混凝土泵車支腿部分的設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)混凝土泵車支腿部分的設(shè)計(jì)DESIGNOFTHECONTRETEPUMPTRUCKSTABILIZER學(xué)生姓名學(xué)院名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，混凝土泵車在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣。本文首先介紹了混凝土泵車的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)混凝土泵車支腿各部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)；支腿機(jī)構(gòu)通過(guò)水平液壓缸和垂直液壓缸實(shí)現(xiàn)各支腿的收縮動(dòng)作，采用并聯(lián)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各支腿的同時(shí)動(dòng)作，本文對(duì)支腿的液壓原理進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)，并根據(jù)需要對(duì)一些液壓元件進(jìn)行了選擇。具體內(nèi)容主要包括：支腿的選型與跨距的確定,支腿危險(xiǎn)截面強(qiáng)度的校核。整車穩(wěn)定性的計(jì)算。支腿液壓部分的設(shè)計(jì)，液壓元件的選用。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,節(jié)省投資，控制方便。關(guān)鍵詞：混凝土泵車；支腿；穩(wěn)定性AbstractWiththerapiddevelopmentofthemodernscienceandtechnology.Concretepumpiswidelyusedinthemodernizationproductionprocess.Firstthispaperintroducedconcretepumponthestructureandfeatures,focusingondesigningofthepartsofaconcretepumpstabilizer.Stabilizerbodiesmovethroughthelevelhydrauliccylindersandverticalhydrauliccylindertoachievethecontractionaction,aparallelcontrolsystemisusedtocontrolthemovementofstabilizer.Thehydraulicprincipleofthestabilizerwasdesignedinthispaper.Somehydrauliccomponentswerechosenaccordingtotheneed.Thespecificcontentsinclude:Selectionandidentificationthestabilizerspan；checkingofthestrengthofthedangeroussectionofstabilizercalculationofthevehiclestabilitydesignofthepartofstabilizerhydraulic；selectionofhydrauliccomponents.Themainfeaturesofthedesignare:simpleinstitutions；savingsinvestment；easytocontrol.Keywords:目錄1緒論.11.1混凝土泵車的概述.11.2國(guó)內(nèi)外混凝土泵車的發(fā)展概況.11.3混凝土泵車現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概述.22技術(shù)參數(shù)確定.42.1主要性能參數(shù).42.2混凝土泵車參數(shù)的確定.43支腿形式及相關(guān)尺寸確定.53.1常見(jiàn)支腿結(jié)構(gòu)形式.53.2回轉(zhuǎn)支承的相關(guān)參數(shù).54最小安全跨距的確定.64.1混凝土泵車的最不利工作狀況.64.2最不利工況時(shí)整車合重心范圍.64.2.1最不利工況時(shí)臂架合重心.64.2.2臂架折疊時(shí)臂架合重心距離回轉(zhuǎn)中心的距離.74.2.3臂架折疊狀態(tài)下整車的重心.84.2.4最危險(xiǎn)工況時(shí)重心的范圍.94.3泵車支腿長(zhǎng)度的確定.105展開(kāi)角度的優(yōu)化.115.1整機(jī)重心軌跡方程的確定.115.2泵車整機(jī)穩(wěn)定性的衡量指標(biāo).125.3最佳展開(kāi)角度所在值域區(qū)間的判斷.135.4求解整機(jī)穩(wěn)定性的最佳支腿展開(kāi)角度.135.4.1求解過(guò)程的注意點(diǎn).135.4.2穩(wěn)定性指標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá)式.135.5確定支腿