝土泵(包括活塞式和擠壓式)進(jìn)行了大量研制工作，有的己通過(guò)技術(shù)鑒定，有的已小批量生產(chǎn)并逐漸用于實(shí)際工程施工。1992年長(zhǎng)沙建筑機(jī)械研究院自主開(kāi)發(fā)中聯(lián)牌系列混凝土泵。至90年代末，以中聯(lián)等品牌為主

14、導(dǎo)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備在我國(guó)市場(chǎng)上已占椐壟斷地位，一改過(guò)去大量依賴進(jìn)口的狀況。目前能在我國(guó)市場(chǎng)仍占一席之地的國(guó)外品牌，僅剩德國(guó)大象（PM）和施維英（Schwing）兩家，這是因?yàn)閺漠a(chǎn)品技術(shù)方面來(lái)看，先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)混凝土泵已大量采用現(xiàn)代技術(shù)，如PLC（可編程）控制）智能軟啟動(dòng)、液壓伺服控制以及高耐磨材料技術(shù)等。從產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性方面來(lái)看，由于采用全球采購(gòu)，</p><p>　　混凝土泵樣式各異，按其分配型式可分為管閥和板閥，管

15、閥包括“S”管閥、“C”型管閥和裙閥，板閥包括閘板閥和蝶形閥；按原動(dòng)機(jī)動(dòng)力分為電動(dòng)機(jī)泵和柴油機(jī)泵；按主泵送液壓系統(tǒng)特征分為開(kāi)式和閉式；按排量大小可分為小型、中型、大型三類。排量30／h的屬小型泵；排量40--80 ／h的為中型泵；排量超80 ／h的為大型泵。目前應(yīng)用最多的是中型泵。按工作原理分類有：活塞式混凝土泵、機(jī)械式混凝土泵、液壓式混凝土泵、擠壓式混凝土泵；壓縮空氣輸送罐混凝土泵。其中活塞式混凝土泵是應(yīng)用最早的一種混凝土泵產(chǎn)品，這種

16、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)用最為廣泛?；钊交炷帘檬强炕钊诟變?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。</p><p>　　然而，從傳動(dòng)裝置上分，活塞式混凝土泵可以分為以下兩種類型：</p><p><b>　　1）機(jī)械式</b></p><p>　　最早的混凝土泵是采用曲柄活塞式，是由動(dòng)力

17、裝置帶動(dòng)曲柄使活塞（柱塞）往返工作，將混凝土送出。但隨著液壓的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)逐漸被液壓式所取代。</p><p><b>　　2）液壓式</b></p><p>　　根據(jù)液壓介質(zhì)的不同又有油壓式和水壓式兩種。水壓式目前還不多見(jiàn)，所以通常稱為“液壓”的就是指油壓式混凝土泵。</p><p>　　活塞式混凝土泵還可按工作缸數(shù)分為單缸和雙缸兩

18、種；按混凝土分配閥的形式分為轉(zhuǎn)子式閥、管形閥、閘板閥、蝶形閥、裙閥式活塞混凝土泵等幾大類，每一個(gè)大類又可以分為若干個(gè)品種，目前常見(jiàn)的是雙缸S閥、閘板閥、蝶形閥和裙閥式的油壓混凝土泵。</p><p>　　混凝土泵的全貌及部件組成</p><p><b>　　圖1混凝土泵的全貌</b></p><p>　　Fig. 1 The total of

19、 the pump</p><p>　　圖2混凝土泵的組成圖</p><p>　　Fig. 2 Concrete form of the pump</p><p>　　1、分配機(jī)構(gòu) 2、攪拌機(jī)構(gòu) 3、料斗 4、機(jī)架 5、液壓油箱 6、機(jī)罩 7、液壓系統(tǒng) </p><p>　　8、冷卻系統(tǒng)

20、 9、拖運(yùn)橋 10、潤(rùn)滑系統(tǒng) 11、動(dòng)力系統(tǒng) 12、工具箱 </p><p>　　13、電動(dòng)機(jī) 14、電控箱 15、支地輪 16、泵送機(jī)構(gòu)</p><p>　　混凝土泵大致由泵送機(jī)構(gòu). 混凝土分配機(jī)構(gòu)、料斗及攪拌機(jī)構(gòu).電控系統(tǒng)等四大部分組成。泵送機(jī)構(gòu)是由動(dòng)力部分、水箱、工作部分等組成。動(dòng)力部分即主油缸，工作部分即混凝土缸，水箱的作用是支持連

