【正文】 ，具有良好的承載能力。導(dǎo)向環(huán)（支撐環(huán)）采用耐磨材料，使用壽命長，磨損后易于更換。因此，摩擦系數(shù)小，啟動時無爬行。 導(dǎo)向環(huán)的作用：活塞的導(dǎo)向環(huán)（支撐環(huán)），具有精確的導(dǎo)向作用，并可吸收活塞運動時隨時產(chǎn)生的側(cè)向力。活塞D的圓柱度公差值按9級、10級和11級精度選取。本設(shè)計活塞材料采用40號碳素鋼（4） 活塞的加工要求 活塞結(jié)構(gòu)圖活塞外徑對內(nèi)孔的徑向跳動公差值按7級或8級精度選取。 T型格萊圈（3） 活塞的材料無導(dǎo)向環(huán)（支撐環(huán)）的活塞選用高強度鑄鐵HT200HT300、球墨鑄鐵和青銅等材料。另一個特點是允許活塞外圓與缸筒內(nèi)壁有較大間隙。選用較多的是以O(shè)型密封圈或特殊的外形輪廓橡膠密封件作為副密封件和聚四氟乙烯主密封件組合在一起使用。（2） 活塞的密封活塞的密封選用準則取決于壓力、速度、溫度和工作介質(zhì)等因素。式中缸筒底部厚度（m）——設(shè)計中由于要增加通油口，故取底部厚度為80mm，滿足強度要求（1） 活塞的結(jié)構(gòu)形式常用活塞的結(jié)構(gòu)形式分為整體活塞和分體活塞兩類，活塞的寬度一般由密封件、導(dǎo)向環(huán)（支撐環(huán)）的安裝溝槽來決定。為了防止腐蝕以及其它使用的特殊要求，缸筒的內(nèi)表面鍍鉻，鍍層厚度為，鍍后研磨或拋光。缸筒斷面的垂直度可選用7級精度。缸筒加工要求：缸筒內(nèi)徑可選用、或配合，內(nèi)徑的表面粗糙度：當活塞選用橡膠密封件密封時，取為；當活塞選用活塞環(huán)密封時，取為。再根據(jù)與端蓋的連接形式進行加工，就可以清洗裝配。目前，普遍采用的是熱軋或冷拔無縫鋼管。缸筒設(shè)計計算：d活塞桿直徑(m)B缸筒壁厚計算缸筒壁厚值，可按下式計算：由時，缸筒材料的許用應(yīng)力（）材料為，材料的屈服強度——安全系數(shù) 通常取，根據(jù)液壓缸的重要程度和工作壓力大小等選取（工作壓力大，可選小一些）此處取n=2因此由標準值選取，缸筒外徑即可。裝拆時，密封件易被擦傷。容積效率，由各密封件泄露所造成，裝活塞環(huán)時，液壓缸主要零部件設(shè)計：A缸筒：內(nèi)卡環(huán)形式結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸較小。其中：——活塞桿外推時的體積流量 ——活塞桿內(nèi)拉時的體積流量 活塞桿全部伸出的時間為：，約兩分鐘。（）由標準取D=280mm活塞桿伸出時的理論推力：當活塞桿縮回時的理論拉力：上式中：D——活塞直徑（缸筒內(nèi)徑）（m）； d——活塞桿直徑（m）；——活塞無桿側(cè)有效面積（）；——活塞有桿側(cè)有效面積（）；——工作壓力（）；液壓缸負載率為實際使用推力（拉力）與理論額定推力（拉力）的比值： 用以衡量液壓缸在工作時的負載，通常采用 因此滿足使用要求?；钊谐蹋河蒊SO43931978選取L=32302014=1216mm，取。國標ISO33221975取為，最高允許壓力（）、缸筒內(nèi)徑。但由于受到前端蓋與缸筒用螺紋、卡環(huán)或鋼絲擋圈等連接強度的制約，缸筒內(nèi)徑不能太大和額定壓力不能太高。臂架油缸選型：雙作用無緩沖式液壓缸和焊接型液壓缸 焊接型液壓缸缸筒與后端蓋為焊接連接，缸筒與前端蓋連接有內(nèi)螺紋、內(nèi)卡環(huán)、外螺紋、外卡環(huán)、法蘭、鋼絲擋圈等多種形式。滿足強度要求，其安全系數(shù)較高的原因是為了保證整個臂架的剛度，防止末端因臂架各部件的變形而發(fā)生較大的擺動幅度。 