1、设计说明书1中文摘要我们的设计课题是混凝土泵液压系统设计。本设计主要讲述混凝土泵的液压系统，以及混凝土泵液压元件的选择。设计时注重系统性、实用性，又体现精简原则，注意所学知识的全方位结合。随着建筑技术的不断发展，泵送混凝土施工技术得到普及和应用。泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，具有提高抗渗性、改善耐久性特点。关键词：混凝土泵、液压系统、分配阀、液压泵、液压缸。AbstractOur design is the subject of concrete pump hydraulic system design. The design main give an
2、 account of pump hydraulic system and option of pump hydraulic components. Focus on the design of systematic, practical, reflect the principle of streamlining, the attention of the all-round knowledge of the combination. 设计说明书2Key words: concrete pumps, hydraulic system, the distribution valves, hyd
3、raulic pumps, hydraulic cylinders. Along with building technologys unceasing development, the pump concrete construction technique obtains the popularization and the application. The pump concrete not can only improve the concretes the construction performance, little inspires to the thin wall dense
4、 muscle structure pounds or pounds the construction dispiritedly, has enhances the impermeability, the improvement durable characteristic.设计说明书3目 录第一章概 论 .3第二章 混凝土泵液压系统 .42.1 泵送系统 .52.2 摆动系统 .72.3 搅拌系统 .8第三章 液压元件的选择 .93.1 混凝土泵的型号选择 .93.2 液压缸 .143.3 电动机的选型 .173.4 液压阀 .213.4.1.213.4.2.273.4.3.273.4.4.
5、273.4.5.283.5 蓄能器的选择 .283.5.1.283.5.2.293.6 油管 .303.6.1.303.6.2.303.6.3.303.7 油箱的设计 .323.7.1.323.7.2.323.7.3.323.7.4.33结 束 语 .35参考文献 .35设计说明书4第一章概 论1. 混凝土的输送与浇铸一直是人们研究的对象，也是一项关键性的工作，在不同的施工条件下，合理的选择混凝土输送方法和输送设备，对加快工程速度，降低工程造价，提高劳动生产率，保证混凝土结构的质量等都有及其重要的意义。以往，对大型建筑物浇铸混凝土，传统的方法是采用吊斗，不断发展的是采用升降机，起重机，皮带运输
