【正文】 攪拌裝置圖2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)[2]的出現(xiàn)已經(jīng)有二、三百年的歷史。1795年第一臺(tái)水壓機(jī)問(wèn)世。機(jī)床上采用液壓傳動(dòng)，從十九世紀(jì)末德國(guó)制造液壓龍門(mén)铇床，美國(guó)制造液壓六角車(chē)床、液壓磨床算起，已經(jīng)有一百多年的歷史。但由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有成熟的液壓元件，因而液壓技術(shù)并沒(méi)有得到普遍應(yīng)用。上個(gè)世紀(jì)三十年代，各類(lèi)機(jī)床（車(chē)、銑、磨、鉆、鏜、拉等機(jī)床）才剛剛開(kāi)始采用液壓傳動(dòng)。直到第二次世界大戰(zhàn)以后，應(yīng)用才逐漸普遍起來(lái)。 我國(guó)的液壓技術(shù)從上世紀(jì)五十所代開(kāi)始應(yīng)用，1952年開(kāi)始試制油壓泵閥。（1961年上海壓機(jī)床廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)制造了我國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)能水壓機(jī)）以液體的介質(zhì)的液壓傳動(dòng)具有無(wú)級(jí)調(diào)速和傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用；用其布置方便并易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而在組合機(jī)床上應(yīng)用較廣；由于執(zhí)行元件的輸出力（或轉(zhuǎn)矩）較大，操縱方便布置靈活，液壓元件用電器易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遙控。以氣體的工作介質(zhì)和氣壓傳動(dòng)，因工作壓力較低（一般在1Mpa以下），且有可壓縮性，所以傳遞動(dòng)力小，運(yùn)動(dòng)不如液壓傳動(dòng)平穩(wěn)，但因空氣粘度小，阻力損失小，速度快、所應(yīng)靈敏，而適用于特殊環(huán)境下的傳動(dòng)。目前，機(jī)床液壓仿形裝置，液壓自動(dòng)化機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)已經(jīng)大量出現(xiàn)。液壓傳動(dòng)在高效率的自動(dòng)、半自動(dòng)機(jī)床組合機(jī)床，程控機(jī)床和數(shù)控機(jī)床上已經(jīng)成為重要的組成部分。有的先進(jìn)工業(yè)國(guó)家采用液壓裝置的機(jī)床類(lèi)別（按品種計(jì)算）已經(jīng)高達(dá)70%以上，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)有85%利用液壓傳動(dòng)和控制。 液壓技術(shù)正在向高壓、高速、大流量、高效率、低噪音，集成比方向發(fā)展；新的液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)字仿真。微機(jī)控制等新技術(shù)也日益發(fā)展、應(yīng)用，并取得了很多顯著成果（如：比例控制、二通插裝閥、球式邏輯閥，交流液壓技術(shù)，還出現(xiàn)了大量的機(jī)、電、液、計(jì)算機(jī)一體化的現(xiàn)代化設(shè)備）。 另外，近年來(lái)又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、船舶駕駛模擬地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裝置、宇宙環(huán)境模擬和高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車(chē)裝置等設(shè)施中，也采用了液壓技術(shù)。 總之，幾乎所有工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可利用液壓技術(shù)。因此可見(jiàn)其發(fā)展前景是非常光明的。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟及要求液壓傳動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)[3]是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各式各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作可靠，成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。（1）確定液壓執(zhí)行元件的形式；（2）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；（3）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)有原理圖；（4）選擇液壓元件；（5）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；（6）繪制工程圖，編制技術(shù)文件。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)式程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)行進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。（1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；（2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；（3）液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度；（4）各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；（5）對(duì)調(diào)整范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；（6）自動(dòng)化程度、操作控制方式的要求；（7）對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；（8）對(duì)效率、成本等方面的要求。 液壓系統(tǒng)圖的擬定 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定通過(guò)工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過(guò)程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。型號(hào)ZLJ5281THB泵送系統(tǒng)最大理論輸送量m3/h120/70混凝土最大出口壓力MPa11/7額定工作壓力MPa35泵送頻率min122料斗容積L550上料高度mm1540液壓系統(tǒng)型式閉式/開(kāi)式分配閥形式S管閥油缸缸徑行程mmΦ1302100混凝土缸徑行程mmΦ2302100液壓油冷卻風(fēng)冷推薦塌落度cm12~23最大骨料尺寸mm40臂架及結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式374R最大布料高度m最大布料半徑m最大布料深度m回轉(zhuǎn)角度365176。