21、接主油缸與混凝土缸，并由所盛水對(duì)混凝土缸進(jìn)行清洗、冷卻、潤(rùn)滑等。</p><p>　　1.1.1 泵送機(jī)構(gòu)</p><p>　　混凝土泵送機(jī)構(gòu)主要由混凝土缸、水箱、泵送油缸、中間接桿和混凝土活塞組成。為了加強(qiáng)剛性和安裝準(zhǔn)確，混凝土缸兩端均有法蘭止口，同時(shí)在水箱與料斗之間通過(guò)拉桿固定</p><p><b>　　圖3 泵送機(jī)構(gòu)</b></

22、p><p>　　Fig. 3 Pump institution</p><p>　　1.1.2 S管式混凝土分配機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　圖4 分配機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　Fig. 4 Distribution institution</p><p><b>　　1.

23、1.3 水箱</b></p><p>　　水箱除了起連接作用外，泵送工作時(shí)，水箱必須裝滿冷水，它既可對(duì)混凝土活塞起冷卻作用，又可對(duì)混凝土缸起清洗和潤(rùn)滑的作用。當(dāng)水箱內(nèi)水溫超過(guò)40℃或泵車工作完畢時(shí)，必須放盡水箱內(nèi)的積水。</p><p><b>　　圖5 水箱</b></p><p>　　Fig. 5 Water tank<

24、;/p><p>　　1.1.4 攪拌機(jī)構(gòu)</p><p>　　合理布置攪拌葉片，通過(guò)改變?nèi)~片面積、攪拌直徑、葉片傾角等方法來(lái)降低攪拌阻力，達(dá)到提高喂料效率的目的使攪動(dòng)料斗內(nèi)的混凝土料，不離析；高</p><p><b>　　吸料性能。</b></p><p><b>　　圖6 攪拌機(jī)構(gòu)</b><

25、/p><p>　　Fig. 6 Mixing institution</p><p>　　1.2 混凝土液壓系統(tǒng)的組成</p><p>　　混凝土泵的液壓系統(tǒng)大致分為三大部分，泵送液壓系統(tǒng)，分配液壓系統(tǒng)，攪拌液壓系統(tǒng)</p><p>　　1.2.1 泵送液壓系統(tǒng)</p><p><b>　　圖7 泵送液壓系

26、統(tǒng)</b></p><p>　　Fig. 7 Hydraulic system of Pumping</p><p>　　1、過(guò)濾器 2、主油泵 3、溢流閥 4、液動(dòng)換向閥</p><p>　　5、電磁換向閥 6、液壓缸 7、冷卻器 8、油箱</p><p>　　1.2.2 分配液壓系統(tǒng)&l

27、t;/p><p><b>　　圖8 分配液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　Fig. 8 Hydraulic system of distribution</p><p>　　1、過(guò)濾器 2、主油泵 3、單向閥 4、溢流閥 5、蓄能器 </p><p>　　6、油缸 7、液動(dòng)

28、換向閥 8、電磁換向閥 9、油箱</p><p>　　1.2.3 攪拌液壓系統(tǒng)</p><p><b>　　圖9 攪拌液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　Fig. 9 Hydraulic system of mixing</p><p>　　1、過(guò)濾器 2、齒輪泵 3、溢流閥 4、壓力

29、繼電器</p><p>　　5、液壓馬達(dá) 6、電磁換向閥 7、油箱</p><p>　　1.3 混凝土泵的工作循環(huán)</p><p><b>　　圖10 液壓原理圖</b></p><p>　　Fig. 10 Hydraulic pressure schematic diagram</p>&

30、lt;p>　　泵送混凝土?xí)r，在主油缸和分配閥油缸驅(qū)動(dòng)下，若左側(cè)混凝土缸與料斗連通，則右側(cè)混凝土缸與分配閥連通。若油壓使左側(cè)混凝土缸向后移動(dòng)，將料斗中的混凝土吸入該側(cè)混凝土缸(吸料缸)，同時(shí)油壓使右側(cè)混凝土缸活塞向前移動(dòng)，將該側(cè)混凝土缸(排料缸)中的混凝土推入分配閥，經(jīng)混凝土輸送管道輸送到澆注現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)左側(cè)混凝土缸活塞后移至行程終端時(shí)，觸發(fā)水箱中的換向裝置，兩主油缸油壓換向，分配閥油缸使分配閥與左側(cè)混凝土缸連接，該側(cè)混凝土缸活塞向前移

