【正文】 是的變形量。％的滾動(dòng)體直徑。在混凝土泵車(chē)回轉(zhuǎn)支承中，內(nèi)、外滾圈和滾動(dòng)體材料選擇強(qiáng)度高、耐磨性好的洛錳高碳鋼高碳鋼制造，常用牌號(hào)如GCr1GCr15SiMn等（G表示滾動(dòng)軸承鋼），其表面淬火后硬度為HRC6065，其相應(yīng)的線(xiàn)接觸許用應(yīng)力為：[]=300000366000MPa，則：[]=600000915000MPa該回轉(zhuǎn)支承的滾動(dòng)體為滾珠，它的接觸應(yīng)力可由下式求得： =[]式子1/r可由文獻(xiàn)[13]表119查得=。 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的選擇及其傳動(dòng)分析本次設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)裝置選用擺動(dòng)式液壓馬達(dá)用連桿傳動(dòng)。這種傳動(dòng)形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、控制簡(jiǎn)單。 回轉(zhuǎn)阻力矩計(jì)算 混凝土泵車(chē)回轉(zhuǎn)是要克服的總回轉(zhuǎn)阻力矩為： M阻=M磨+M傾+M風(fēng)+M慣 （342） 式中 M磨——回轉(zhuǎn)支承裝置中的摩擦阻力矩； M傾——由道路坡度引起的旋轉(zhuǎn)阻力矩 M風(fēng)——風(fēng)阻力矩 M慣——由慣性力造成的回轉(zhuǎn)阻力矩 1 摩擦阻力矩M磨的計(jì)算 M磨= （343） （344） =176。=（345）式中——換算摩擦系數(shù)，可取=； ——滾動(dòng)體法向反力的絕對(duì)值總和聯(lián)立（343）、（344）、（345）可得： =把上述數(shù)據(jù)代入M磨=可得M磨=1/2=m 2 旋轉(zhuǎn)阻力矩 M傾的計(jì)算 臂架在陸地上工作時(shí)由于道路坡度引起的旋轉(zhuǎn)阻力矩=sin3176。=m式中 Gi——臂架等旋轉(zhuǎn)部分的重量（N）； Li——對(duì)應(yīng)與上述重量的重心到回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的距離（m）； ——混凝土泵車(chē)的傾斜角（有地形坡度、土壤沉陷等引起）； α——臂架的旋轉(zhuǎn)角度；3 風(fēng)力造成的旋轉(zhuǎn)阻力矩M風(fēng)的計(jì)算根據(jù)上文的可知M風(fēng)=Mf1=m4 慣性引起的回轉(zhuǎn)慣性力矩M慣的計(jì)算根據(jù)上文的分析可知M慣=Mz1=m綜合上述所有計(jì)算代入式（245）得：M阻=M磨+M傾+M風(fēng)+M慣 =+++=m5 驅(qū)動(dòng)裝置的選擇本次設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)的方式選擇的是連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，而連桿的動(dòng)力源來(lái)自與擺動(dòng)液壓缸。=。第4章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)工作原理，YAYA2是節(jié)臂1的展開(kāi)和收回電磁閥，YAYA4是節(jié)臂2的展開(kāi)和收回電磁閥，YAYA6是節(jié)臂3的展開(kāi)和收回電磁閥，YAYA8是臂架系統(tǒng)左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)電磁閥。節(jié)臂3及其回轉(zhuǎn)臺(tái)的展開(kāi)和收回及其左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的極限位置由行程開(kāi)關(guān)檢查。臂架液壓系統(tǒng)控制原理圖如圖41所示1過(guò)濾器；2柱塞泵；13比例流量閥；4單向閥；8三位四通電磁換向閥；11節(jié)臂液壓缸；12擺動(dòng)液壓缸；14油箱圖41 臂架液壓系統(tǒng)原理圖液壓缸系統(tǒng)元件明細(xì)表見(jiàn)表41表41液壓系統(tǒng)元件明細(xì)表序號(hào)型號(hào)名稱(chēng)規(guī)格1RL—1300X20P過(guò)濾器13002柱塞泵32FRE 6 A2X/K4MV比例流量控制閥4單向閥54WE6E50AG24Z4三位四通電磁換向閥64WE6E50AG24Z4三位四通電磁換向閥74WE6E50AG24Z4三位四通電磁換向閥84WE6E50AG24Z4三位四通電磁換向閥9HSG63/45AEEZ1節(jié)臂1液壓缸10HSG125/90AEEZ1節(jié)臂2液壓缸11HSG250/125AEEZ1節(jié)臂3液壓缸12HLBDFZD180擺動(dòng)液壓缸132FRE 6 A2X/K4MV比例流量控制閥14油箱 系統(tǒng)的動(dòng)作要求如下（1）YAYAYAYAYAYAYAYA8在同一時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)電磁鐵通電（2）在液壓缸伸展到對(duì)應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)處后，液壓缸將要停下來(lái)或者只能往相反方向運(yùn)動(dòng)。