臂節(jié)數(shù)量4臂節(jié)長(zhǎng)度mm8650/7860/7980/8080展臂角度100176。/180176。/180176。/270176。輸送管直徑mm125末端軟管長(zhǎng)度mm3000臂架最小打開(kāi)高度mm8500支腿跨距（前后縱向） mm745069007100底盤(pán)及整車(chē)底盤(pán)型號(hào)CYZ51Q驅(qū)動(dòng)方式64軸距mm4595+1310發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)6WF1A發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率kW/(r/min)265/1800(r/min)1422/1100發(fā)動(dòng)機(jī)排量cc14256燃料種類(lèi)柴油燃油箱容積L380 鋁質(zhì)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)歐Ⅲ整車(chē)最高行駛速度km/h85整車(chē)質(zhì)量kg28190整車(chē)外形尺寸(長(zhǎng)寬高)mm1165025003870其它潤(rùn)滑方式節(jié)能式自動(dòng)潤(rùn)滑液壓油箱容積L650控制方式手動(dòng)+遙控水泵最大壓力MPa7水箱容量L550混凝土管清洗方式水洗/干洗（1）制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。本系統(tǒng)采用變量泵調(diào)速，可以是手動(dòng)變量調(diào)速，也可以是壓力適應(yīng)變量調(diào)速。（2）制定壓力控制方案液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在有些液壓系統(tǒng)中，有時(shí)需要流量不大的高壓油，這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。（3）制定順序動(dòng)作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類(lèi)型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)，來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。（4）選擇液壓動(dòng)力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無(wú)其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。在本次設(shè)計(jì)中，液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)關(guān)鍵元器件均采用國(guó)際和國(guó)內(nèi)知名先進(jìn)品牌的各類(lèi)液壓、電氣元件、輔件和技術(shù)。本次設(shè)計(jì)全面滿(mǎn)足要求的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，同時(shí)參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（如壓力表、溫度計(jì)等）。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要部件連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱(chēng)和動(dòng)作，注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào)，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。本液壓系統(tǒng)原理圖[13]： ZLJ5281THB37混凝土泵車(chē)液壓原理圖液壓系統(tǒng)采用雙泵雙回路，泵送油路和分配油路獨(dú)立，互不干涉；雙信號(hào)液控?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；新型分配緩沖專(zhuān)利技術(shù)，確保分配系統(tǒng)沖擊更小。在主油泵壓力油作用下，一缸前進(jìn)，另一缸后退，當(dāng)活塞運(yùn)行到行程終點(diǎn)時(shí)，從泵送油缸前端邏輯閥拾取液壓信號(hào)，控制分配液動(dòng)閥換向，從而改變油泵進(jìn)出油口方向，使泵送缸活塞運(yùn)動(dòng)方向改變，實(shí)現(xiàn)泵送油缸活塞交替前進(jìn)后退。泵送油缸活塞行程終點(diǎn)裝有單向閥，當(dāng)活塞運(yùn)行到終點(diǎn)前，泵送油缸單向閥將活塞前后兩腔串通，防止活塞撞擊缸底，并對(duì)兩泵送油缸封閉腔進(jìn)行補(bǔ)油。主油泵A11VLO 主油泵為大排量軸向柱塞變量泵，帶有恒功率控制裝置、壓力截流閥和電控變量控制閥。恒功率控制裝置調(diào)節(jié)工作壓力及泵的輸出流量以致在恒定的轉(zhuǎn)速下不超過(guò)預(yù)定的驅(qū)動(dòng)功率。壓力截流閥設(shè)定為32MPa，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的壓力值時(shí)，它使泵的排量向最小擺回。（1） 泵送回路 泵送回路液壓原理圖 該回路由吸油濾油器、主泵、電磁換向閥、高低壓切換閥、串聯(lián)的兩個(gè)主油缸、散熱器、回油過(guò)濾器以及與之并聯(lián)的背壓閥組成。 當(dāng)電液換向閥電磁鐵不通電時(shí)，滑閥處于中位，主泵輸出的液壓油經(jīng)過(guò)液控?fù)Q向閥后直接流往散熱器或背壓閥回至郵箱，泵送油缸不動(dòng)作。 當(dāng)電液換向閥一個(gè)電磁鐵得電時(shí)，滑閥移動(dòng)，主泵輸出的液壓油流入高低壓切換閥再流入一個(gè)泵送油缸的有桿腔，推動(dòng)活塞前進(jìn)或者后退，另一泵送油缸的活塞則按照相反的方向運(yùn)動(dòng)，泵送油缸排出的液壓油經(jīng)散熱器后回郵箱，形成一個(gè)開(kāi)式回路?；钊说筋^時(shí)，被安裝在水箱中的接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到，引起電磁換向閥另一個(gè)電磁鐵得電，電液換向閥換向，導(dǎo)致兩個(gè)泵送油缸活塞反向運(yùn)動(dòng)。泵送油缸活塞行程中點(diǎn)裝有但向閥，當(dāng)活塞運(yùn)行到終點(diǎn)時(shí)，單向閥將油缸有桿腔和無(wú)桿腔連通，行成緩沖，防止撞缸，并對(duì)油缸封閉腔進(jìn)行補(bǔ)油。1) 泵送的高低壓切換當(dāng)兩主油缸兩無(wú)桿腔由高低壓切換閥連通時(shí)，此時(shí)屬于低壓泵送，要轉(zhuǎn)換為高壓泵送只要旋轉(zhuǎn)高低壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，此時(shí)高低壓轉(zhuǎn)換的電磁閥另一端得電，控制油進(jìn)入高低壓切換閥的相反方向，此時(shí)兩有桿腔相連通為高壓泵送。主泵變量控制回路 主泵變量控制回路圖中主泵變量控制采用液控形式。恒壓泵輸出的少部分壓力油，經(jīng)電磁比例減壓閥減壓后，與主泵上的Y口連通，作用在行程限制器的閥芯上，油泵