1、 第 页1摘要HBT100 混凝土输送泵是一种将达到泵送条件的混凝土通过水平或垂直铺设的管道连续的输送到建筑施工现场的混凝土输送机械。它被广泛的应用于城建、矿山、电力、能源、交通及其他部门的混凝土建筑工程中。本文主要是对 HBT100 混凝土输送泵的推送机构部分进行设计，推送机构是泵送混凝土的灵魂组件，其部件有主油缸、水箱和混凝土缸。在主油缸的设计中，本文进行了主油缸内径、外径、行程的计算和活塞、法兰盘、缓冲装置和导向装置的计算选定；水箱的设计过程主要进行了水箱的长、宽、高、容积的计算，主油缸与水箱、混凝土缸与水箱连接位置的确定，接近开关的选择，混凝土缸的设计中进行了混凝土缸内径、外径、缸长的
2、计算，混凝土活塞与连接杆的选定。关键词 混凝土输送泵； 液压缸； 活塞; 水箱; 混凝土缸全套图纸，加 153893706第 页2AbstractThe HBT100 concrete delivery pump will be one kind conforms to the transportation condition concrete the pipeline which or vertical will lay down through the level continuously to transport to the construction job location conc
3、rete transportation machinery。 It widely is applied to the urban construction，the mine，the electric power，the energy，the transportation and in other departments concrete building projects。This paper is mainly to HBT100 concrete delivery pump push mechanism part design, pushing mechanism is the soul
4、of concrete pump assembly, which is composed of a main Hydraulic cylinder, a water tank and a concrete cylinder. On the main cylinder design, I had a master cylinder diameter, outside diameter, distance calculation and piston, flange, buffer device and a guiding device for calculation of selected; t
5、ank design process for the main water tank is long, wide, high, volume calculation, a main Hydraulic cylinder and a water tank, and the water tank of concrete cylinder determining connection position, close to switch selection, concrete cylinder design of the concrete cylinder diameter, diameter, le
6、ngth calculation of cylinder, piston and connecting rod selected concrete.Keyword: Concrete delivery pump ； Hydraulic cylinder ；piston ；Water tank； Concrete cylinder 第 页3目录摘要 1目录 31、绪论 51.1 混凝土泵简介 51.1.1 国内泵送混凝土技术的发展 .51.2 泵送混凝土技术的特点 61.2.1 施工效率很高 .61.3 设计目的 71.3.1 设计课题 .71.3.2 设计大纲 7a) 设计原则 7b) 主要设