31、動(dòng)，將混凝土推入分配閥，同時(shí)，右側(cè)混凝土缸與料斗連通，并使該側(cè)混凝土缸活塞后移，將混凝土吸入混凝土缸。左側(cè)混凝土缸活塞后移至行程終端時(shí)，觸發(fā)換向裝置，油缸換向，右側(cè)混凝土缸活塞向前推送，開(kāi)始下一輪泵送循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)泵送混凝土。以上情形為混凝土的正泵狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)混凝土泵出現(xiàn)泵送不順，發(fā)生堵塞或需將泵(或泵車)暫停，將輸送管(或布料桿)內(nèi)的混凝土抽回料斗時(shí)，可通過(guò)液壓系統(tǒng)控制分配閥，使吸料缸口與

32、輸送管道相接，從而使混凝土料抽入混凝土缸體內(nèi)。而處于排料工位的混凝土缸，則將混凝土抽回料斗中，同步完成吸排料動(dòng)作后，分配閥換向，開(kāi)始下一個(gè)吸排料過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)反抽的連續(xù)工作循環(huán)。以上情形為混凝土泵的反泵狀態(tài)。</p><p>　　1.4 泵送工作原理</p><p>　　圖11 泵送工作原理圖</p><p>　　Fig. 11 Pump working sch

33、ematic diagram</p><p>　　1、2主油缸 3水箱 4、換向裝置 5、6混凝土缸 7、8混凝土活塞 9、料斗 10、S閥 11、擺動(dòng)軸 12、13擺動(dòng)油缸 14、出料口</p><p>　　正泵：混凝土活塞在退回時(shí)從料斗中將混凝土吸入混凝土缸，而混凝土活塞前進(jìn)時(shí)將混凝土缸中的混凝土從出料口推向輸送管。</p>&

34、lt;p>　　反泵：混凝土活塞在退回時(shí)將混凝土輸送管中的混凝土吸回混凝土缸，而混凝土活塞前進(jìn)時(shí)將混凝土缸中的混凝土推回料斗中。</p><p>　　A 正泵狀態(tài) B 反泵狀態(tài) </p><p>　　圖12 正泵 圖13 反泵</p><p>　　F

35、ig. 12 Positive displacement pump Fig. 13 Negative displacement pump </p><p>　　2 HBT混凝土拖泵對(duì)液壓系統(tǒng)的要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　2.1 混凝土泵對(duì)液壓系統(tǒng)的要求：</p><p>　　1.主泵送油路要求換向響應(yīng)快，內(nèi)泄漏小，穩(wěn)

36、定性好，可靠性高，耐污染能力高。 </p><p>　　2.泵送液壓系統(tǒng)要有安全溢流保護(hù)，同時(shí)，主泵還具備系統(tǒng)超壓時(shí)，油泵壓力自動(dòng)切斷截流裝置，使主泵獲得多級(jí)可靠保護(hù)。</p><p>　　3.擺動(dòng)油路采用恒壓泵供油，擺動(dòng)力大同時(shí)要求平穩(wěn)，因此借用一個(gè)蓄能器來(lái)保證正常工作。</p><p&g

37、t;　　4.由于系統(tǒng)壓力高，要求各管路接頭密封性可靠。</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)：</p><p><b>　　表1 設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　Tab. 1 Design parameters</p><p>　　3 液壓執(zhí)行元件載荷和載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　

38、　3.1 各液壓缸的載荷力計(jì)算</p><p>　　3.1.1 主油缸的載荷力 </p><p>　　主油缸與混凝土缸是用一個(gè)水箱將它們倆聯(lián)接在一起的，兩缸的活塞桿是共用的，然而混凝土缸將要推出混凝土的力將要小于主油缸的推力,即，>。</p><p><b>　　圖14 泵送結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　

39、　Fig. 14 Pump chart</p><p><b>　　由已知參數(shù)可得，</b></p><p><b>　　=408.2 KN</b></p><p>　　因?yàn)椋?> , </p><p>　　>

40、 （2）</p><p><b>　　P油 ></b></p><p><b>　　P油 > </b></p><p>　　即， P油> 33.2MP 取 P油=34MP <

41、/p><p><b>　　分配油缸載荷力 </b></p><p>　　分配部分是靠?jī)蓚€(gè)同規(guī)格的分配油缸驅(qū)動(dòng)的，但它們的工作是單獨(dú)的，連接塊擺動(dòng)的時(shí)候只有其中一個(gè)油缸工作，由已知參數(shù)，工作壓力為19MP。</p><p><b>　　圖15 分配結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig. 15 Di

42、stribution chart</p><p><b>　　即，</b></p><p><b>　　=107.76KN</b></p><p>　　各液壓缸的外載荷力計(jì)算結(jié)果列于表10-3，取液壓缸的機(jī)械效率為0.9，求得想要的作用于活塞上的載荷力，并列于下表</p><p>　　表2 各液壓缸

