擎天柱混凝土泵車說明書

“擎天柱”37X-4R混凝土泵車----說明書團隊名稱：擎天柱參賽組員：譚力凡劉玨高穎目錄背景說明……………………2作品概述……………………3結(jié)構(gòu)及功能概述……………4力學(xué)分析……………………7作品亮點……………………9結(jié)束語………9一、背景說明：自從水泥發(fā)明后，混凝土的輸送與澆注就一直是人們研究的對象，傳統(tǒng)的建筑施工方式是采用吊斗，效率低，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展要求，直到二十世紀(jì)五十年代德國施維英公司才生產(chǎn)了世界上第一臺液壓驅(qū)動的拖式混凝土輸送泵，使拖式混凝土輸送泵得到了迅猛發(fā)展，泵送能力不斷增強，極大地提高了在高層建筑施工中的生產(chǎn)效率，后來，在二十世紀(jì)七十年代又研制出了集行駛、泵送、布料功能于一體的混凝土泵車，它較原來的拖式泵車更有優(yōu)勢。混凝土泵車是將用于泵送混凝土的泵送機構(gòu)和用于布料的臂架集成在汽車底盤上的專用車輛。工作時，利用汽車底盤柴油發(fā)動機的動力，通過分動箱將動力傳給液壓泵，然后帶動混凝土泵送機構(gòu)和臂架系統(tǒng)，泵送系統(tǒng)將料斗內(nèi)的混凝土加壓送入管道內(nèi)，管道附在臂架上，臂架可移動，從而將泵送機構(gòu)泵出的混凝土直接送到澆灌點，它臂架上附著管道，無須另配管道，開到工作地點后，很快就能打開臂架進行工作，通常在半小時內(nèi)就能準(zhǔn)備就緒，準(zhǔn)備時間短；而且配備液壓卷折式臂架，在工作范圍內(nèi)能靈活的轉(zhuǎn)動，布料方便快捷，工作效率高；并且具有自動化程度高，整臺泵車從泵送到布料均能由一人操作，一般配備無線遙控系統(tǒng)，操作方便等等優(yōu)點。我國20世紀(jì)70年代開始探索混凝土泵車，80年代引進技術(shù)開始制造混凝土泵。1993年中聯(lián)重科的前身中聯(lián)公司成立就意味著國產(chǎn)混凝土泵的制造具有真正的意義。僅僅20年的發(fā)展，中國成為世界上最大的混凝土泵的國家。2007年泵車的銷售量約3000臺，拖泵約為6500臺，而同期國外混凝土泵的總量僅為12000臺左右。目前，以中聯(lián)、三一為代表的制造商所生產(chǎn)的混凝土泵已經(jīng)達到較高水平。中國混凝土機械十幾年的高速發(fā)展預(yù)示著混凝土泵車的技術(shù)將會擁有前景廣闊的舞臺，會成為工程機械行業(yè)領(lǐng)域眾人關(guān)注的“明日之星”。中聯(lián)重科繼承了長沙建設(shè)機械研究院的技術(shù)優(yōu)勢，建有國家級技術(shù)中心，是中國工程機械協(xié)會8個專業(yè)分會會長及秘書長單位，混凝土機械標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會秘書處單位?？蒲泻图夹g(shù)攻關(guān)力量十分雄厚，設(shè)計、試驗手段先進。先后完成重大科研課題670多項，負(fù)責(zé)制（修）訂國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)300多項，目前是187項有效標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂歸口單位，行業(yè)技術(shù)覆蓋率75%以上。中聯(lián)重科先后完成了90多項國家“九五”、“十五”、“863”等國家重大裝備開發(fā)、科技攻關(guān)課題和專項，被科技部確定為“十一五”三項國家科技支撐計劃的承擔(dān)單位。中聯(lián)重科由“科技產(chǎn)業(yè)化”到“產(chǎn)業(yè)科技化”的發(fā)展思路和模式，被國家科技部兩任部長朱麗蘭、徐冠華評價為：科研院所改革的成功樣板，國有企業(yè)改革的成功典范，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域院所和企業(yè)的改革提供了新的成功經(jīng)驗和深刻啟示。