7、计参数 71.3.3 设计内容 .7a) 推送机构的总体设计 7b) 零部件的设计 8c) 水箱的设计 8d) 混凝土缸及卡箍的设计 82 设计概述及方案论证 .92.1 混凝土泵的基本结构和工作原理 92.1.1、液压活塞式混凝土泵 92.1.2 液压式混凝土泵的基本组成 .92.1.3 液压活塞式混凝土泵的工作原理 .92.2 混凝土泵推送机构 102.2.1 主油缸 .102.2.2 混凝土缸 .112.3.3 水箱 .113 推送机构设计 .123.1 主油缸的总体设计 123.2.液压缸主要参数尺寸的计算 133.2.1、液压缸主要性能参数的计算 153.3 液压缸的主要参数的确定
8、183.4 液压缸的主要零部件的设计计算 193.4.1、缸筒 193.4.2 活塞杆 .233.4.3 活塞杆的导向套、密封圈和防尘 .243.4.4 活塞 .25第 页43.4.5、缓冲装置 273.4.6 排气阀 .284、水箱的设计 314.1 水箱总述 314.2 水箱总体尺寸的确定 315、混凝土缸及卡箍的设计 365.1、混凝土缸长度及缸型的确定 .365.2 卡式接头的设计 366 设计总结 39参考文献： 40附录一 41致谢 42第 页51、绪论1.1 混凝土泵简介在混凝土工程施工过程中，由于混凝土有时间的严格限制，所以其运输和浇筑是一项繁重的、关键性的工作。尤其是对大型钢
9、筋混凝土构筑物和高层建筑，如何正确选择混凝土的运输工具和浇筑方法尤为重要，它往往能决定施工工期的长短和劳动量消耗的大小。最近几年，在建筑工程推广应用的泵送混凝土技术，以其效率高、费用低、节省劳力、水平和垂直运输可一次连续完成、使用狭窄施工现场等优点，愈来愈受到人们的重视。1.1.1 国内泵送混凝土技术的发展我国在泵送混凝土技术方面起步较晚，自 50 年代才从国内引进混凝土泵，60 年代初才考试仿照苏 C-284 型固定式混凝土泵制造，但一直未得到推广应用。70 年代初，原第一机械工业部建筑机械研究所与原沈阳振捣器厂实用机型混凝土泵的研制工作，于 1975 年试制成功 HB-8 型固定式活塞泵。
10、1978 年 6 月，原国家建委电力工业部水电七局水工机械厂，参照日本 700S-1 型护凝土泵研制成功了 HB-30 型混凝土泵。1979 年，上海第八建筑工程公司，仿制了德国托克利特式以水作为压力介质的带布料杆混凝土泵车，华东电力建设局设计了 HBC-65 型混凝土泵车。进入 20 世纪 80 年代，使我国混凝土泵研制和生产的兴旺发达时期，由于大规模基本建设的急需，促使生产企业竞相研制和生产新型的混凝土泵，使我国混凝土泵研制和生产迈出了可喜的一步。湖北建设机械股份公司、沈阳建设机械总公司、建设部中联建设产业公司、三一重工业集团有限公司、山东方圆集团公司、徐州三公建设机械厂等生产企业，所生产
11、的混凝土泵和泵车的型号基本呢齐全，从小排量到大排量，从低压到高压基本都能生产，为我国不呢歌颂混凝土技术的发展均做出了一定贡献。其中沈阳建设机械总公司生产的HBT100 型泵送压力已达 16MP，三一种工业集团有限公司生产的三一牌HBT60Cxing 泵送压力已达 16.5MP，因而国产混凝土泵也能一泵高度达到 200M以上。进入 20 年代 90 年代，高层建筑在我国大中城市蓬勃兴起，其中大多数是用混凝土泵输送混凝土拌合物，创造了一个又一个的一泵泵送的高度。如389.9M 高的广州中天广场，用 BSC1400HD-CAT 型混凝土泵 2 台，将 C60 高强混凝土泵至 146.4M，将 C30
12、 和 C50 混凝土一泵泵至 321.9M：384M 高的深圳地王商业大厦，用 BSC1400HD-CAT 型混凝土泵，将混凝土泵送至 325M：420.5Mgao的上海金茂大厦，一泵的泵送高度达到 382M，创造了国内一泵泵送高度纪录。其他结构和构筑物，再利用泵送混凝土方面也取得了良好效果。如上海杨浦大桥的桥塌，用 Putzmeister2100 型混凝土泵对 C50 混凝土一泵高度达第 页6208M：上海东方明珠电视塔，将 C60 混凝土泵至 180M、C50 混凝土泵至225M、C40 混凝土泵至 350M：广东大亚湾 90 万 KW 压水堆型核电站反应堆的高强混凝土，也是用混凝土泵输送