43、的載荷力</p><p>　　Tab. 2 Various hydraulic cylinders' loading force</p><p>　　3.2 攪拌液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　　取液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為0.95，則其載荷轉(zhuǎn)矩</p><p>　　4 液壓系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>

44、;　　4.1 初定系統(tǒng)工作壓力 </p><p>　　因混凝土拖泵屬于大功率設(shè)備， 尤其是拖泵的泵送系統(tǒng)，和分配系統(tǒng)的壓力較大，載荷較重，參考原資料確定泵送的系統(tǒng)工作壓力為34MPa，分配系統(tǒng)的工作壓力為19MPa。</p><p>　　4.2 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　4.2.1 確定主油缸的活塞及活塞桿直徑</p><

45、p>　　現(xiàn)求得主油缸的活塞直徑和活塞桿直徑為：</p><p>　　圓整后，=0.13m ， 查表d/D=0.7, 故</p><p>　　4.2.2 確定分配油缸的活塞及活塞桿直徑</p><p>　　現(xiàn)求得主油缸的活塞直徑和活塞桿直徑為：</p><p><b>　　（4）</b></p>

46、<p>　　查表得d/D=0.5,則活塞桿直徑為：</p><p>　　4.2.3 確定液壓馬達(dá)的排量</p><p>　　因液壓馬達(dá)為雙向旋轉(zhuǎn)，機(jī)械效率為0.95，因此液壓馬達(dá)的排量為</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中，液壓馬達(dá)的總效率。</p><p

47、>　　4.3 計(jì)算執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力和實(shí)際所需的流量</p><p>　　4.3.1 計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力</p><p>　　因確定液壓缸和液壓馬達(dá)的尺寸和排量時(shí)為考慮背壓且對(duì)計(jì)算值進(jìn)行過(guò)圓整，因此執(zhí)行元件的實(shí)際工作壓力有異于初定值。本例的實(shí)際工作壓力如表3所示</p><p>　　表3 執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力</p><p

48、>　　Tab. 3 Functional element practical work pressure</p><p>　　4.3.2 計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量</p><p>　　根據(jù)最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸或液壓馬達(dá)的排量及其運(yùn)動(dòng)速度或轉(zhuǎn)速，計(jì)算執(zhí)行元件所需流量時(shí)取液壓缸的容積效率為1，液壓馬達(dá)的容積效率為0.95，其計(jì)算值如表4所示。</p><

49、p><b>　　主油泵的流量：</b></p><p>　　由已知參數(shù)，最大理論混凝土輸送量=60</p><p>　　混凝土缸的規(guī)格x行程 = Φ200×1800</p><p>　　然而，混凝土缸里面所容納的混凝土的體積為：</p><p>　　V = = 3.14 x 10000 x

50、1800 x （6）</p><p><b>　　= 5.65 x </b></p><p>　　分配閥換向的次數(shù)：N = 60 / 5.65 x =1062</p><p>　　活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度：v = S / T =(1.8 x 1062)/60 = 31.86m/min=0.53m/s（7）</p>

51、;<p>　　主油缸的流量:q =A1 x v = =390.8L/min （8）</p><p><b>　　分配油泵的流量：</b></p><p>　　由于分配換向時(shí)間短暫，設(shè)為t =1s , </p><p>　　則有， v = S / t = 0.6 / 1 =0.6m/s<

52、;/p><p>　　那么，分配油缸的流量：q = A1 x v = =204L/min （9）</p><p><b>　　攪拌齒輪泵的流量：</b></p><p>　　q = V x n =0.0338 x 1000 = 33.8L/min （10）</p><p>　　表4 執(zhí)行元

53、件所需實(shí)際流量</p><p>　　Tab. 4 The functional element needs the actual flow</p><p>　　5 制定液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　5.1 制定液壓系統(tǒng)方案</p><p>　　(1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 </p><p>　

54、　本機(jī)動(dòng)作機(jī)構(gòu)除螺桿是單向旋轉(zhuǎn)外，其他機(jī)構(gòu)均為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用單桿雙作用活塞液壓缸直接驅(qū)動(dòng)。螺桿旋轉(zhuǎn)選用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　(2)主油缸動(dòng)作回路 </p><p>　　主油缸要實(shí)現(xiàn)正常來(lái)回工作動(dòng)作和點(diǎn)動(dòng)動(dòng)作，其運(yùn)動(dòng)方向由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥相結(jié)合完成，正常工作運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要有較大流量供給。點(diǎn)動(dòng)主油缸只要有小流量供給即可。</p>&l