為了防止彎連桿與油缸二的活塞桿、直連桿二在臂架二運動時發(fā)生干涉，將彎連桿二的加強筋設(shè)計為如圖所示的型式，最大限度的保證了其結(jié)構(gòu)的抗彎曲強度。承壓面積： 最大承載能力為： 而直連桿二在直連桿一鉸接點處的最大負荷為，小于軸承能承受的最大承壓能力。 連桿結(jié)構(gòu)簡圖 。其安全系數(shù)，滿足使用要求。 連桿受力連桿受力/KN連桿二連桿三連桿四連桿五直連桿117072034088彎連桿129093540363 連桿材料的選取，四個直連桿和四個彎連桿均為高強抗拉鋼板焊接而成。由于誤差值并沒有超出，故不用再修改臂架的鋼板厚度或者箱型結(jié)構(gòu)。 各臂架重量臂架重量/kg臂架一臂架二臂架三臂架四臂架五計算過程估取值（按中部截面）1520688588439127Pro/E三維模型測量值1702835604426154 其誤差率分別為：；；； ，分析其誤差率，進行數(shù)據(jù)修訂。臂架五的末端運動速度在終點時上升至約為，加速度保持在，總體慣性力滿足正常的工作要求。運動終點為臂架全部伸直時。 臂架二油缸受力仿真初始位置圖 對于臂架二的運動過程及油缸二受力分析。臂架五的末端運動速度在終點時上升至約為，加速度保持在，總體慣性力滿足正常的工作要求。取油缸五型號為，其額定推力約為,取仿真的初始位置為臂架處于水平時的位置?；炷恋谋碛^密度取。然后以等質(zhì)量鋼板的形式平均地加在各段臂架上。 在Pro/E Mechanica(M)中仿真必須注意到，臂架系統(tǒng)建模不應(yīng)該過于復(fù)雜，尤其是其中的裝配輔件不應(yīng)過多，否則會出現(xiàn)計算量過大，不能快速而準確的計算出仿真結(jié)果。臂架三的抗扭合格，因此臂架一的抗扭不再加以校核。 臂架鉸接用柱銷 柱銷尺寸按以下材料性能計算：取材料為SiMn鋼，安全系數(shù)取橫向力F作用時，因此，柱銷尺寸定為 初定臂架一長度為 鋼板厚度為10mm 臂架一的箱型截面。 所以臂架二的油缸二推力必須大于 臂架的抗彎強度初步計算： ； 臂架五的鉸接端最大拉應(yīng)力計算： 采用鋼板的抗拉強度為 滿足抗彎強度。 初定臂架長度為，鋼板厚度為 臂架二的箱型截面。 臂架三受力圖 ；。折彎距離為 相應(yīng)管路也應(yīng)該滿足空間上不干涉的基本要求。 第三臂架為折彎臂架。 初定； 臂架四的箱型截面， 鋼板厚度為 單位長度重量 由三維軟件測算得： ；。 橫向力F作用時， 若柱銷的直徑太小，對臂架的撕裂性顯著增加，因此，可以將此銷的尺寸加大，并作為空心銷，柱銷外徑尺寸定為。不再詳細設(shè)計。 臂架五鉸接點附近的箱型結(jié)構(gòu)強度計算： 鉸接點附近的箱型：； 臂架的抗彎強度初步計算： 臂架五的鉸接端最大拉應(yīng)力計算：采用鋼板的抗拉強度為 滿足 臂架五受力圖 其中，；；； 由Pro/E建模，測算得 由此可得， 動載系數(shù) 即臂架油缸五的最大推力負載為 實際設(shè)計時，考慮油缸的負荷裕量，取第五臂架油缸的為的型號。故估取， 可估算臂架五的單位長度重量： 按臂架五長度為計算，臂架五的總重量為： ，各臂架鉸接處受力最大時，即是該臂架水平時。 臂架五設(shè)計流程圖 人對末端軟管的拽引力折合為 初步取臂架五的鋼板厚度為,由于其為薄壁箱型結(jié)構(gòu)，為懸臂梁。 輸送管路所用鋼管密度 輸送管路的單位長度重量： 普通混凝土表觀密度。只有在設(shè)計規(guī)則有特殊說明時，方進行焊后熱處理。（4） 焊后熱處理。（3） 焊后消氫處理。（2） 減少構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力。產(chǎn)生冷裂紋的主要原因時有應(yīng)力存在的焊縫金屬中有氫的存在。 