（3）兩個(gè)比例流量閥可同時(shí)控制。 PLC的選擇 PLC品牌的選擇 鑒于本次設(shè)計(jì)中的控制系統(tǒng)要求的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)、編程方便，使用簡(jiǎn)易；設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試周期短；體積小、維護(hù)操作方便。因此初選小型的PLC。在小型的PLC中主流產(chǎn)品有西門(mén)子公司的S7200系列、歐姆龍公司的C200H系列、三菱的FX系列、AB公司的SLC500系列。在以上幾種PLC中由于在機(jī)構(gòu)上S7200系列PLC具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，既可以用接線(xiàn)端子進(jìn)行接線(xiàn)，同時(shí)在接線(xiàn)端子上面還有面板保護(hù)，防止無(wú)意中觸摸到接頭，而且在PLC的底部設(shè)有DIN導(dǎo)軌安裝機(jī)構(gòu)和安裝孔，可以滿(mǎn)足水平或者垂直方面的安裝要求。同時(shí)在功能上 S7200系列PLC中的用戶(hù)程序和全部徐數(shù)據(jù)都可以存放在EEPROM中，永不丟失。即使是存放在RAM中的臨時(shí)數(shù)據(jù)，在突然掉電時(shí)也可以對(duì)其在停電那一時(shí)刻的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行自我保護(hù)。同時(shí)S7200系列的通信能力與一般的小型PLC相比非常突出，每種CPU上都有12個(gè)編程通信口，物理層面是標(biāo)準(zhǔn)的RS485口，用雙絞線(xiàn)就可構(gòu)成具有多種通信功能的網(wǎng)絡(luò)，不需要外加通信模塊[7]。綜上所述，本次設(shè)計(jì)中采用S7200系列的PLC。 S7200系列CPU的選擇 S7200CPU22*系列PLC具有如下五種不同的CPU的機(jī)構(gòu)配置。（1）CPU221具有6個(gè)輸入點(diǎn)四個(gè)輸出點(diǎn)，共10I/O點(diǎn)。無(wú)擴(kuò)展能力，有四路高速計(jì)數(shù)器（30KHz），2路高速脈沖輸出，1個(gè)RS485通信/編程口，編程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量小，適合與少點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。 （2）CPU222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，共14個(gè)I/0點(diǎn)。1個(gè)模擬電位器，最多可擴(kuò)展10個(gè)AI/AO點(diǎn)。4K字節(jié)用戶(hù)程序區(qū)和2K字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。4路高速計(jì)數(shù)器（30 KHz），2路高速脈沖輸出，1個(gè)RS485通信/編程口，可以進(jìn)行一定模擬量的控制和2個(gè)模塊餓擴(kuò)展，因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。（3） CPU224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，共24個(gè)I/O點(diǎn)。2個(gè)模擬量電位器，最多可擴(kuò)展35個(gè)AI/AO點(diǎn)。8K字節(jié)用戶(hù)程序區(qū)和5K字節(jié)數(shù)字存儲(chǔ)區(qū)。有6路高速計(jì)數(shù)器（30KHz），2路高速脈沖輸出，1個(gè)RS485通信/編程口，具有CPU221/222相同的功能。同前兩種CPU相比，它的存儲(chǔ)容量和擴(kuò)展能力有了很大的提高，存儲(chǔ)容量擴(kuò)展了1倍，可以有7個(gè)擴(kuò)展模塊。它具有更強(qiáng)的模擬量處理能力，是使用最多的S7200產(chǎn)品。（4）CPU226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)，共40個(gè)I/O點(diǎn)。