55、t;p>　　(3)液壓馬達(dá)動(dòng)作回路 </p><p>　　螺桿要求反轉(zhuǎn)，所以液壓馬達(dá)要雙向旋轉(zhuǎn)，故在油路上安裝了一個(gè)壓力繼電器來(lái)控制馬達(dá)的反轉(zhuǎn)，這樣可以防止在工作中不被卡死的現(xiàn)象出現(xiàn)。</p><p>　　(4)分配缸動(dòng)作回路 </p><p>　　分配缸運(yùn)動(dòng)速度較快，平穩(wěn)性要求高，故也采用旁路節(jié)流調(diào)速方式。由于在換向時(shí)所需壓力較大，此時(shí)就要借助

56、已充好壓力的蓄能器來(lái)實(shí)現(xiàn)換向動(dòng)作。</p><p>　　(5)安全措施 </p><p>　　為了保護(hù)液壓泵的安全使用，不僅在泵的本身調(diào)好安全壓力外，也在泵的出口串聯(lián)了一個(gè)相應(yīng)的溢流閥作過(guò)載保護(hù)作用。</p><p>　　(6)液壓源的選用 </p><p>　　該液壓系統(tǒng)采用雙泵雙回路，泵送沿路和分配油路獨(dú)

57、立，互不干涉，雙信號(hào)流控?fù)Q向?qū)崿F(xiàn)了泵送與分配完美協(xié)調(diào)，進(jìn)而保障了混凝土泵的整體性能。</p><p>　　5.2 擬定液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　液壓執(zhí)行元件以及各基本回路確定以后，把它們有機(jī)地組合在一起，去掉重復(fù)多余的元件，把控制液壓馬達(dá)的換向閥和泵的卸荷閥合并，使之一閥兩用，考慮主油缸與分配缸之間有動(dòng)作順序的要求，在兩回路結(jié)合部串聯(lián)單向順序閥。再加一些其他的輔助元件，便構(gòu)成了完整

58、的液壓系統(tǒng)圖，見(jiàn)下圖其動(dòng)作循環(huán)見(jiàn)表5</p><p>　　表5 電磁鐵動(dòng)作表</p><p>　　Tab. 5 The electro-magnet moves the tabulation</p><p><b>　　圖16 液壓原理圖</b></p><p>　　Fig. 16 Hydraulic pressu

59、re schematic diagram</p><p>　　6 液壓元件的選擇</p><p>　　6.1 液壓泵的選擇</p><p>　　6.1.1 泵送液壓泵的工作壓力及流量的確定</p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力，決定選用變量軸向柱塞泵。變量軸向柱塞泵不僅瞬時(shí)理論流量均勻，噪聲低，而且額定壓力也較大，已由原來(lái)的1

60、5MPa增加到到21MPa、25MPa、31.5MPa、35MPa,等多級(jí)壓力，便于選用。</p><p><b>　　液壓泵的工作壓力</b></p><p>　　其中是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，對(duì)于本系統(tǒng)最高壓力是主油缸泵送混凝土?xí)r的進(jìn)口壓力，，是泵到執(zhí)行元件之間的管路損失，參考10-3，取。液壓泵的工作壓力為：</p><p>　　由表

61、2可知，Q = 390.8L/min,取泄漏系數(shù)=1.1，算得液壓泵最大流量為</p><p>　　L/min （11）</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，算用規(guī)格相近的A2V型變量軸向柱塞泵，它的額定壓力為35MP,排量為28.1-225mL/r,轉(zhuǎn)速為2450r/min。</p><p>　　6.1.2 分配液壓泵的工作壓力及流量的確

62、定</p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力，決定選用變量軸向柱塞泵。變量軸向柱塞泵不僅瞬時(shí)理論流量均勻，噪聲低，而且額定壓力也較大，已由原來(lái)的15MPa增加到到21MPa、25MPa、31.5MPa、35MPa,等多級(jí)壓力，便于選用。</p><p><b>　　液壓本的工作壓力</b></p><p>　　其中是液壓執(zhí)行元件的最高工作

63、壓力，對(duì)于本系統(tǒng)最高壓力是分配油缸帶動(dòng)S閥換向時(shí)的進(jìn)口壓力，，是泵到執(zhí)行元件之間的管路損失，參考10-3，取。液壓泵的工作壓力為：</p><p>　　由表2可知，Q = 204L/min,取泄漏系數(shù)=1.1，算得液壓泵最大流量為</p><p>　　L/min （12）</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，算用規(guī)格相近的CCY1