避免裂紋出現(xiàn)的方法有：焊前預(yù)熱母體材料：確保焊接面的清潔與干燥；選擇含氫量小的焊料；通過良好的焊接順序與工作的合理匹配減少收縮內(nèi)應(yīng)力。對于重要的焊縫，在焊縫兩端應(yīng)設(shè)置尺寸合適的引弧板和引出板時，應(yīng)注意防止在引弧和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷。 預(yù)處理 所有焊縫焊前必須保證焊道干燥、清潔，除掉其中表面的油、水、銹和防銹漆，預(yù)熱后必須用鋼刷清理焊縫區(qū)域以清除積碳。焊接過程中和焊接后的溫度越高，則氫氣越容易溢出；鋼板越厚，預(yù)熱的必要性越大，以補償厚板更快的冷卻速度，而且厚板的碳當量值更高；對被剛性固定的工件焊接時，預(yù)熱也是必要的；對于不同鋼種的鋼焊接在一起時或焊接材料的碳當量比母材高，預(yù)熱溫度由碳當量最高的母材或焊接材料決定。因此，在特殊情況下，對焊縫金屬強度要求可低于母材，或剛度很大的焊接結(jié)構(gòu)，為了減少焊接冷裂紋傾向，可選擇比母材強度低一些的焊接材料。對于焊縫強度的選擇問題，長期以來其高強鋼的焊接大多采用“等強度匹配”，但對于諸如WELDOX系列鋼板，高強鋼，除考慮強度外，還必須考慮焊接區(qū)的韌性和裂紋敏感性。產(chǎn)生裂紋出現(xiàn)的主要原因是在有應(yīng)力出現(xiàn)的焊口有氫氣存在。 國際焊接學會推薦的碳當量公式為： 隨著碳當量的增加，鋼材的焊接性能會變差，當值大于時，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時需采取預(yù)熱、后熱等系列工藝措施。 WELDOX高強度結(jié)構(gòu)鋼板的合金含量低，碳當量低，從而可用任何普通的電弧焊方法，就可將其焊在普通結(jié)構(gòu)鋼板上。重量的減輕，減少了產(chǎn)品的總重量。 臂架箱型結(jié)構(gòu) 泵車臂架鋼板采用瑞典SSAB公司的WELDOX960鋼板 WELDOX系列鋼板是瑞典SSAB鋼鐵公司開發(fā)生產(chǎn)的超高強度鋼，集高強度與可焊性、長壽命于一身，WELDOX960作為新一代低合金高強鋼，具有細晶粒超潔凈度、高均勻性、高強度、高韌性和良好綜合性能的新材料。于其它截面相比，矩形截面的制造工藝簡單，具有較好的抗彎能力和抗扭強度。可采用高強度材料，合理選擇截面形狀，使臂架自重減小，充分利用材料，正確的設(shè)計計算方法往往帶來事半功倍的效果。否則輸送管上可能出現(xiàn)應(yīng)力，造成管支架和臂架損壞，在泵送作業(yè)時，末端軟管甚至可能劇烈晃動、脫出。由于輸送管的重量是臂架載荷的一部分，輸送管不允許增加壁厚和外徑，否則會降低臂架的使用壽命，也影響泵車的穩(wěn)定性。因此，各輸送管應(yīng)采用不同的耐磨措施，盡量使整套輸送管壽命趨于一致。 輸送管連接示意圖 由于各管安裝位置不同，各輸送管受到的沖擊和磨損也不同，一般彎管比直管磨損大，越往臂末端走輸送管磨損越小。后者雖然布管方便許多，但臂架整體受力狀況欠佳。 輸送管路的布置方式有兩種，一種布管中有相對轉(zhuǎn)動的彎管均不橫穿臂節(jié)相聯(lián)結(jié)處的鉸接銷孔，另一種布管則是部分具有相對轉(zhuǎn)動的彎管橫穿臂節(jié)間的鉸接銷孔。 配管示意圖 臂架輸送管附在臂架的臂側(cè)，長度與臂長相配，各臂中部為一節(jié)節(jié)直管，二各臂兩端頭各為一個彎管。1端蓋； 2軸承座； 3左攪拌葉片； 4攪拌軸； 5右攪拌葉片；6J型防塵圈； 7密封圈； 8軸承； 9馬達座； 10液壓馬達 攪拌機構(gòu)示意圖 配管由一系列彎管、直管、卡管和輸送管支撐組成。攪拌軸一端通過花鍵套和液壓馬達連接，工作時由液壓馬達直接驅(qū)動攪拌軸帶動攪拌葉片攪拌。