2個(gè)模擬量電位器，最多可擴(kuò)展35個(gè)AI/AO點(diǎn)。8K字節(jié)用戶(hù)程序區(qū)和5K字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。有6路高速計(jì)數(shù)器（30KHz），2路高速脈沖輸出，2個(gè)RS485通信/編程口。與CPU224相比，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)。它主要用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。（5）CPU226XM是西門(mén)子公司繼CPU226推出的一種增強(qiáng)型主機(jī)，它僅在用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)上進(jìn)行擴(kuò)展，其他指標(biāo)和CPU226相同。綜上，通過(guò)對(duì)比CPU224是在擴(kuò)展一個(gè)EM221一個(gè)EM231一個(gè)WM232擴(kuò)展模塊后就能滿(mǎn)足本次設(shè)計(jì)的控制要求同時(shí)又因?yàn)槟M量的處理能力較強(qiáng)，故采用CPU224[7]。 PLC的I/O資源配置根據(jù)系統(tǒng)功能要求，對(duì)PLC的I/O進(jìn)行配置，具體分配如下所示。1 數(shù)字量輸入部分在此控制系統(tǒng)中，所需要的輸入量有數(shù)字量和模擬量，主要包括各種控制按鈕、限位開(kāi)關(guān)和模擬量輸入，其中共有19數(shù)字量輸入，如表42所示。表42 數(shù)字輸入量地址分配輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備啟動(dòng)臂架右轉(zhuǎn)急停節(jié)臂1展開(kāi)限位開(kāi)關(guān)復(fù)位節(jié)臂1收回限位開(kāi)關(guān)節(jié)臂1展開(kāi)節(jié)臂2展開(kāi)限位開(kāi)關(guān)節(jié)臂1收回節(jié)臂2收回限位開(kāi)關(guān)節(jié)臂2展開(kāi)節(jié)臂3展開(kāi)限位開(kāi)關(guān)節(jié)臂2收回節(jié)臂3收回限位開(kāi)關(guān)節(jié)臂3展開(kāi)節(jié)臂左轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)節(jié)臂3收回節(jié)臂右轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)臂架左轉(zhuǎn) 2 模擬量輸入部分 由于需要輸入兩個(gè)模擬量控制信號(hào)輸入的數(shù)據(jù)，因此擴(kuò)展了一個(gè)EM,具體I/O分配如表43所示。表43 模擬量輸入地址分配輸入地址輸入設(shè)備AIW0模擬量控制信號(hào)AIW2模擬量控制信號(hào) 3 數(shù)字量輸出部分該控制系統(tǒng)的輸出主要集中在對(duì)各類(lèi)液壓缸的控制，共9個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，其分配情況如表44所示。表44 數(shù)字量輸出地址分配輸出地址輸出設(shè)備輸出地址輸出設(shè)備電磁換向閥線(xiàn)圈YA1電磁換向閥線(xiàn)圈YA5電磁換向閥線(xiàn)圈YA2電磁換向閥線(xiàn)圈YA6電磁換向閥線(xiàn)圈YA3電磁換向閥線(xiàn)圈YA7電磁換向閥線(xiàn)圈YA4電磁換向閥線(xiàn)圈YA8 4 模擬量輸出部分該控制系統(tǒng)的模擬量輸出主要用于控制兩個(gè)比例流量控制閥，共兩個(gè)輸出點(diǎn)，其分配情況如表45所示。表45 模擬量輸出地址分配輸出地址輸出設(shè)備AQW0比例流量控制閥AQW2比例流量控制閥 控制系統(tǒng)硬件連線(xiàn)圖液壓控制系統(tǒng)的PLC接線(xiàn)圖如圖42所示圖42結(jié) 論已有的短臂架泵車(chē)中也不乏18米長(zhǎng)的二節(jié)臂架，但是18米泵車(chē)采用二節(jié)臂架會(huì)使泵車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑增大，不利用泵車(chē)進(jìn)去各種羊腸小道。而本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的泵車(chē)臂架系統(tǒng)是三節(jié)臂架的，節(jié)臂4m+3m(3m為可快速拆裝的泵管)。本次設(shè)計(jì)中采用創(chuàng)新之處是采用了可快速拆裝的泵管，有限的縮短了泵車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑，而在臂架長(zhǎng)度不夠時(shí)又可以快速加上一條長(zhǎng)3米的泵管。