跨距.146支腿反力的計(jì)算.166.1數(shù)學(xué)模型及受力分析.166.2四點(diǎn)支承支腿豎直方向反力計(jì)算方法.176.2.1載荷P和G引起的支腿反力.176.2.2力矩M引起的支腿反力.176.3三點(diǎn)支承支腿豎直反力的計(jì)算方法.196.4最大豎直反力的求解.206.4.1前支腿最大豎直反力.206.4.2后支腿最大豎直反力.217支腿的強(qiáng)度校核.237.1受力、危險(xiǎn)截面分析.237.2支腿的強(qiáng)度校核計(jì)算.237.2.1危險(xiǎn)截面A的強(qiáng)度校核計(jì)算.247.2.2危險(xiǎn)截面B的強(qiáng)度校核計(jì)算.248銷軸校核計(jì)算.258.1材料的選擇.258.2后支腿銷軸的設(shè)計(jì).258.3前支腿銷軸的設(shè)計(jì).268.4銷軸的潤(rùn)滑.269液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì).279.1液壓系統(tǒng)型式.279.1.1開(kāi)式和閉式系統(tǒng).279.1.2單泵和多泵系統(tǒng).279.2液壓系統(tǒng)的控制.289.2.1定量節(jié)流控制系統(tǒng).289.2.2變量系統(tǒng).289.3液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).299.4其它液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算.309.5液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算.37結(jié)論.41致謝.42參考文獻(xiàn).43附錄1.錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。英文原文.錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。譯文：.錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1緒論1.1混凝土泵車的概述混凝土泵車也稱臂架式混凝土泵車，其型式定義為：將混凝土泵和液壓折疊式臂架都安裝在汽車或拖掛車底盤上，并沿臂架鋪設(shè)輸送管道，最終通過(guò)末端軟管輸出混凝土的機(jī)器。由于臂架具有變幅、折疊和回轉(zhuǎn)功能，可以在臂架所能及的范圍內(nèi)布料。目前，在國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的混凝土施工中都采用了混凝土泵車泵送技術(shù)，其使用范圍已經(jīng)遍及水利、水電、地鐵、橋梁、大型基礎(chǔ)、高層建筑和民用建筑等工程中。近年來(lái)已經(jīng)成為泵送混凝土施工機(jī)械的首選機(jī)型。混凝土泵車可以一次同時(shí)完成現(xiàn)場(chǎng)混凝土的輸送和布料作業(yè)，具有泵送性能好、布料范圍大、能自行行走、機(jī)動(dòng)靈活和轉(zhuǎn)移方便等特點(diǎn)。尤其是在基礎(chǔ)、低層施工及需頻繁轉(zhuǎn)移工地時(shí)，使用混凝土泵車更能顯示其優(yōu)越性。采用它施工方便，在臂架活動(dòng)范圍內(nèi)可任意改變混凝土澆筑位置，不需在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)鋪設(shè)管道，可節(jié)省鋪助時(shí)間，提高工效。特別適用于混凝土澆筑需求量大、超大體積及超厚基礎(chǔ)混凝土的一次澆筑和質(zhì)量要求高的工程，目前地下基礎(chǔ)的混凝土澆筑有80%是由混凝土泵車來(lái)完成的。1.2國(guó)內(nèi)外混凝土泵車的發(fā)展概況隨著國(guó)內(nèi)商品混凝土行業(yè)和建設(shè)機(jī)械租賃業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，施工規(guī)模和范圍的擴(kuò)大及西部大開(kāi)發(fā)，建設(shè)機(jī)械以及相關(guān)混凝土輸送機(jī)械行業(yè)得到了高速發(fā)展，混凝土泵車的市場(chǎng)空間進(jìn)一步擴(kuò)大。我國(guó)混凝土泵車團(tuán)體用戶主要是年生產(chǎn)能力在30立方米以上有資質(zhì)的商品混凝土供應(yīng)商、行業(yè)比較大的建設(shè)施工單位、各類有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)營(yíng)規(guī)模的施工機(jī)械租賃企業(yè)、從原建設(shè)施工單位分離出來(lái)的設(shè)備管理部門等；個(gè)體用戶主要是沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的個(gè)體攪拌站和個(gè)體機(jī)械租賃部。目前在國(guó)內(nèi)團(tuán)體用戶至少有800家以上，按國(guó)際常規(guī)每家5輛的規(guī)模，今后幾年其泵車擁有量將會(huì)達(dá)到4000輛左右，再加上個(gè)體用戶的1000輛，這個(gè)數(shù)字非?？