攪拌軸是靠兩端的軸承、軸承座（馬達座）支撐的，攪拌軸承采用調(diào)心軸承，軸承座外部還裝有黃油嘴的螺孔，其孔道通到軸承座的內(nèi)腔，工作時可對軸承進行潤滑。 搖擺機構(gòu)示意圖 攪拌機構(gòu)包括攪拌軸部件、攪拌軸承及其密封件。要求換向迅速，動作有力。 ，主要由擺缸固定座、左右擺閥油缸、搖臂和擺缸卡板等部分組成，處于料斗的后方。 S閥之所以被廣泛應(yīng)用，在于S閥最大的優(yōu)點：切割環(huán)的浮動、自密封及橡膠彈簧自動補償間隙。S管閥的管體有變徑和不變徑兩種形式。（），以防止砂漿倒流。本設(shè)計采用材料為抗沖擊、耐磨損的高錳鋼ZGMn13Cr2鑄成。閥門和閥體的相對運動，要有良好的密封性，以減少漏漿現(xiàn)象，影響混凝土的使用性能和泵送性能。1出料口；2大端軸承座；3S管體；4切割環(huán)；5小端軸承座；6螺母 S閥結(jié)構(gòu)簡圖 ，眼鏡板由硬質(zhì)合金環(huán)和眼鏡板本體兩部分組成，硬質(zhì)合金材質(zhì)為SD15，具有超強的硬度和耐磨性，提高了高壓泵送易損件壽命。S管閥的管體有變徑和不變徑兩種型式。在停止泵送時，打開料門，可以排出余料和清洗料斗。篩網(wǎng)用圓鋼或鋼板條焊接而成，用兩個焦點同料斗連接。料斗體用鋼板焊接而成。 水箱結(jié)構(gòu)簡圖 料斗 料斗主要用于儲存一定量的混凝土，保證泵送系統(tǒng)吸料時不會吸空和連續(xù)泵送。1—限位油缸油口； 2—限位油缸； 3—限位活塞： 4—主油缸油口：5—主油缸 限位油缸結(jié)構(gòu)簡圖（五）水箱 水箱用鋼板焊制而成，既是儲水容器，又是主油缸與輸送缸的支持連接件。活塞密封體一般用耐磨的聚氨酯制成，其起導(dǎo)向、密封和輸送混凝土的作用。 輸送缸一般用無縫鋼管制造，由于輸送缸內(nèi)壁與混凝土、水長期接觸，承受著劇烈的摩擦和化學腐蝕，因此，在輸送缸內(nèi)壁鍍有硬鉻層，或經(jīng)過特殊處理以提高其耐磨性和抗腐蝕性。（二）輸送缸輸送缸后端與水箱連接，前端與料斗連接，并通過料斗座與付梁固定，通過拉桿固定在料斗和水箱之間。（一）主油缸 主油缸由油缸體、油缸活塞、活塞桿、活塞頭及緩沖裝置組成。 泵送機構(gòu)工作狀態(tài)簡圖 泵送系統(tǒng)是泵送機構(gòu)的核心部件，它是把液壓能轉(zhuǎn)換為機械能，通過油缸的推拉交替動作，使混凝土克服管道阻力輸送到澆注部位。依次循環(huán)，從而實現(xiàn)連續(xù)泵送。這樣砼活塞6后退，便將料斗內(nèi)的混凝土吸入輸送缸，砼活塞7前進，將輸送缸內(nèi)混凝土料送入分配閥泵出。S管閥混凝土泵，其砼活塞（7）分別與主油缸（2）活塞桿連接，在主油缸的作用下，作往復(fù)運動，一缸前進，另一剛后退；輸送缸出口與料斗和S閥連通，S閥出料端接出料口，另一端通過花鍵軸與擺搖機構(gòu)的擺臂連接，在擺搖機構(gòu)的擺動油缸作用下，可以左右擺動。 工作原理：：泵送機構(gòu)由兩個主油缸2，水箱3，兩個混凝土輸送缸5，兩個砼活塞7，擺搖機構(gòu)8，分配閥9（S型閥），攪拌機構(gòu)10，料斗11和出料口12組成。 泵送機構(gòu)是混凝土泵車的執(zhí)行機構(gòu)，用于將混凝土沿輸送管道連接輸送到澆注現(xiàn)場。因此，它應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)形式、足夠的力學性能和有效的支撐范圍，保證其承載能力和整車的抗傾翻能力，確保泵車工作時的安全穩(wěn)定性。支腿收攏時與底盤同寬，展開支撐時能保證足夠的支撐跨距。1支撐油缸； 2右前支腿； 3前支腿伸縮油缸； 4前支腿展開油缸；5右后支腿； 6后支腿展開油缸； 7左后支腿； 8左前支腿 支撐結(jié)構(gòu)簡圖，由四條支腿，多個油缸組成。因此，它既要有足夠的強度和剛性