64、4-1B型變量軸向柱塞泵，它的額定壓力為31.5MP,排量為10-250mL/r,轉(zhuǎn)速為1000r/min.1500r/min。</p><p>　　6.1.3 攪拌液壓泵的工作壓力及流量的確定</p><p>　　根據(jù)液壓系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力，決定選用外嚙合齒輪泵。外嚙合齒輪泵,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,零件少,轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000r/mim,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),噪聲低,容積效率較高，而且額定壓力在10M

65、P到23MP之間，便于選用。</p><p><b>　　液壓本的工作壓力</b></p><p>　　其中是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，對(duì)于本系統(tǒng)最高壓力是帶動(dòng)攪拌馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)口壓力，，是泵到執(zhí)行元件之間的管路損失，參考10-3，取。液壓泵的工作壓力為：</p><p>　　由表2可知，Q = 33.8L/min,取泄漏系數(shù)=1.1，算得液

66、壓泵最大流量為</p><p>　　L/min （13）</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，算用規(guī)格相近的CBN型外嚙合齒輪泵，它的額定壓力為20MP,排量為5-50mL/r,轉(zhuǎn)速為1500r/min。</p><p>　　6.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定</p><p>　　注射機(jī)在整個(gè)動(dòng)作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和

67、流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個(gè)工作循環(huán)的需要，按較大功率段來(lái)確定電動(dòng)機(jī)功率。</p><p>　　前面的計(jì)算已知，系統(tǒng)工作壓力為 ， 考慮泵到缸之間的管路損失，泵供油壓力應(yīng)為：</p><p>　　取泵的總效率 ，泵的總驅(qū)動(dòng)功率為</p><p><b>　　（14）</b></p

68、><p>　　驗(yàn)算其他工況時(shí)，液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率均小于或近于此值，查產(chǎn)品樣本，選用110KW的電動(dòng)機(jī)。 </p><p>　　6.3 閥類元件的選擇</p><p>　　選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過(guò)閥的流量。由于拖泵是采用雙泵雙回路系統(tǒng)，其中泵送油路系統(tǒng)工作壓力在34MPa左右，分配油路系統(tǒng)工作壓力是19MPa,攪拌油路系統(tǒng)的工作壓力是14MPa,液壓閥都選用中

69、、高壓閥。所選閥的規(guī)格型號(hào)如表6所示</p><p>　　表6 HBT混凝土拖泵液壓閥明細(xì)表</p><p>　　Tab. 6 Hydraulic system for the Concrete Pump of valve detailed list</p><p>　　6.4 液壓馬達(dá)的選擇</p><p>　　前面已求得液壓馬達(dá)的排量

70、為0.56L/r,正常工作時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩715Nm，選SZM0.9雙斜盤(pán)軸向柱塞式液壓馬達(dá)。其理論排量0.9L/r,額定壓力為20MPa，額定轉(zhuǎn)速為80~100r/min，最高轉(zhuǎn)矩3057Nm，機(jī)械效率大于90%。</p><p>　　6.5 油箱的有效容積</p><p>　　油箱的有效容積可按下式確定</p><p><b>　?。?5）</b&

71、gt;</p><p>　　式中a為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)中壓系統(tǒng)取a=5.所選泵的總流量為429L/min，液壓泵每分鐘排出的壓力油的體積為0.43 ，算的油箱的有效容積為</p><p>　　6.6 油管內(nèi)徑計(jì)算</p><p>　　本系統(tǒng)管理較為復(fù)雜，取其主要幾條（其余略），按式： 計(jì)算，有關(guān)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果列于下表7</p><

72、p><b>　　表7 主要管路內(nèi)徑</b></p><p>　　Tab. 7 Main pipeline inside diameter</p><p>　　7 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算</p><p>　　7.1 驗(yàn)算回路中的壓力損失</p><p>　　本系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個(gè)液壓執(zhí)行元件動(dòng)作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管

73、路損失較大的要算主油缸動(dòng)作回路，故主要驗(yàn)算由泵到缸這段管路的損失。</p><p>　　7.1.1 驗(yàn)算回路中的壓力損失</p><p>　　沿程壓力損失，主要是主油缸工作時(shí)進(jìn)油管路的壓力損失。此管路長(zhǎng)5m，管內(nèi)徑0.032m，快速時(shí)通過(guò)流量2.7L/s，選用20號(hào)機(jī)械系統(tǒng)損耗油，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后油的運(yùn)動(dòng)粘度，油的密度。</p><p>　　油在管中的實(shí)際流速為：<