6、机等等，但是它们都存在着种种缺陷。混凝土泵是现在所有的混凝土输送设备中比较理想的一种。它可以同时解决混凝土的水平和垂直运输并且浇灌，用混凝土泵施工的优点有：（1）机械化程度高，需要的劳动力少，施工组织简单。抗压强度高。混凝土的抗压强度一般为 2040Mpa，有的可高达 80120 Mpa，适合做结构材料。（2）混凝土的输送和浇铸作业是连续进行的，施工效率高，工作进度快。与钢筋的共同工作性好。混凝土热膨胀系数与钢筋相近，受力特点可以互补，且与钢筋的粘结力较强，可制成钢筋混凝土，扩大应用范围。（3）蹦送工艺对混凝土质量要求比较严格，也可以说泵送是对混凝土质量的一种检验，又由于泵送是连续进行的，泵送
7、中混凝土不易离析，混凝土塌落度不大，因此容易保证工程质量。（4）作业安全。（5）对施工作业面的适应性强，作业范围广，混凝土输送管道可以铺设到其他难以到达的地方，又能使混凝土在一定的压力下充填浇铸到位，还可以把泵串联使用，以增大输出距离，满足个中施工要求。（6）与其它施工机械的相互干扰小。 耐久性好。混凝土一般不需要维护、维修及保养。 （7）在正常泵送条件下，混凝土在管道中输送不会污染环境，能实现文明施工。（8）在施工布置得当的情况下，能够降低工程造价。设计说明书5第二章 混凝土泵液压系统混凝土液压泵按泵体能否移动又可以分为固定式泵、拖挂式泵和自行式泵等三种。固定式系原始形式，安装在固定机座上，
8、多由电动机驱动，适用于工程量大、移动较少的场合。拖挂式混凝土泵是把泵安装在简单的台车上，由于装有车轮，所以即能在施工现场方便地移动，又能在道路上拖行。自行式混凝土泵是把泵直接安装在汽车的底盘上，且多带布料装置或称布料杆；这种形式的输送泵，一般又称为泵车，它机动性好，在泵送距离不大时，施工前后不需要铺设和拆卸输送管道。按分配阀的形式可以分为球阀、旋转板阀、闸板阀和管式阀等。其中的球阀、旋转板阀由于自身受力性能不佳、寿命短、磨损后密封性差，现已退出市场竞争；目前使用较多的主要有闸板阀和管式阀。闸板阀通过两块闸板在油缸带动下在闸室中作直线运动，交替遮盖和放开缸口；它又可分为立式、水平和斜置式三种，以
9、斜置式最为广泛。闸板式的闸板前缘很薄，插入混凝土的阻力小，运动部件质量轻、惯性小，所以驱动油缸负荷轻，可以使用低压系统和小直径油缸，有利于降低成本。闸板阀最大的缺点就是闸板磨损后，与闸室的间隙无法补偿，而失去密封性能，不能高压输送，而且闸室更换比较困难。管式阀有很多种，但在混凝土泵上应用最广的是裙阀和 S 阀。裙阀的特点是：进口细出口大，像裙子，阀体短，内径大，不节流，压力损失小。通过精确计算，可以使裙体力矩平稳，消除料斗“抬头” ，现象且回转力矩小，磨损后可补偿；其缺点是两端滑动，且都需要密封，成本高，结构紧凑，拆装困难。S 形管阀是当今国内外应用最广的分配阀，它主要由眼睛板、自动耐磨环或切
10、割环、浮动环密封以及 S 管阀等四部分组成。S 阀之所以应用广泛，在于其具有如下优点：耐磨环的浮动与自紧；浮动是指耐磨环在 S 阀上没有轴向固定，可以自由串动；自紧是指高压混凝土会作用在一个设计好的耐磨环面上，将耐磨环与眼镜板贴紧。浮动和自紧的结果就是眼镜板和耐磨环磨损后，耐磨环在混凝土压力下自动补偿间隙，保证密封性能。混凝土泵按驱动力可分为电动式和内燃式。内燃式由内燃机驱动，适应于缺乏电源或电压偏低的施工场合，内燃式可提供稳定的驱动力。电动式适应电源充足稳定的施工场合。设计说明书6电动式相对结构简单，控制方便，价格较为便宜。混凝土输送泵按理论输送量大小，可分为超小型，小型、中型、大型和超大型
11、等。输送量在 1020m3/h 的属超小型；输送量在 3040m3/h 的属小型泵；输送量在 5095m3/h 的为中型泵；输送量在 100150m3/h 的为大型泵；输送量在 160200m3/h 的为超大型泵。按工作时混凝土泵出口的混凝土压力可分为低压、中压、高压和超高压等。压力为2.05.0MPa 的属低压泵；压力为 6.09.5 MPa 的属中压泵；压力为 10.016.0 MPa 的属高压泵；压力为 22.028.5 MPa 的属超高压泵。液压系统用于驱动和控制泵送机构，摆动机构，搅拌机构等的动作，因此它主要由泵送系统，摆动和搅拌系统三大部分组成图（K1-1）采用川崎 K3V80DT