13、的：北京西客站、高 205Mde 武汉国际商贸中心大厦、高 244.7M 的青岛中银大厦等超高层建筑，多数都是用泵送混凝土。以上自已证明，我国在高层建筑混凝土泵送技术方面已接近国际先进水平。在大体积混凝土泵送施工方面，自 90 年代以来我国也取得了巨大成就。如上海中鑫大厦地板混凝土 10000M3，采用 6 台混凝土泵车、70 辆混凝土搅拌运输车，53H 全部浇筑完毕：新上海国际大厦地板混尼姑凝土 17000M3，采用12 台混凝土泵车，100 辆混凝土搅拌运输车，64H 就浇筑完毕：大连麒端中心承台，厚 46M、浇筑量为 21000M3，分四块浇筑，其中最大的一块超过10000M3，用 8
14、台混凝土泵车、45 辆混凝土搅拌运输车，65H 就浇筑完毕。仅以上几例说明，我国在利用混凝土泵车和混凝土搅拌运输车方面，俄达到了较高的水平。我国地域广阔，各地区的经济实力差距较大，在推广应用泵送混凝土技术方面，发展还很不平衡，存在着“东热西冷”现象。由于我国预拌（商品）混凝土在混凝土总量中仅占 8%左右。远远落后于日本、德国等发达国家，因此，推广泵送混凝土技术还相当艰巨，还是摆在建筑技术人员面前的一项重要任务。1.2 泵送混凝土技术的特点泵送混凝土就是将预先搅拌好的混凝土，利用混凝土输送泵泵压得作用，沿管道实行垂直及水平方向输送的混凝土。泵送混凝土以其显著的特点，已在建筑工程中广泛推广应用。归
15、纳起来，泵送混凝土由如下特点；1.2.1 施工效率很高与常规混凝土的施工方法相比，施工效率高是其明显的优点。目前，世界上最大功率的混凝土泵的泵送量可达 159M3/H，最大效率的混凝土泵的泵送量可达 100M3/H 左右，一般混凝土泵的泵送量可达 60M3/H 左右，其施工效率是其他任何一种施工机械难以相比的。1.施工占地较小根据施工现场的实践经验证明，混凝土泵可以设在远离或靠近浇筑点的任何一个方便的位置，由于混凝土泵的机身体积较小，所以特别适用于场地受到限制的施工现场。在配制合适的布料干后，施工现场不必为混凝土的输送、浇筑留置专用通道，在建筑物集中区特别适用。2.施工比较方便泵送混凝土施工的
16、最大优势，是可使混凝土一次连续完成垂直和水平的输送、浇筑，从而减少了混凝土的到运次数，较好地保证了混凝土的性能：同时，输送管道也易于通过各种障碍地段直达浇筑地点，有利于结构的整体性。3.保护施工环境第 页7泵送混凝土是商品（预拌）混凝土，一般不在施工现场拌制，不仅节省了施工场地，而且减少了搅拌混凝土的粉尘污染，再加上泵送混凝土是通过管道封闭运输又减少了混尼姑凝土运输过程中的泥水污染，更加有利于施工的整洁.1.3 设计目的毕业设计是专业教学规定的一项重要的综合性和结核性血液环节，是大学生专业知识深化和系统提高的重要过程，是对学生实践能力、理论联系实际能力和创新精神的中综合训练，是培养学生探究真理
17、的科学精神、科学研究方法和优良思想品质等综合素质的重要途径。这就要求我们能较全面的运用大学四年所学的只是，独立的解决某些共生技术问题，他的谜底在于进一步锻炼我们的综合运用理论只是分析问题、解决问题的能力。同时我们掌握本专业的基本理论、基本知识和基本能力的情况，检查我们是否完成了工程师的基本训练，是否具备了作为一名工程技术人员的基本素质。1.3.1 设计课题HBT100 混凝土泵推送机构的设计1.3.2 设计大纲a) 设计原则（1）设计应符合拖式混凝土泵国家标准 GB/T1333-2004 的规定；（2）本设计应符合机械制图等有关国家及行业标准的规定；（3）整机设计考虑标准化、通用化、系列化“三
18、化”要求，而且有较好的技术经济指标；（4）考虑零、部件的继承性和延续性；（5）在符合设计要求的前提下，要考虑厂家的现状和要求，而且有较好的机设经济指标，满足生产的可行性；（6）本设计应遵循学校对毕业设计的有关规定和要求。b) 主要设计参数（1）最大理论混凝土输送量 105/55 m3/h（2）混凝土推送压力 16/9 MPa（3）最大推送距离 水平 1200m 或者垂直 280m第 页81.3.3 设计内容a) 推送机构的总体设计（1）总体方案的选择；（2） 基本结构及工作原理的介绍；（3）绘制推送机构总装图。b) 零部件的设计1 主油缸的总体设计选择主油缸的类型；液压缸主要参数的选择；液压缸