二、作品概述：1、基本組成：此模型仿照中聯(lián)公司的混凝土泵車ZLJ5293THB，采用卷折式四節(jié)臂架結(jié)構(gòu)，x型支腿，由底盤，臂架系統(tǒng)，轉(zhuǎn)塔，泵送機構(gòu)等組成。其中底盤由汽車底盤、分動箱組成；臂架系統(tǒng)由多節(jié)臂架、連桿、油缸和連接件等部分組成；轉(zhuǎn)塔由轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、固定轉(zhuǎn)塔和支撐結(jié)構(gòu)等組成。底盤：臂架系統(tǒng)：轉(zhuǎn)塔：泵送機構(gòu)：2、主要參數(shù)：37米混凝土泵車技術(shù)參型號“擎天柱”37X-4R整車參數(shù)全長775mm總寬255mm總高312mm自重1800g臂架及支腿參數(shù)臂架垂直高度1955mm臂架水平長度1850mm臂架垂直深度818mm最小展開高度835mm第一節(jié)臂長度570mm轉(zhuǎn)角90°第二節(jié)臂長度375mm轉(zhuǎn)角180°第三節(jié)臂長度360mm轉(zhuǎn)角180°第四節(jié)臂長度348mm轉(zhuǎn)角260轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)角度±270°前支腿長度190mm后支腿長度320mm底盤參數(shù)長600mm寬92mm高41mm第一軸距382mm第二軸距98mm3、使用材料：整個模型除了在連接過程處使用了膠水、大頭針、塑料管等材料，其余均使用了PVC板和木制棒（約占總重的2%），符合制作要求。三、結(jié)構(gòu)及功能概述：1、底盤結(jié)構(gòu)：混凝土泵車底盤主要用于泵車移動和工作時提供動力。通過氣動裝置推動分動箱中的拔叉，撥叉帶動離合套，可將汽車發(fā)動機的動力經(jīng)分動箱切換。切換到汽車后橋使泵車行駛，切換到液壓泵則進行混凝土的輸送和布料。底盤部分由汽車底盤、分動箱、傳動軸等幾部分組成。臂架結(jié)構(gòu)整個模型中，臂架結(jié)構(gòu)為最主要的也是最難做的部分。它主要由多節(jié)臂架、連桿、油缸、連接件鉸接而成的可折疊和展開的平面四連桿機構(gòu)組成，根椐各臂架間轉(zhuǎn)動方向和順序的不同，臂架有多種折疊形式，我們所做的模型為有結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點的R型。臂架可簡化為一個細長的懸臂梁，其主要載荷為自重。我們做模型時主要考慮臂架強度大、剛性好、重量輕等特點，結(jié)合受力情況將其完成。（1）臂架結(jié)構(gòu)：（3）泵送范圍：轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)塔主要由轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、固定轉(zhuǎn)塔（連接架）和支撐結(jié)構(gòu)等幾部分組成組成，轉(zhuǎn)塔安裝在汽車底盤中部，行駛時其載荷壓在汽車底盤上；而泵送時，底盤輪胎脫離地面，底盤和泵送系統(tǒng)也掛在轉(zhuǎn)塔上，整個泵車（包括底盤、泵送系統(tǒng)、臂架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)塔自身）的載荷由轉(zhuǎn)塔的四條支腿傳給地面。臂架系統(tǒng)安裝在轉(zhuǎn)塔上，轉(zhuǎn)塔為臂架提供一個穩(wěn)固的底座，整個臂架可以在這個底座上旋轉(zhuǎn)360°度，每節(jié)臂架還能繞各自的軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)塔的四個支腿直接支撐著地面。