74、;/p><p><b>　?。?6）</b></p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　油在管路中呈絮流動(dòng)狀態(tài)，其沿程阻力系統(tǒng)為：</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　按式

75、 求得沿程壓力損失為：</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　局部壓力損失，局部壓力損失包括通過(guò)管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失，以及通過(guò)控制閥的局部壓力損失。其中管路局部壓力損失相對(duì)來(lái)說(shuō)小得多，故主要計(jì)算通過(guò)控制閥的局部壓力損失。</p><p>　　參看圖，從泵出口到缸進(jìn)油口，要經(jīng)過(guò)比例閥11，電液換

76、向閥6及單向順序閥。</p><p>　　比例閥的額定流量為300L/min，額定壓力損失為0.6 MPa。電液換向閥的額定流量為190L/min,額定壓力損失0.3MPa。單向順序閥的額定流量為150L/min，額定壓力損失之和為0.2MPa。</p><p>　　通過(guò)各閥的局部壓力損失之和為</p><p><b>　?。?0）</b>&l

77、t;/p><p>　　由以上計(jì)算結(jié)果可求得快速注射時(shí)：</p><p>　　泵到缸之間總的壓力損失為</p><p><b>　　泵出口壓力為：</b></p><p>　　由計(jì)算結(jié)果看，大小泵的實(shí)際出口壓力距泵的額定壓力還有一定的壓力裕度，所選泵是合適的。</p><p>　　綜合考慮各工況的需要，

78、確定系統(tǒng)的最高工作壓力為34MPa，也就是溢流閥的調(diào)定壓力。</p><p>　　7.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算</p><p>　　7.2.1 計(jì)算發(fā)熱功率</p><p>　　液壓系統(tǒng)的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量。按下式計(jì)算其發(fā)熱功率</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>

79、;　　對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是整個(gè)工作循環(huán)中雙泵的平均輸入功率。</p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　------------系統(tǒng)工作循環(huán)周期；</p><p>　　------------執(zhí)行裝置的工作壓力；</p><p>　　------------執(zhí)行裝置的流量；</p>&l

80、t;p>　　-------------執(zhí)行裝置工作時(shí)間；</p><p>　　------------執(zhí)行裝置的總效率</p><p>　　具體、、值如表10-8所示，這樣，可算得雙泵平均輸入功率=12KW。</p><p>　　表8 各工況雙泵輸入功率</p><p>　　Tab.8 Various operating modes

81、double pump power input </p><p>　　注：表中（+）表示正常正常工作，（—）表示卸荷。 </p><p><b>　　系統(tǒng)的總輸出功率</b></p><p>　　式中 （23）&

82、lt;/p><p>　　---------------系統(tǒng)工作循環(huán)周期；</p><p>　　-------------液壓缸輸出的推力；</p><p>　　---------------液壓缸運(yùn)動(dòng)的距離；</p><p>　　--------------液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　------------

83、--液壓馬達(dá)輸出的角度；</p><p>　　---------------液壓馬達(dá)工作時(shí)間；</p><p>　　由前面給定參數(shù)及計(jì)算結(jié)果可知：</p><p>　　主油缸的外載荷為408.2KN，行程1.8m；分配缸的外載荷為107.76KN，行程0.6m；攪拌螺桿有效功率5KW，工作時(shí)間15s；拖泵輸出有效功率主要是以上這些。</p><p

84、><b>　　總的發(fā)熱功率為：</b></p><p>　　7.2.2 計(jì)算散熱功率 </p><p>　　前面初步求得油箱的有效容積為2.1 ，按V=0.8abh 求得油箱各邊之積； </p><p><b>　　（24）</b></p><p>　　取a為1.2m，b、h分別為1.

85、6;1.35m</p><p>　　根據(jù)公式，求得油箱散熱面積為：</p><p><b>　　油箱散熱功率為：</b></p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　式中 — 油箱散熱系數(shù)，查表23.4-12，取 ;</p><p>　　— 油溫與環(huán)

86、境溫度之差，取。</p><p>　　由此可見(jiàn)，油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設(shè)冷卻器。</p><p>　　7.2.3 冷卻器所需冷卻面積的計(jì)算</p><p><b>　　冷卻面積：</b></p><p><b>　　（26）</b></p>&

87、lt;p>　　式中 —傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時(shí)，取;</p><p>　　—平均溫升， 。 （27）</p><p>　　取油進(jìn)入冷卻器的溫度，油流出冷卻器的溫度，冷卻水入口溫度，冷卻水出口溫度。則：</p><p>　　所需冷卻器的散熱面積為：</p><