19、主要参数的计算及确定；2 液压缸的主要零部件的设计缸筒的设计计算；活塞杆的设计计算；活塞杆的导向套、密封盒防尘装置的设计；活塞的结构形式的确定；缓冲装置和排气阀的设计；液压缸连接螺栓的选择；c) 水箱的设计（1）箱体尺寸的确定；（2）受力板的尺寸确定；d) 混凝土缸及卡箍的设计（1）混凝土缸长度的确定及缸型的确定；（2）卡箍的设计；第 页92 设计概述及方案论证2.1 混凝土泵的基本结构和工作原理2.1.1、液压活塞式混凝土泵混凝土泵，按其构造和工作原理的不同，可以分为：活塞式、挤压式、隔膜式及气罐式等几种类型，在各种形式的混凝土泵中，应用最早、最多也是最具有生命力的为活塞式混凝土泵。其特点为
20、：工作可靠、输送距离长而且易于控制。这种泵有机械式、液压（油）式和水压式等三种形式。机械式历史悠久，三已经基本淘汰；水压式目前用的不多，但是随着以水为工作介质的泵和阀的研究和应用，其无污染、介质（水）基本无成本的特点，将会成为未来的发展方向；而且目前普遍采用的是液压式。2.1.2 液压式混凝土泵的基本组成液压活塞式混凝土泵的种类虽然很多，但是它们基本的组成部件是相同的，涂拖式混凝土泵主要由分配阀及料斗、推送机构、液压系统、电气系统、机架及行走装置、润滑系统、罩壳和输送管道等八个总成组成。在此我主要是对混凝土泵的推送机构进行设计。2.1.3 液压活塞式混凝土泵的工作原理液压活塞式混凝土泵，是通过
21、压力油推动活塞，再通过活塞推动混凝土缸中的工作活塞进行压送混凝土，液压活塞式混凝土泵分为单缸式和双缸式两种。双缸式在结构方面虽然较单缸式的复杂，但是因为是两个缸交替工作，故使输送工作比较连续、平稳、生产率高而且发动机的功率也得到了充分的利用。所以，大、中型的混凝土泵都是采用双缸式的，所以本设计也采用的是双缸式混凝土泵。如图 2-1 所示,泵送机构由两只主油缸（1、2） ，水箱 3，幻向装置 4，两只混凝土缸（5、6） ，两只混凝土活塞（7、8） ，料斗 9，分配阀 10，摆臂 11，两只摆动油缸（12、13）和出料口 14 组成。如图 1-1 所示，混凝土缸活塞（7、8）分别与主油缸（1、2）
22、活塞杆相连，在主油缸压力油的作用下，作往复运动；一缸前进，分配阀一端接出料口，另一端通过华键轴与摆臂相连，在摆动油缸的作用下，可以左右摆动。泵送混凝土时，在主油缸压力油的作用下，混凝土活塞 7 前进，混凝土活塞 8 后退，同时在摆动油缸的作用下，分配阀 10 与混凝土缸 5 连通，混凝土缸 6 与料斗 9 连通。这样，混凝土活塞 8 后退，便将料斗 9 内的混凝土吸入混凝土缸；同时混凝土活塞 7 前进，将混凝土缸内的混凝土送入分配阀后经出料口 14 排出。第 页10图 2-1 泵送原理图1、2主油缸；3水箱；4换向机构；5、6混凝土缸；7、8混凝土缸活塞；9料斗；10分配阀；11摆臂；12、1
23、3摆动油缸；14出料口当混凝土活塞后退至行程终端时，会触发水箱 3 中的换向装置 4，使主油缸 1、2 换向，同时摆动油缸 12、13 也换向，使分配阀 10 与混凝土缸 6 连通，混凝土缸 5 与料斗 9 连通，而后混凝土活塞 7 后退，8 前进。如此循环，从而实现连续泵送。2.2 混凝土泵推送机构推送机构是混凝土泵的执行机构，他是把液压能转换为机械能，通过油缸的推拉交替工作，使混凝土客服管道的阻力输送到浇筑部位。他主要由主油缸、混凝土缸和水箱等三部分组成，如图 2-2 所示:2.2.1 主油缸混凝土输送泵主油缸由油缸体、密封件、油口、缓冲装置和承兑的两组活塞及活塞杆等组成。主油缸的特点是：
24、换向冲击大，一般要有缓冲装置。缓冲装置是混凝土泵的设计的关键技术之一，大多数厂家都是采用油缸端部安装单向节流阀的 TR 结构。当液压活塞快到行程终点时，越过缓冲油口时单向节流阀打开，使高压油有一部分经缓冲油口到低压腔，使两缸压差减小、活塞速度降低，达到缓冲的目的，并为活塞换向做准备；另外，还为密封腔自动补油，保证活塞行程的作用。此外，由于活塞杆不仅与油液接触，而且还和水、水泥浆、泥浆等接触，为了改善活塞杆的耐磨性和耐腐蚀性，在其表面一般都要镀层一层硬铬。第 页11图 2-2 推送机构组成图2.2.2 混凝土缸混凝土缸后端与水箱连接，前端与料斗直接连接，通过拉杆固定在料斗与水箱之间。主油缸活塞杆
25、伸入到混凝土缸内，活塞杆前端通过中间拉杆连接着混凝土缸活塞。中间活塞用 45#圆钢制成，其两端有定位止口，两端分别与油缸活塞杆和混凝土活塞用螺栓连接。混凝土缸一般用无缝钢管制成，由于混凝土缸内壁与混凝土及水长期接触，承受着巨大的摩擦和化学腐蚀，因此，在混凝土缸内壁镀有硬铬层，或经过特殊热处理以提高其耐磨性和抗腐蚀性。混凝土活塞由活塞体、导向环、密封体、活塞头芯和定位盘等组成。各个零件通过螺栓固定在一起。混凝土密封体用耐磨的聚氨酯制成，其起导向、密封和运输混凝土的作用。2.3.3 水箱水箱用钢板焊成，既是存水容器，又是主油缸与混凝土缸的支持连接件。其上有盖板，打开盖板可以清晰水箱内部，切可以观测