12、 为主油泵的液压原理图。现就图对压系统的组成及工作原理进行简要说明2.1 泵送系统泵送系统主要是为混凝土作往复运动提供动力，它主要由一下液压元件组成：(1)主油泵 1：为泵送系统输送液压油。采用川崎 K3V 系列斜盘式轴向柱塞泵，排量负流量控制、恒功率变量泵，通过液压阀 12 为主油泵改变排量提供控制油液。(2)吸油过滤器 2：吸油过滤防止油泵吸入污物，过渡精度为 100，一旦滤芯堵塞，当负压达到 0.018MPa 时，指针达到红色区域，此时应更换滤芯。（3）溢流阀 8：用于限制系统的最高压力，对系统起过载保护。（4）电液换向阀 10：控制油液流动方向，从而控制主油缸换向。它由三位四通电磁导阀
13、和液控主阀组成，其间装设有双单向节流阀 11 采用外控内泄式，从蓄能器分出的压力油经双向节流阀 11 为电液换向阀 10 提供先导控制油。（5）主油缸 9：两个双作用活塞缸（9.1 和 9.2）串联接通。分别驱动某对应的混凝土活塞，其串联方式有两种：一是如图所示的小缸连通，泵机为液压小排量泵送方式：二是大腔连通，泵机为低压大排量泵送方式。（6）冷却器 5：冷却液压油，确保油温不超过 60 度。采用水冷方式，当液压油温高于 50 度时，应接冷却水对液压系统进行冷却。（7）回油过滤器 4：过滤系统进行过程中产生的污物， 过滤精度为 10 带旁通阀，一旦滤芯堵塞，旁通阀打开，液压油直接流回油箱：当压
14、值达到 0.35MPa 是，本报警指示设计说明书7灯亮，此时需要更换阀芯。（8）液压油箱 3：用于储存供系统工作循环所需的液压油，散发系统产生的一部分热量，促进油液中空气分离油液中泡沫。泵送系统的工作过程如下：主油泵 1 在电机驱使下，通过吸油过滤器 2 从油箱 3 中吸油并向系统输出。当电液换向阀 10 的电磁阀不得电处于中位时，液控阀也处于中位：主油泵 3 输出的油液直接经冷却器 5 和回油过滤器 4 回到油箱，此时主油缸不动作。当电磁溢流阀通电时，溢流阀内控加载，这时若电液换向阀 10 的电磁阀一侧电磁铁得电，液控换向阀换向，其 4 个油口的连通关系发生改变，使两个主油缸中的一个外伸，一
15、个回缩。驱动是对应的混凝土缸实现吸、排料功能。当液压系统压力过高时，溢流阀开启溢流，限制液压系统压力继续过高。设计说明书82.2 摆动系统摆动系统的作用是：配合泵送系统工作，准时、平稳，迅速地控制 S 管阀的摆动并为泵送系统电液换向阀提供控制油，它主要有如下液压元件组成：（1）摆动油泵 19.1：为摆动系统输送液压油。采用小松 SAR1-25-14-118 型双联齿轮泵，它与泵送主油泵串联相连，用其中排量为 25ml/r 的串联齿轮泵为摆动系统供油。（2）吸油过滤器 2：与泵送系统主油泵共用吸油过滤器。（3）压力过滤器 18：过滤精度为 10，带压差发讯器如阻塞，报警指示灯亮，此时应更换阀芯。
16、（4）卸荷换向阀 17：调定压力为 17MPa，在储能器储油压力达 17MPa 时，是摆动油泵卸荷。（5）电液换向阀 22：控制油液流动方向，从而控制摆动油缸换向。（6）蓄能器 16：在 S 管停止摆动时，储存能量：在 S 管摆动过程中释放能量时，向摆动油缸补充油液，加速摆动。（7）球阀 20：调节进入摆动液压缸中的油液流量，即根据需要，调节摆动油缸的速度，将其完全关闭时，可控制 S 管阀的位置。（8）摆动油缸 21：有两个单作用柱塞缸，用于驱动 S 管阀的摆动。（9）背压阀 23：是一个管式单向阀，防止摆动系统回油路中进入空气。摆动系统工作过程如下：双联齿轮泵 19.1 通过吸油过滤器 2
