【正文】 混凝土的輸送工作比較平穩(wěn)、連續(xù)而且排量也大為增加，充分利用了原動機的功率。 泵送混凝土料時，在主油缸的作用下，砼活塞7前進，砼活塞6后退，同時在擺動油缸作用下，S閥9與輸送缸4連通，輸送缸5與料斗連通。 當砼活塞6后退至行程終端時，控制系統(tǒng)發(fā)出信號，主油缸2換向，同時擺動油缸換向，使S閥9與輸送缸5連通，這時砼活塞7后退，砼活塞6前進。 反泵時，通過反泵操作，使處在吸入行程的輸送缸與S閥連通，處在推送行程的輸送缸與料斗連通，從而將管路中的混凝土抽回料斗。它主要是由主油缸、輸送缸、水箱、砼活塞和拉桿等幾部分組成。由于活塞桿不僅與油液接觸，而且還與水等其它物質(zhì)接觸，為了改善活塞桿的耐磨和耐腐蝕性，在其表面要鍍一層硬鉻。主油缸活塞桿伸入到輸送缸內(nèi)，前端與砼活塞連接。（三）砼活塞 砼活塞由活塞體、導向環(huán)、密封體、活塞頭芯和定位盤等組成。 砼活塞（四）限位油缸限位油缸的作用是：當需要更換或者檢查砼活塞時，限位油缸2的壓力油從油口1卸載，從而式主油缸中的活塞能夠一直退回到水箱中。其上面有蓋板，打開蓋板可以清洗水箱內(nèi)部，而且可以觀測水位，在推送機構(gòu)工作時，水在輸送缸活塞后部隨著輸送缸活塞來回流動，起所起的作用主要是： 清洗作用：清洗輸送缸壁上每次推送后的殘余物，以減少輸送缸體與砼活塞的磨損 密封作用：增加活塞桿的密封性，提套泵送吸入效率； 冷卻潤滑作用：冷卻潤滑砼活塞、活塞桿及活塞桿密封部位。料斗主要由料斗體、上斗體、篩網(wǎng)、后墻板和料門等幾部分組成。左右?guī)A孔的側(cè)板用來安裝攪拌裝置，其后墻板與兩個輸送缸連通，前墻板與輸送管道相連。篩網(wǎng)可以防止混凝土中大于規(guī)定尺寸的骨料或其它雜物進入料斗，減少泵送故障，同時保護操作人員的安全。后墻板；止動勾；篩網(wǎng)；上斗體；料斗體；料門 料斗結(jié)構(gòu)簡圖 S閥 S閥是混凝土泵的關(guān)鍵部件，它位于料斗內(nèi)連接輸送缸和輸送管，協(xié)調(diào)各部件動作的機構(gòu)，因而直接影響混凝土泵的使用性能，而且也直接影響混凝土泵的整體設(shè)計。其特點是可以靠混凝土的壓力推動切割環(huán)自動密封管口，密封性能好，使混凝土泵具有較強的輸送能力，而且流道通暢，不易阻塞。 眼鏡板結(jié)構(gòu)簡圖 對分配閥設(shè)計有以下基本要求：、排料性能欲使混凝土泵具有良好的集、排料性能，能平滑地通過分配閥，分配閥的流道就必須短且流暢，截面和形狀變化??；且對混凝土的適應(yīng)性強，能泵送不同塌落度的混凝土。 分配閥的工作條件相當惡劣，工作過程中始終與混凝土進行強烈的摩擦，如果耐磨性不好，將極易損壞，而且破壞分配閥的密封性，影響混凝土泵的泵送性能指數(shù)。 、可靠 分配閥的換向動作，即吸入和排除動作應(yīng)當協(xié)調(diào)、及時、迅速。 S閥是混凝土泵的關(guān)鍵部件，它位于料斗內(nèi)諒解輸送缸和輸送管，協(xié)調(diào)各部件動作的機構(gòu)，因而直接影響混凝土泵的使用性能，而且也直接影響混凝土泵的整體設(shè)計。其特點是可以考混凝土的壓力推動切割環(huán)自動密封管口，密封性能好，使混凝土泵油較強的輸送能力，而其流道通暢，不易阻塞。浮動指切割環(huán)在S閥上沒有軸向固定，可以自由竄動；自密封指高壓混凝土會作用在切割環(huán)的環(huán)面上，將切割環(huán)與眼鏡板貼緊。在液壓油的作用下推動左右兩個擺閥油缸的活塞桿，活塞桿驅(qū)動搖臂，搖臂帶動S閥左右擺動，從而實現(xiàn)S閥的換向。擺缸固定座上有旋蓋油杯，以供定期潤滑，使球形摩擦面處于良好的潤滑狀態(tài)。：攪拌軸部件由攪拌軸葉片、軸套組成。為了防止料斗內(nèi)的混凝土漿進入攪拌軸承，攪拌軸左右兩端裝有多重密封圈和防塵圈。攪拌機構(gòu)的主要作用是對料斗里的混凝土進行二次攪拌，防止其離析。