26、水位。在推送机构工作中，水在混凝土缸活塞候补随着混凝土活塞来回流动，其起的租用主要是：清洗作用没清洗混凝土缸壁啥办法内粗推送后残存的灰浆，以减少缸壁和活塞的磨损；隔离作用，防止主油缸泄露出来的液压油进入混凝土而影响混凝土质量；冷却润滑作用，冷却润滑混凝土缸橡胶活塞、活塞杆及活塞杆密封部位。第 页123 推送机构设计3.1 主油缸的总体设计主液压缸由主油缸、油缸活塞、活塞杆、油缸头及缓冲装置等组成，主油缸的作用是利用液压来驱动混凝土活塞作往复直线运动，图 3-1 为住液压缸的结构示意图。液压缸体用无缝钢管制成，内壁镀铬，提高耐磨性，使延长了使用寿命。主液压缸活塞和活塞杆分别采用球墨铸铁和碳钢制造
27、。活塞上有两个支撑环压紧在液压缸的内壁上。为了改善活塞的耐磨性和耐腐蚀性，一般在其表面镀有一层铬。图 3-1 主油缸示意图液压缸的通用结构可按标准选用，除此之外，还应该满足下列要求：为了使混凝土活塞机器连接器全部退入水箱，液压缸的行程应大于其工作行程。第 页13为了避免换向冲击，在液压缸端部可设计缓冲装置。液压缸与水箱直接连接通常选用法兰盘，不但要保证连接精度，还应有良好的配合精度，与密封圈一起防止漏水。液压缸上应设置取信换向装置，避免混凝土活塞退入水箱，也避免液压缸活塞碰撞液压缸端部。在混凝土泵施工中，泵车液压缸活塞的密封效果将会直接影响混凝土泵的输送效率。液压活塞运动行程与混凝土缸活塞行程
28、是一致的，液压缸活塞密封不良产生压力油泄露，将导致混凝土缸活塞行程变短，使泵送效率降低。因此，泵车液压缸活塞的密封，除对液压缸材料及密封件提出要求外，还应对密封件结合形式提出要求。据国外资料记载，密封件的密封效果主要取决于处于与密封的结构形式和作用在密封圈上的压力分布。近年来，通过参考引进国外泵车的先进技术，在我国自行研发设计的泵车中，先后试制了三种液压缸活塞密封圈，分别是：密封加档圈、组合密封圈、密封圈加“O“型圈。查文献（5）中表 17-6-1 液压缸的分类选择液压缸的类型：双作用单活塞杆带可缓冲式液压缸。特点：活塞双向作用产生推拉力，活塞在行程终点时缓冲，切缓冲速度可调节。安装方式：主油
29、缸头部与水箱用螺栓连接，故选用头部法兰安装。3.2.液压缸主要参数尺寸的计算（1）初选系统的主要参数系统压力选定的是否合理直接关系到整个系统的设计合理程度。在液压系统功率一定的条件下，若系统压力选定过低，则液压元件、辅助的尺寸长度会增加。系统造价也相应的增加；若系统压力选的较高，则液压设备的重量、尺寸和遭劫会相应降低。然而，若系统压力选用过高，由于对在制造液压元、辅件的材质、密封、制造精度等要求的提高，反而会更大的增大或者增加液压设备的尺寸、重量和造价，其系统效率和使用寿命也会相应的下降。因此，不能一味的追求高压。系统压力主要根据液压设备的类型来定，对于不同的液压设备，由于工作条件的不同通常采
30、用的压力范围也是不同，参考三一重工的HBT100 混凝土泵使用说明书 ，以及同类产品的液压系统工作压力，选用液压缸额定压力为25Mpa。（2）液压缸内径的确定已选定液压缸额定压力为 25Mpa，又已知要求混凝土输送压力位 16Mpa，混凝土缸的内径初选为 220mm，根据此选择主油缸缸径(3-1)2202 44hDPdPDp 为简化，可不考虑连通腔油压 的影响，则a第 页14主油泵液压系统工作压力PMPa混凝土腔活塞头泵送压力h主油缸内径 Dm混凝土缸内径 h实际设计时考虑到油缸，混凝土缸的机械效率而造成的压力损失，下式计算：(3-2)22hDP主油缸机械效率 1D9.01混凝土缸 2852(
31、3-3)2216019.5.8hPDm参考标准油缸，取 m0（3）活塞杆直径的确定速比的选择计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和是否设置缓冲装置，速比不宜过大或过小，一面产生过大的背压或造成活塞杆过细，导致稳定性不好，可参考文献（5）中表 17-6-3 选定。表 3-1 速比参考表公称压力（Mpa）10 12.520 201.33 1.462 2因为额定压力为 25Mpa20Mpa，故取 =2.活塞杆直径的确定活塞杆是液压缸传递动力的重要元件，它承受拉力、压力、弯曲力和振动冲击等多种作用力，必须有足够的强度和刚度。对于双作用单边活塞液压缸活塞往复运动速度之比，即(3-4)2214()DvAd第