而在控制方面也采用了較為先進(jìn)的控制技術(shù)，使用遙控控制器去控制臂架的運(yùn)行，使操作人員可以到施工點(diǎn)去操控臂架，這樣的施工效率更快更。不足之處就是，節(jié)臂尺寸的計(jì)算雖然利用了微積分去計(jì)算每一處的最合適個(gè)鋼板高度，但將臂架的所有受力情況都考慮在一起去計(jì)算臂架的尺寸，這樣臂架的尺寸跟實(shí)際的使用要求肯定相差挺多。另外應(yīng)該利用有限元元件去校核臂架，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)更加節(jié)省材料，安全系數(shù)高的臂架。有待改進(jìn)之處是將臂架輪廓的曲線(xiàn)圖用MATLAB畫(huà)出來(lái)。在控制方面應(yīng)該往智能化控制方面設(shè)計(jì)，因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中的控制系統(tǒng)雖然控制簡(jiǎn)單但是效率遠(yuǎn)不及智能化控制搞。而改善的方法只是增加視覺(jué)傳感器和優(yōu)化PLC的控制就可以達(dá)到自動(dòng)控制的效果。因此在控制方面要向智能化控制方向發(fā)展。 致 謝 本論文是在我的導(dǎo)師趙汗青的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師從論文選題、資料的搜集到論文的撰寫(xiě)都給予了我極大的幫助。導(dǎo)師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，使我終身受益，矢志難忘，并將永遠(yuǎn)激勵(lì)我前進(jìn)。在此謹(jǐn)向趙汗青教授表示我由衷的感謝與感激之情。感謝劉玉波老師、李天宇同學(xué)、張東航同學(xué)及鄭鵬同學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的熱情幫助和關(guān)心。感謝所有對(duì)我的生活和論文完成有過(guò)幫助的朋友們，大學(xué)四年期間每一張快樂(lè)的笑臉都給我留下了深深的印象，我會(huì)將這筆財(cái)富永遠(yuǎn)珍藏。請(qǐng)?jiān)徫也荒軐⑺械呐笥岩灰涣信e，在此一并表示最誠(chéng)摯的謝意!最后，我還要特別感謝我的父母。正是他們對(duì)我始終如一的理解、支持、信賴(lài)和鼓勵(lì)，使我順利完成學(xué)業(yè)。最后，謹(jǐn)向參加論文評(píng)閱及答辯委員會(huì)的專(zhuān)家、教授們致以崇高的敬意!參考文獻(xiàn)[1][J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2012（9）：12[2]唐修俊，吳智勇，石培科，[J].中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2008（1）：12[3][D].吉林大學(xué)碩士論文，2005：1[4]張國(guó)忠，周淑文，[J].沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（6）:12[5].郭立新、趙明揚(yáng)、張國(guó)忠、黃 [J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（3）：12[6].張艷偉、[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999（4）：12[7]E．Glennon，D．RosenthalandM．Sherman，Mechanica—ModelReference：Motion，Rasnacorporation．1994[8]Mechanical DynamicsInc．ADAMS／View User’S Reference Manual[M]． USA：MechanicalDynamicsInc．1994．[9]、臂架油缸及回轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)[D].徐州：徐州 工程學(xué)院，2012:23[10][D].湖南：湖南大學(xué)，2010：34[11]Mechanical DynamicsInc．ADAMS／Solver User’S Reference Manual[M]．USA：MechanicalDynamicsInc．1994．[12][D].沈陽(yáng)：東北大 學(xué)，2004：12[13][M].北京：中國(guó)鐵道出版社，：785791.[14][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，：112113[15][M].：機(jī)械工業(yè)出版社，:521[16][M].北京：電子工業(yè)出版社，:91059