配管總的要求是在輸送阻力盡量小的情況下，管道布置美觀大方，與整車協(xié)調(diào)一致。兩管之間可相互旋轉(zhuǎn)，兩節(jié)相連臂架端頭的彎管繞兩臂架鉸接軸軸線旋轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)輸送管隨臂架轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。第一種布管雖然支撐件的設(shè)計比較麻煩，但可以有效減小第三節(jié)彎臂對一二臂中性面的偏心扭矩，改善臂架整體受力狀況。 臂架系統(tǒng)配管俯視圖 。但倒數(shù)第二個彎管的模數(shù)最大，它除受到一般的磨損外，還受到混凝土下落的重力沖擊。 輸送管支撐在臂架上，其重量、沖擊和偏心力矩都由臂架承受，原則上臂架左右交替布管，并應(yīng)盡量靠近臂架，以減小偏心力矩，在保證一定輸送通徑、強度 磨損余量的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量輕。 輸送管必須在臂架不受張力的狀態(tài)下安裝，如每節(jié)臂都自由地平置（各節(jié)臂架都被支撐好）、或每節(jié)臂被支撐時未折疊、或臂架完全收回并放到支承上時，臂架即不受張力。3 臂架系統(tǒng)詳細設(shè)計 為減輕臂架重量，提高臂架強度，剛度和穩(wěn)定性是改善臂架性能的主要途徑。臂架有多種截面形式，其中矩形截面是由翼緣板和和腹板焊接而成的[10]。圖（a）的截面型式較好，整個臂架應(yīng)力流暢，無明顯力流阻滯和應(yīng)力集中，而且重量較輕，至于抗扭曲和截面的穩(wěn)定性可以通過焊接橫穿臂架兩側(cè)板的輸送管支撐件來解決。在國內(nèi)得到了較快的發(fā)展應(yīng)用，主要應(yīng)用范圍：壓力鋼管、采礦設(shè)備礦用自卸車體和汽車起重機、橋梁、鐵路、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的框架和主要的高韌性部件等領(lǐng)域。 焊接選取瑞典生產(chǎn)的EDFK 1000高強焊絲，設(shè)計了WELDOX960高強鋼的混合氣體保護焊工藝，在預熱、焊接線能量、層間溫度的條件下進行多道焊接。在焊接WELDOX板時，其目標是：在焊接接頭處獲得適當?shù)膹姸群土己玫捻g性。當焊接結(jié)構(gòu)鋼時，盡量減少冷裂紋的出現(xiàn)（氫裂或延期裂紋）至關(guān)重要。 工程機械的工作工況大多需要承受動載荷及重載荷，對焊縫的要求除強度指標外，還要求有較高的韌性。就焊縫金屬而言，強度越高，可達到的韌性水平往往越低，甚至低于木材的韌性水平。 預熱 預熱對平頭焊縫和根部焊道最為重要。 當板厚大于時，必須分多層焊接，第一層用ER491進行打底焊，第二層焊滿，焊接層間溫度控制在之間，焊接速度，電流,電壓,送絲速度為。焊絲，坡口及坡口周圍范圍內(nèi)必須清理干凈，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹、油污、水和涂料等異物。 焊后熱處理 WELDOX只有在設(shè)計規(guī)則有特殊要求時方進行焊后熱處理。（1） 確保焊接面的清潔和干燥。焊件在組裝前應(yīng)徹底清除坡口表面及附近母材上的氧化皮、鐵銹、油污、水分等，直至露出金屬光澤并保證清理范圍內(nèi)無裂紋與夾層等缺陷。采用合理的焊接順序進行裝焊，避免強力組對以減少構(gòu)件的殘余應(yīng)力：焊接組裝時應(yīng)將工件壓緊或墊置牢固，以防止因焊接受熱而產(chǎn)生附加的應(yīng)力和變形。在焊接完成后，立即將焊件后熱到,并按每毫米板厚不少于進行恒溫處理后緩冷（且總的恒溫時間不得小于），確保焊接接頭中的殘余氫能擴散溢出，減少延遲冷裂紋的產(chǎn)生。進行焊后熱處理是為了減少焊接殘余應(yīng)力，高強鋼焊后壁板不進行焊后熱處理，熱處理會使接頭的某些力學性能下降，如：沖擊韌度等。 