32、 页15故 (3-5)12014.dDmD主油缸内径，mmd活塞杆的直径，mm-速比查文献（5）中表 17-6-2 取 d=140mm。3.2.1 液压缸主要性能参数的计算（1）理论输送量参考文献（3） ，理论输送量是指混凝土泵每小时输送混凝土体积的理论值，(3-6)TRQVn式中：-理论输量，TQ3/mh-混凝土泵每一工作行程的理论容积，V3m-混凝土泵每小时额定工作行程次数，次/ hRn又 =Al= (3-7)TV29104hDS3故 -=Rn92410ThQDS925=6170/.=28./min次次即混凝土缸活塞每分钟工作行程次数为 28.7 次，又由于主油缸活塞杆伸入到混凝土缸内，活
33、塞杆前端通过中间连杆连接着混凝土缸活塞，混凝土缸活活塞与主油缸活塞同步运动，故液压油缸活塞每分钟的额定工作行程次数也为28.7 次。所以液压缸的流量第 页16Q=Vn= S n (3-8)24D-610=260168.704=1441.8L/min（2）流量单位时间内油压通过缸筒有效截面的体积称为流量，即Q=V/t L/min又 V=vAt L (3-9)310故 Q=vA L/minV液压缸活塞一次行程中所消耗的油液体积，L；t液压缸活塞一次行程所需要的时间，min（3）活塞的运动速度单位时间内压力油推动活塞移动的距离，移动速度可以表示为m/minv=QA当活塞杆伸出时(3-10)3v221
34、4n14.8=0=45.91m/inD当活塞杆缩回时(3-11)-3v222Q.v ./i-d0-14A（ ） （ ）式中 Q流量，L/minD液压缸内经，mmd活塞杆直径，mmv活塞杆运动速度，m/min当 Q=常数时，V=常数，但是实际中，活塞在行程两端各有一个加、减速阶段，如图 3-2 所示，故上述公式中计算的数值均为活塞的最高运动速度。第 页17图 3-2 活塞运动速度示意图活塞的最高运动速度 V 受到活塞和活塞杆密封圈以及行程末端缓冲机构所能承受的动能所限制。活塞的最低速度 v 受到活塞和活塞密封件米擦里和加工精度的影响不能太低，以免产生爬行，一般 min0.12/in（4）行程时间
35、活塞在缸内完成全部行程所需要的时间(3-12)6VtQ-3=10VAS其 中当活塞杆伸出时 (3-13)2-3-230t=4150.1648.9sDSQ当活塞杆缩回时第 页18(3-14)2-3-2360t=d10415-0.1.60481.6sDSQ（ ）（ ） （ ）V液压缸容积，LS活塞行程，mQ流量，L/minD缸筒内径，md-活塞杆直径，mv-活塞杆运动速度，m/s（5）活塞杆的最大容许行程活塞行程 S，在初步确定时，主要按照实际工作需要的长度来考虑，但这一动作行程并不一定是在液压缸稳定性所允许的行程，为了计算行程，首先应计算出活塞杆杆的最大允许计算长度 。因为活塞杆一般为细长杆，当
36、kL（1015）d 时，由欧拉公式推导出kLmm (3-15)2k=EIF式中， E材料的弹性模数，钢材的 E=2.1 5210/mN活塞杆界面惯性矩， 444md/6.9； 圆 截 面 IF活塞杆纵向压缩力，Nk-活 塞 杆 弯 曲 失 稳 临 界 压 缩 力将 上 述 数 据 带 入 并 简 化 后第 页19(3-16)222230=.5419d10=37.KkdLFDpm对于各种安装导向条件的液压缸计算长度 kLn查文献（5）中表 17-6-4，选择液压缸的安装方式为：一段刚性固定，一端自由，那么，n=1/4带入数据则有(3-14)1=37.85.4kLnm-最大计算长度，mmkLD液压
37、缸的内径，mmd活塞杆直径，mmp工作压力，Mpan液压缸末端条件系数（安装及导向系数）3.3 液压缸的主要参数的确定液压缸的工作压力：25Mpa液压缸的内径：200mm活塞杆直径：140mm活塞行程：1600mm3.4 液压缸的主要零部件的设计计算3.4.1 缸筒（1）缸筒结构缸筒和端盖采用法兰盘连接，其有点事：结构简单，易加工，易装卸。其缺点是：重量比螺纹连接的大，但是比拉杆连接的小，外径较大。（2）缸筒的材料第 页20一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接件的缸筒还要有良好的焊接性能。根据液压缸的参数、用途和毛培的来源，并参考文献（5）中表 17-6-7 可选定其材料为 35 号钢，机械