17、吸油并向系统输出，压力油经压力过滤器 18，卸荷溢流阀 17 打开，油泵输出的油液全部经冷却器 5，回油过滤器 4 流回油箱，蓄能器进入保压状态。当电液换向阀 22 一端得电时，主阀芯移动换向，蓄能器储存的压力油经球阀 20 进入摆动油缸，该摆缸活塞杆伸出通过摆杆带动 S 管摆动：此时，蓄能器内储油压力会立刻下降，当压力下降到一定范围内时，卸荷溢流阀 17 关闭，双联齿轮泵 19.1 输出的压力油也供摆动油缸，直到带动到位后全部进入蓄能器 16，压力表 15 迅速回升，储油压力到达 17MPA 时，蓄能器又进入保压状态，等到下一次动作。当电液换向阀 22 的另一端电磁铁得电时，压力油接通另一摆
18、动油缸，摆动 S 管向相反方向摆动，实现 S 管阀的换向。摆动系统与泵送系统的协调工作，靠换向机构及逻辑电路控制电液换向阀 10 和 22 的协调工作来实现。设计说明书92.3 搅拌系统搅拌机构位于泵机尾部的混凝土料斗中，搅拌轴通过轴承支撑于料斗两侧板上，其功能一是通过对料斗中混凝土缸的吸入口集中，一边泵送系统吸料。搅拌液压系统主要由如下元件组成(1)搅拌油泵 19.2 为搅拌系统输出液压油，采用小松 SAR1-25-14-118 型双联齿轮泵，它与泵送主油泵串接相连，用其中排量为 14ML/R 的那联齿轮泵为搅拌系统供油。(2)吸油过滤器 2：与泵送系统主油泵共用吸油过滤器。(3)手动换向阀
19、 6：控制油液流动方向，即控制搅拌马达的旋转方向，三位四通，中位 H 型技能，手动控制，钢球定位：其阀体装设有溢流阀，对搅拌系统起过载保护作用，调定压力为 16MPa。(4)搅拌马达 7：两个 BM-E500-K4 型双向液压马达，其油路并接相连，用驱动搅拌机构。搅拌液压系统工作过程如下：双联齿轮泵 19.2 通过吸油过滤器 3 吸油，压力油经手动换向阀 6，进入两个并联的双向液压马达 7。换向阀操纵手柄在中位时，压力油经冷却器 5，回油过滤器 4 流回油箱，液压马达不转。泵送时，扳动手柄，换向阀工作，压力油进入液压马达，马达即可实现正、反转。设计说明书10第三章 液压元件的选择 3.1 混凝
20、土泵的型号选择混凝土泵的种类很多，可按工作原理、动力、能否移动、排量等的情况进行分类。1、 按工作原理分类按工作原理可分为活塞式和挤压式。目前，国外大多数厂家生产的是活塞式混凝土泵。挤压式混凝土泵主要由料斗、鼓形泵、驱动装置、真空系统和输送管等组成。主要特点是：结构简单、造价低、维修容易且平稳。由于输送量及泵送混凝土压力小、输送距离短，目前已很少使用。2、 按混凝土泵的动力传动方式的不同，分为机械式活塞泵和液压式活塞泵；其中机械式活塞泵是早期产品，目前已不多见，现在主要是活塞式液压泵。而液压式活塞泵按推动活塞的介质不同，又可分为油压式和水压式两种。大多数为油压式。液压活塞式混凝土主要由料斗、混
21、凝土缸、分配阀、液压控制系统和输送管组成。通过液压控制系统使分配阀交替启闭；液压缸和混凝土缸相连，通过液压缸活塞杆的往复运动以及分配阀的协同动作，使亮个混凝土缸轮流交替完成吸入与排出混凝土的工作过程。目前国外大多数厂家生产的是活塞式混凝土泵。根据混凝土泵的技术要求：最大理论输送量：50 m 3/h最大理论输出压力：7Mpa选择混凝土泵的设计型号为 HBT40，拖挂试混凝土泵，并按其原理分是活塞式混凝土泵。活塞式混凝土泵最早为机械传动式，后来发展为液（油）压传动方式。机械传动式混凝土泵笨重，传动系统复杂，躁声大，有震动，易引起混凝土拌台物离析，且料斗的加料不便，产生阻塞时，不能进行反泵消除阻塞，故已遭淘汰。在 60 年代以前有所应用。液压活塞式混凝土泵，是通过压力油推动活塞，再通过活塞杆推动混凝土缸中的各种活塞进行压送混凝土。液压活塞式混凝土泵分单缸式和多缸式两种。双缸式在结构方面虽较单缸式复杂，但因为是两个缸交替工作，故使输送工作比较连续，平稳，生产效率高并且发动机的功率也得以充分利用，所以大、中型的混凝土泵都有双缸式的。