臂架的設(shè)計高度約為，設(shè)計應(yīng)該從第五節(jié)臂架依次向前，其載荷有管路的自重、混凝土重量、風載、慣性力其外加載荷如人力對末端軟管的拽引等。 輸送管路中單位長度混凝土重量： 取末端軟管的長度為，重量為 。 薄壁箱型 由于臂架五的縱向截面非規(guī)則形狀。此時臂架的重心離鉸接點最遠，油缸的支撐力也是最大。按工程車輛液壓缸的標準選型即可。 臂架鉸接處用柱銷，尺寸按以下材料性能計算：取材料為SiMn鋼，抗拉強度，屈服點，斷后伸長率，鋼材退火或高溫回火供應(yīng)狀態(tài)布氏硬度，安全系數(shù)取。 ： 臂架四受力圖 設(shè)計計算方法如同臂架五的設(shè)計。 由動載荷及油缸裕量，選取臂架四油缸為的型號 臂架間鉸接處用柱銷 柱銷尺寸按以下材料性能計算：取材料為SiMn鋼，抗拉強度σb≥885MPa屈服點σs≥ 735 MPa，斷后伸長率δ5≥ 15%，鋼材退火或高溫回火供應(yīng)狀態(tài)布氏硬度HBS≤ 229 安全系數(shù)取 橫向力F作用時， 因此，柱銷尺寸定為 臂架的抗彎強度初步計算： 鉸接點附近的箱型：； 臂架五的鉸接端最大拉應(yīng)力計算： 滿足鋼板抗拉強度要求。 臂架三 由臂架折疊時空間上避免干涉，故第三節(jié)臂架設(shè)計為折彎式。 初定臂架三長度為，鋼板厚度為 臂架三的箱型截面。 由裕量和動載，所以取液壓缸型號為 臂架間鉸接處用柱銷 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，柱銷尺寸定為臂架的抗彎強度初步計算： ； 臂架三的鉸接端最大拉應(yīng)力計算： 采用鋼板的抗拉強度為 滿足抗彎強度，抗扭強度的計算如下： 抗扭截面系數(shù)計算公式如下： 滿足抗扭強度要求。 臂架二受力圖 ；。由于臂架三的抗扭合格，因此臂架二的抗扭不用再加以校核。 臂架的抗彎強度初步計算： ； 臂架一的鉸接端最大拉應(yīng)力計算： 采用鋼板的抗拉強度為 滿足抗彎強度。 臂架一受力圖 油缸推力 因此，油缸的額定推力應(yīng)該大于 運用Pro/E對設(shè)計的臂架系統(tǒng)的各臂架及相關(guān)輔件進行精確的設(shè)計，然后在MECAMISM中仿真，得出準確的結(jié)論，然后重新校核臂架油缸的推力及各臂架的最大拉應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是否滿足要求。將主要的結(jié)構(gòu)件進行正確的裝配，其余臂架上的附屬構(gòu)件、臂架附管、附管中的混凝土等的質(zhì)量先進行初步計算，同時計算的還有附加載荷，如風載、人對末端軟管的拉力等。管路為標準125A管，其中混凝土的體積為定值。 臂架負載的等效代替 對于臂架五的運動過程局部分析。我們可以得出。 仿真參量圖 臂架五仿真曲線圖 。取油缸五型號為，取仿真的初始位置為臂架二、三、四處于水平時的位置。我們可以得出。 臂架二的運動仿真圖 。 各臂架油缸載荷油缸型號/t油缸一油缸二油缸三油缸四油缸五詳細計算1151087131Pro/E仿真1281177234其誤差率分別為：；；； 選取臂架油缸按仿真值選取。 連桿編號與油缸編號相對應(yīng)。鋼板材料為瑞典SSAB公司的WELDOX960鋼板，屈服極限 連桿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。 銅基無油軸承 無油軸承直徑，長度， 承壓面積： 最大承載能力為： 而臂架二在臂架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。由于連桿為受壓狀態(tài)，為了保證連桿不被壓潰，在連桿之間設(shè)計了兩道加強筋作為支撐。 直連桿二受力云圖 彎連桿結(jié)構(gòu)簡圖 ，與直連桿鉸接的孔的承壓面積較小，其尺寸由直連桿寬度和臂架二的內(nèi)側(cè)寬度共同決定。其安全系數(shù)，滿足使用要求。 。 