38、预加工后再调制处理。其参数为：40,320bsMpapa（3）对缸筒的要求要有足够的强度，能够长期承受最高的工作压力及短期的动态冲击压力而不至于产生永久变形。要有足够的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而致产生弯曲。内表面与活塞密封件及导向环的莫彩丽作用下，能长期工作而磨损小，尺寸公差等级足以保证活塞密封件的密封性。需要焊接的缸筒还要有良好的可焊性，以便于在焊上法兰盘后不至于产生裂纹或过大的变形。总之，缸筒是液压缸的主要零部件，它与缸盖、缸底、油口等零部件构成密封的容腔用以容纳压力油液，同时它还是活塞的“轨道” 。设计液压缸缸筒时，应该正确的确定各部分的尺寸，保证液压缸有足够的输出力、运动
39、速度和有效行程，同时还必须具有一定的强度，能足以承受液压力、负载力和意外的冲击力；缸筒的内表面必须具有合适的配合公差等级、表面粗糙度和形位公差等级，以保证液压缸的密封性、运动平稳性和耐用性。（4）缸筒的计算以下缸筒的设计计算均参考文献(5)中表 17-6-8液压缸的内径当液压缸的理论作用力 F 及供油压力 p 为已知时，则无活塞杆侧的缸筒内径 D 为：(3-18)531647.810=9.32mp有活塞杆侧(3-19)2365236+d104.=.43120.mFD最后将以上各所得 D 值，选择最大的圆整到标准值，即取 D=200mm，与前面选取的 D 值相同，再次验证了缸径 D 值选择的准确
40、性。以上式中 d活塞杆直径，mP-供油压力，MpaF1、F2 分别为液压缸的理论推理和拉力，N第 页21缸筒壁厚缸筒壁厚 为：(3-20)012=+c-缸筒材料要求的最小值，mm0-缸筒外径公差余量，mm1c-腐蚀余量，mm2关于 的值，可按照下列情况分别进行计算：0当 可用薄壁缸筒的使用计算式/D.8时 ，max0p2当 /.3时m (3-21)pax0+.4-12D（ ）上式中 -缸筒内最高工作压力，Mpamaxp-缸筒材料的需用应力，MpaD缸筒的内径，m实际上，当 时，材料使用不够经济，应改用高屈服强度的材料。查/0.2文献（5）中表 17-6-9，竹轩缸筒外径 =245mm，1D则
41、1-45-=.缸筒的外径 1D我所设计的是 GBT100 混凝土泵，其额定压力为 25Mpa，其内径为 200mm，参照机械设计手册 ，初定其缸筒外径 为 245mm，材料为 35 钢。1D缸筒的壁厚验算对最终采用的壁厚应做四方面验算第 页22额定工作压力 应低于一定的极限值，以保证工作安全：np(3-22)2s1n(-p0.35D）而 2 2s1(-)(.4-0.)0.35=. =37.6DMpa即 np37.6Ma所以满足要求。同时额定工作压力也应与完全塑性变形压力有一定的比列范围，以避免塑性变形的发生： np(0.3542)rlprL- pa缸 筒 发 生 完 全 塑 性 变 形 的 压
42、 力 ， M(3-23)1rL2.3lg45.0=648paSD取 rL2.9Mpa而 n5a故也满足要求。此外，尚需要验证缸筒径向变形 应处在容许范围内D(3-24)2r125-4p+=)-00.(33.21mVE（式中 -缸筒耐压试验压力，Mparp第 页23E缸筒材料弹性模数，MpaV-缸筒材料泊松比，对钢材，取 V=0.3只需选择合适的密封圈，即可使变形量 不超过密封圈允许的范围。D最后还应该验算缸筒的爆裂压力 rp(3-25)1rb=2.3lg0.45.29paM此值远远大于缸筒压力，所以本设计符合要求。缸筒制造加工要求缸筒内径 D 需要采取 H7 或者 H8 级配合，表面粗糙度等级
43、 Ra 一般为0.160.32um，都需要进行研磨；热处理，调制硬度 HB 241-285；缸筒内径 D 的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差的一半；缸筒内径直线度公差在 500mm 长度上不大于 0.03mm；缸筒断面 T 对缸径的锤子度在直径 100mm 上不大于 0.04mm；当缸筒为尾部和中部耳型时：孔 的轴线对缸径 B 的偏移不大于 0.03mm；1d孔 的轴线对缸径的垂直度在 100mm 长度上不大于 0.1mm；轴径 对缸径 D 轴线的垂直度在 100mm 长度上不大于 0.1mm；2此外还有通往油口、排气阀的内孔口必须倒角，不容许有飞边、毛刺，以此处已删除，完整版加1538937