88、p>　　考慮到冷卻器長(zhǎng)期使用時(shí)，設(shè)備腐蝕和油垢，水垢對(duì)傳熱的影響，冷卻面積應(yīng)比計(jì)算值大30%，實(shí)際選用冷卻器散熱面積為：</p><p><b>　　8 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)自己這段時(shí)間的努力和老師的幫助,畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成,這個(gè)過(guò)程是我大學(xué)階段最后一次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。這是一段難忘的經(jīng)歷。整個(gè)過(guò)程我翻閱了大量的資料,有液壓傳動(dòng)方面的 ,有精度設(shè)計(jì)方

89、面的,也有電控方面的。涉及的資料范圍比較廣,這其中要感謝老師的指導(dǎo),是他在百忙之中指導(dǎo)我編寫(xiě)論文,是他在思路上給我啟發(fā)。</p><p>　　大學(xué)的舞臺(tái)即將落幕,但人生的舞臺(tái)才剛開(kāi)始。做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程讓我?guī)缀踔販亓舜髮W(xué)四年的每一門(mén)課程。以前沒(méi)有弄明白的,現(xiàn)在懂了,以前模糊的,現(xiàn)在清晰了。跟同學(xué)們一起討論問(wèn)題的時(shí)間總是過(guò)得那么快。這個(gè)過(guò)程也是提出問(wèn)題到分析問(wèn)題再到解決問(wèn)題的過(guò)程。指導(dǎo)老師把設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)以資料的形似

90、發(fā)到我們手上。我們?cè)俑鶕?jù)要求查找相關(guān)資料,在查閱資料的過(guò)程中,我們也接觸了許多以前沒(méi)有接觸過(guò)的東西。對(duì)自己是一個(gè)很好的提升。碰到不懂的就請(qǐng)教老師,這樣我們少走了很多彎路,能夠很好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　在這個(gè)離別的季節(jié),我們帶著些許不舍交上最后一份作業(yè),同時(shí)也見(jiàn)證我們大學(xué)期間最后一次學(xué)習(xí)的過(guò)程，希望自己的這份答卷能夠得到老師的認(rèn)可。</p><p><b>　　參考

91、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王積偉、章宏甲、黃宜.液壓傳動(dòng)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2004.3</p><p>　　[2]許賢良、王傳禮.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)[M].北京，國(guó)防工業(yè)出版社，2008.4</p><p>　　[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本-液壓控制[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.8</p><p&g

92、t;　　[4]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本-液壓傳動(dòng)與控制[M].北京，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，2007.6</p><p>　　[5]王守成，段俊勇.液壓元件及選用[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2007.7</p><p>　　[6] 徐學(xué)林.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].長(zhǎng)沙，湖南大學(xué)出版社,2005.8 </p><p>　　[7]張利平.液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)[M].北

93、京，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.11 </p><p>　　[8]劉延俊.液壓系統(tǒng)使用與維修[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.5</p><p>　　[9]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1 </p><p>　　[10] 雷天覺(jué).《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社 2001.6</p><p&g

94、t;　　[11]孫恒，陳作模主編 《機(jī)械原理》[M] .北京,高等教育出版社 2001.6</p><p>　　[12]朱冬梅等主編 《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》[M] .第五版 北京,高等教育出版社2005.8</p><p>　　[13]徐灝主編，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M] .北京,機(jī)械工業(yè)出版社，1991.6</p><p>　　[14]濮良貴，紀(jì)名主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》[M

95、].北京,高等教育出版社，2001.7</p><p>　　[15]朱詩(shī)順主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》[M] .北京,化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2</p><p>　　[16]孫恒，陳作模主編 《機(jī)械原理》[M] .北京,高等教育出版社 2001.3</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　

96、本論文是在XXX老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在XXX老師的幫助下,讓我對(duì)液壓知識(shí)有了一定了解，這個(gè)過(guò)程讓我感覺(jué)非常充實(shí)，學(xué)到了很多東西，不光是書(shū)上的知識(shí)，還有獨(dú)立思考、解決問(wèn)題分析問(wèn)題的能力，他給我上了大學(xué)里最后的一堂課。</p><p>　　大學(xué)讓我們跟XXX老師結(jié)緣,我們跟他學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí),他教我們?nèi)绾蝿?dòng)手去做,教我們?nèi)绾巫鋈?。他不僅是一位老師,更像一位長(zhǎng)輩對(duì)晚輩悉心的教導(dǎo).在此，我要深深的感謝老師的指導(dǎo)與幫助。&