彎連桿二受力云圖 通用型液壓缸典型結(jié)構(gòu)有三種，拉桿型液壓缸、焊接型液壓缸和法蘭型液壓缸。焊接型液壓缸的特點是外形尺寸較小，能承受一定的沖擊負載和嚴酷的外界工作條件。此處臂架油缸設(shè)計選擇內(nèi)卡環(huán)型式 液壓缸的主要性能參數(shù)：公稱壓力，也稱額定壓力，是液壓缸用以長期工作的壓力。,滿足上述要求。據(jù)液壓缸的供油壓力和負載（推力或拉力），缸筒內(nèi)徑D可按下列公式初步計算：液壓缸的負載為推力： (m)液壓缸實際使用推力（N）液壓缸的負載率，一般取液壓缸的總效率，一般取，P液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力。液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)：缸筒內(nèi)徑D=280,活塞桿內(nèi)徑d=140,按280GB/T234893選取混凝土泵車的臂架泵型號初選為：A2FO56，最大流量為112L/min活塞外推時，可達到的活塞最高線速度：活塞回縮時，活塞最高線速度由回油速度決定。另外，活塞的最高線速度，根據(jù)活塞和活塞桿選用的密封件是有所不同，液壓缸一般 液壓缸的效率機械效率，由各運動件摩擦損失所造成，在額定壓力下，通常取?？ōh(huán)削弱了缸筒壁厚，相應(yīng)的需加厚。為了防止端蓋移動，采用隔套加擋圈或者用螺釘連接，但增加了徑向尺寸。為340mm對缸筒材料，一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸筒，還要有良好的焊接性能?；蛴蓪I(yè)廠提供內(nèi)圓已經(jīng)過研磨和外圓已經(jīng)過精加工的高精度冷拔無縫鋼管，按所需長度切割下料。高精度冷拔無縫鋼管規(guī)格內(nèi)徑，壁厚，內(nèi)徑精度,壁厚差%，表面粗糙度 材料可選為：20，35，45。缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度可選取8級或9級精度。由液壓缸的安裝形式為耳環(huán)型或耳軸型時，后端蓋的耳環(huán)孔徑的中心對缸筒內(nèi)控軸線的垂直度可選取9級精度。缸筒底部厚度計算 缸筒底部為平面時，其厚度可以按照四周鑲住的圓盤強度公式進行近似的計算。對長行程的液壓缸為了避免負載的側(cè)向力，可以結(jié)合中隔圈來確定活塞的寬度。活塞常用的密封有間隙密封、活塞環(huán)、O型密封圈、Y型密封圈、U型密封圈、V型密封圈等橡膠密封件。這種組合式密封顯著提高了密封性能，降低了摩擦阻力，無爬行現(xiàn)象，具有良好的動態(tài)及靜態(tài)密封性，耐磨損，使用壽命長、安裝溝槽簡單、拆裝方便。因為組合式密封能防止密封件擠入縫隙內(nèi)，這就降低了活塞與缸筒的加工要求。有導向環(huán)（支撐環(huán)）的活塞：碳素鋼20號、35號及40號。端面T對內(nèi)孔軸線的垂直度公差值按7級精度選取。如活塞有導向環(huán)（支撐環(huán)時），活塞外徑D的公差、表面粗糙度等加工要求降低。帶導向環(huán)（支撐環(huán)）的活塞，在缸筒內(nèi)運動是非金屬接觸?；钊惭b了導向環(huán)（支撐環(huán)）后，能改善活塞與缸筒的同軸度，使間隙均勻，故減少了泄漏。導向環(huán)能刮掉雜質(zhì)，防止雜質(zhì)嵌入密封圈。活塞的導向環(huán)（支撐環(huán)）有嵌入型、浮動型和組合型等三種形式。用高強度塑料如聚四氟乙烯等制的導向環(huán)帶狀坯料，裝在活塞外圓的矩形截面溝槽內(nèi)，側(cè)向保持有間隙，導向環(huán)可在溝槽內(nèi)移動。 活塞用導向環(huán)（支撐環(huán)）的寬度可用下式初步計算：式中 ——活塞承受的最大徑向力（N）；取為5000N ——安全系數(shù)一般取。 ——材料所允許的表面承壓能力（） 填充聚四氟乙烯： 在時，最高工作溫度不超過； 纖維復合材料： 在時，最高工作