（1）支撐結(jié)構(gòu):（2）轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)泵送系統(tǒng)泵送系統(tǒng)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續(xù)輸送到澆注現(xiàn)場。我們主要以泵管的形式作為其代表。變幅機構(gòu)（1）原理圖：（2）實物圖：四、力學(xué)分析：抗傾覆計算：混凝土泵車在下面兩種狀態(tài)下最容易發(fā)生傾覆事故，我們通過相關(guān)的力學(xué)公式，計算出底盤的最小質(zhì)量并據(jù)此設(shè)計制作，從而在實際工作中避免傾覆失穩(wěn)事故的發(fā)生?？v向全伸展：構(gòu)件名稱質(zhì)量Mi（g）距離Xi（mm）底盤1650.060第一節(jié)臂85.5280第二節(jié)臂56.4758第三節(jié)臂54.1937第四節(jié)臂57.51112末端軟管5.01663前支腿（包含在底盤質(zhì)量中）160后支腿（包含在底盤質(zhì)量中）330以后支腿為支點，則順時針力矩M1=G2*(X2-L2)+G3*(X3-L2)+G4*(X4-L2)+G5*(X5-L2)+N1*（L1+L2）逆時針力矩M2=G0*(L2-X0)+G1*(L2-X1)（Gi=Mi*g）不會發(fā)生傾覆的條件是前支腿支撐力N1>0，由力矩平衡列等式M1=M2，代入數(shù)據(jù)解得N1≈6.823N符合要求，不會發(fā)生傾覆。2、側(cè)向全伸展：構(gòu)件名稱質(zhì)量（g）距離Xi（mm）底盤MG1650.00第一節(jié)臂85.5285第二節(jié)臂56．4758第三節(jié)臂54.1937第四節(jié)臂57.51112末端軟管G55.01663左前支腿L1（包含在底盤質(zhì)量中）255左后支腿L2（包含在底盤質(zhì)量中）330右前支腿L3（包含在底盤質(zhì)量中）255右后支腿L4（包含在底盤質(zhì)量中）330以右后支腿為支點，則：順時針力矩M1=G2*(X2-L2)+G3*(X3-L2)+G4*(X4-L2)+G5*(X5-L2)+N4(L4+L2)逆時針力矩M2=G0*(L2)+G1*(L2-X1)不會發(fā)生傾覆的條件是右后支腿支撐力N4>0，由力矩平衡列等式M1=M2，代入數(shù)據(jù)解得N4≈5.529N符合要求，不會發(fā)生傾覆。五、作品亮點1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜：整個模型總計有上百個零件，可活動部位多，工作量大。2、功能完備：我們通過各種鉸接，連桿，轉(zhuǎn)軸，使支腿可伸縮，轉(zhuǎn)塔可旋轉(zhuǎn)，臂架可伸展，實現(xiàn)了真實混凝土泵車的基本功能。3、仿真度高：我們通過對實際產(chǎn)品的仔細觀察，制作出逼真的駕駛室，儲油罐，護欄，料斗，泵管以及電器系統(tǒng)等部件，從而使整個泵車的外觀更加精美，與實際外觀更加接近。六、結(jié)束語此次模型制作，我們?nèi)齻€人查閱了大量的中聯(lián)泵車材料的相關(guān)資料，在制作時遇到了很多超出預(yù)期的困難，特別是臂架結(jié)構(gòu)以及細節(jié)的制作，明顯比我們一開始想的要難得多，我們花費大量時間與指導(dǎo)老師不斷交流討論如何制作并且不斷試驗，最終做成了我們現(xiàn)在的效果。這期間我們的進度時快時慢，而我們的心情起伏也隨之改變，由于期末考試臨近，我們不得不加班制作趕工，周末更是連天制作，一段時間下來，都感到十分疲憊，但是我們?nèi)齻€大一學(xué)生，懷著一種希冀，也抱著一種第一次嘗試希望做好的決心，對于這個構(gòu)造復(fù)雜的模型傾注了我們大量的心血，如果大家仔細看，會發(fā)現(xiàn)可