捎^?，F(xiàn)在年成交量約在180輛左右，主要是團(tuán)體消費(fèi)，而個(gè)體消費(fèi)增長(zhǎng)緩慢的原因是價(jià)格問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)此類產(chǎn)品型譜和生產(chǎn)企業(yè)不斷增加，產(chǎn)品性能、質(zhì)量都在迅速提升。隨著商品混凝土行業(yè)的發(fā)展，混凝土泵送機(jī)械規(guī)格更全，檔次更高，泵車布料臂架朝更長(zhǎng)的方向發(fā)展，由過(guò)去的37m占主流，逐步過(guò)渡到4245m為主，4756m同樣受到市場(chǎng)青睞，如三一重工生產(chǎn)的SY5500THB-56泵車，臂架長(zhǎng)度已達(dá)到56m，為目前國(guó)產(chǎn)最長(zhǎng)臂架的泵車。隨著工程進(jìn)度的加快，泵送排量也有增大的要求，過(guò)去排量在6080m3/h的占60左右，現(xiàn)在排量要求80120m3/h的工程越來(lái)越多，如杭州灣跨海大橋使用的混凝土泵，基本上都是120m3/h的。對(duì)混凝土泵的機(jī)動(dòng)性要求越來(lái)越高。主要表現(xiàn)在泵車的市場(chǎng)需要增長(zhǎng)很快，2002年比2001年增長(zhǎng)95.56，2003年比2002年的增長(zhǎng)幅度更大，超過(guò)了100。另外，車載泵的市場(chǎng)也逐步活躍起來(lái)，三一、楚天、中聯(lián)、鴻得利等廠家都有新品上市。目前，柴油機(jī)動(dòng)力越來(lái)越多，不僅泵車和車載泵要求使用柴油機(jī)動(dòng)力，單拖式泵的比例也逐步增大。液壓系統(tǒng)向集成方向發(fā)展，普遍采用開(kāi)式系統(tǒng)及恒功率控制，特別是大流量的泵，開(kāi)式系統(tǒng)具有油溫低、可靠性高、維修方便等諸多優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，全液壓控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。如三一產(chǎn)品的全液壓換向和計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。泵送壓力已經(jīng)有了大幅度提高，1971年以前，混凝土出口壓力大多不超過(guò)0.94MPa，后提高到5.888.38MPa，現(xiàn)在已達(dá)到22MPa，而且還有繼續(xù)提高的趨勢(shì)。同時(shí)，液壓系統(tǒng)的壓力也在不斷提高，基本都在32MPa以上。因此，輸送距離也在不斷增加，最大水平輸送距離已超過(guò)2000m，最大垂直泵送高度也可達(dá)500m以上。提高設(shè)備的節(jié)能、環(huán)保性能也是一大趨勢(shì)，風(fēng)冷卻逐步替代水冷卻，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)提高，大多達(dá)到歐或歐標(biāo)準(zhǔn)。1.3混凝土泵車現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和系統(tǒng)工程、優(yōu)化工程、價(jià)值工程、人機(jī)工程等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的不斷發(fā)展，促使許多跨學(xué)科的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，使混凝土泵車設(shè)計(jì)進(jìn)入高質(zhì)量、高效率的階段。1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備發(fā)展而迅速形成的一門新興的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。它的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率、提高產(chǎn)品的市場(chǎng)生存和競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮十分明顯的作用。電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)硬件設(shè)備性能得以提高，各種硬件設(shè)備不僅已形成了產(chǎn)品，而且己成為CAD的一般配置。目前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法已成為工程技術(shù)人員進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)活動(dòng)不可缺少的手段。2.模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)是根據(jù)模塊化原則，設(shè)計(jì)一些基本的模塊單元，通過(guò)不同的組合形成不同的產(chǎn)