44、06第 页246 设计总结在本次毕业设计之中，我对混凝土泵的推送机构做了简单的设计，以其主要的的主油缸、水箱、混凝土缸为设计的对象，进行计算和分析及其校核。从主油缸的的选择开始，然后主油缸活塞的设计、缓冲装置的设计、水箱的设计、混凝土缸的设计、混凝土活塞的设计和活塞杆的设计，从而设计出HBT100 混凝土泵的推送机构。这次毕业设计是一次综合性很强的实践活动，它也是我上大学以来感觉设计任务最重的一次，它要求我们能灵活运用以前学过的几乎所有的专业知识。包括高等数学、材料力学、理论力学、机械制造基础、机械原理、互换性和最重要的机械设计等，是一次综合性很强的设计。通过这次设计使我对以前的知识有了更深更
45、透彻的理解，更重要的是通过这次设计实践，我们具有了将各科知识综合运用于设计的能力，这是一次质的提高，也是我们学习机械设计制造及其自动化这门专业的的一个里程碑！当然由于各方面知识储备不足，这次设计我出现了很多错误并及时改正，为以后的学习工作中积累了宝贵的经验。在本文的研究过程中，由于外界条件的限制以及自身理论水平的局限性，使得自己对搅拌机传动系统的设计研究只局限在一个肤浅的、狭窄的范围内。本文的不妥甚至错误之处，敬请各位老师同学批评指正。第 页25参考文献：1 陈宜通主编.混凝土机械.北京:中国建材工业出版社,20022.张国忠.现代混凝土泵车及施工应用技术.北京：中国建材工业出版社.20043
46、.王洪欣.李木.刘秉忠.机械设计工程学I.徐州：中国矿业大学，20014.唐大放.冯晓宁.杨现卿.机械设计工程学II.徐州：中国矿业大学，20015.许福玲.陈尧明.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，20056.吴宗泽.机械设计手册.北京：华工工业出版社，20037.成大先主编.机械设计手册.2002 年.第四版.第 4 卷.北京：化学工业出版社8.隗金文.王慧.液压传动.东北大学出版社，20019.朱龙根.简明机械零件设计手册.北京.机械工业出版社.200510.赵志缙.赵帆.混凝土泵送施工技术.中国建筑工业出版社，200111.程志红.机械设计.徐州.东南大学出版社，200612. 贺
47、利乐建设机械液压与液力传动北京机械工业出版社2004 13. 袁一中主编.HB30HB60 系列液压混凝土泵.北京:水利电力出版社出版,1987.714. 朱新才，周秋沙液压与气动技术重庆大学出版社200315. 成大先机械设计手册（、） 北京.化学工业出版社200216. 王修正,徐圣文,周继祖工程机械施工手册北京。中国铁道出版社198617. 雷天觉主编. 液压工程手册. 北京：北京理工大学出版社，199818. 唐金松简明机械设计手册上海.上海科学技术出版社200019 H W Bergmanm.Construct technology of pumping concrete.19912
48、0. R.Spence and J.Amaral-Teixeira Investigation into pressure pulsations in a centrifugal pump using numerical methods supported by industrial tests.2004第 页26附录一序号 名称 图纸代号 图纸大小是否出图1 拖式混凝土泵推送机构HBT100.13 A0 是2 拖式混凝土泵主油缸HBT100.13.1 A1 是3 拖式混凝土泵水箱HBT100.13.2 A0 是4 拖式混凝土泵水箱盖HBT100.13.2.1 A3 否5 拖式混凝土泵混凝土缸HBT100.13.3 A1 是（手绘）6 拖式混凝土泵混凝土活塞 HBT100.13.3.2 A2 否备注：1、以上图纸折合 A1 图纸 6.75 张；2、文章总字符数 19630.第 页27致谢历时三个多月的毕业设计已经接近尾声，首先最想说的是要感谢在毕业设计过程中给我提
