混凝土泵车.docx
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混凝土泵车.docx
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混凝土泵车
混凝土泵车综述
混凝土泵车简介
摘要:
混凝土泵车是指利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械。
由泵体和输送管组成。
按结构形式分为活塞式、挤压式、水压隔膜式。
泵体装在汽车底盘上,再装备可伸缩或屈折的布料杆,就组成泵车。
混凝土泵车是在载重汽车底盘上进行改造而成的,它是在底盘上安装有运动和动力传动装置、泵送和搅拌装置、布料装置以及其它一些辅助装置。
混凝土泵车的动力通过动力分动箱将发动机的动力传送给液压泵组或者后桥,液压泵推动活塞带动混凝土泵工作。
然后利用泵车上的布料杆和输送管,将混凝土输送到一定的高度和距离。
本文通过图形主要讲述了混凝土泵车的工作原理与构造简介,技术发展动态与趋势。
通过本文可加强对混凝土泵车的工作情况的了解,另外了解到最新的技术发展的趋势,掌握第一手资料。
关键词:
混凝土泵车,构造,原理。
技术发展趋势
英文摘要:
Concretepumptruckreferstotheuseofpressureconcretealongthepipelinecontinuousconveyormachinery.Composedofapumpbodyandadeliverypipe.Intheformofthestructureisdividedintopistontype,extrusiontype,hydraulicdiaphragm.Pumpbodyisarrangedonthechassisofthevehicle,andequippedwithretractableorinflectionalclothrod,iscomposedofpump.Theconcretepumptruckisthetruckchassiswerereformedandbecome,itisinthechassisisprovidedwithamotorandapowertransmissiondevice,pumpingandmixingdevice,distributingdeviceandsomeotherauxiliarydevice.Concretepumptruckpowerthroughapowertransfercasepoweroftheengineistransmittedtothehydraulicpumporarearaxle,hydraulicpumptopushthepistontodrivetheconcretepump.Thenusethepumponthedraperyrodandpipe,concreteconveyortoacertainheightanddistance.Thispaperdescribesthemainpatternoftruck-mountedconcretepumpworkingprincipleandstructure,technologytrends.Throughthispapercanstrengthentheconcretepumptruckworktounderstandthesituation,inadditiontounderstandthelatesttechnologydevelopmenttrends,firsthandinformation.
1混凝土泵车的相关标准
1.1混凝土泵车的基本组成
混凝土泵车的基础组成部分:
1、专用汽车底盘2、臂架布料杆3、混凝土土泵4、摆动式分配阀5、支腿等部分组成
混凝土采车属于汽车改装设备。
根据其作业能力选择载重汽车底盘类型,然后安装布料机构和泵等混凝土输送设备.但总体布置必须满足整机的稳定性要求。
混凝土泵一般安装在汽午的尾部,以方便混凝土搅拌输送车向泵车的集料斗卸料c混凝土料浆通过泵车输料管,并经装在司机室后方的市料杆回转装置的输料管输送到各节砌料杆的输送管.然后通过布料杆末端的软管卸出。
1.1.1混凝土输送泵的元件配置
1.1.1.1液压泵
液压泵是混凝土输送泵的“心脏”,根据产地不同有国产液压泵和进口液压泵之分;根据液压泵的结构形式有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵之分。
为同形式的液压泵适合于不同的压力等级。
齿轮泵因造价低廉、适应性强,在初期的混凝土输送泵上被广泛采用,但因其承压较小、脉冲阻力大,通常配置在低压泵上,或只用在中、高压泵的辅油路系统;柱塞泵分斜盘式和斜轴式,因其适应的压力范围大,目前被广泛采用。
如夹江水工机械厂生产的HBTD40-6-55型低压混凝土输送泵,主液压泵就采用德国哈威公司的V30D斜盘式柱塞泵,以高档次的元件配置,提升了整机的品质。
进口液压泵,如德国力士乐公司的A4VG、A10VG、A11VG系列产品和日本川崎公司的K3V、K5V斜盘式柱塞泵,都是世界一流水准的产品。
国产斜轴式柱塞泵中,以贵阳力源液压为代表的A7V、A8V系列产品是国产柱塞泵的精品,质量相对可*。
因此,从使用液压泵的档次,就可以窥视一台混凝土输送泵整机性能的一斑。
1.1.1.2液压阀
液压阀是液压泵的“助手”,包括顺序阀、减压阀、换向阀、卸荷阀、单向阀和切换阀等。
国产的换向阀、卸荷阀以上海立新、北京华德的产品较优,但在顺序阀、减压阀等技术难度大、可*性要求高的阀类上,以选用德国哈威、力士乐、美国伊顿、威格仕、意大利阿拖斯(Atos)、日本油研等世界知名品牌为佳,这样可使混凝土输送泵性能有可*的保障。
如果一个液压阀组出现故障,则会影响整机的动作;因此选购混凝土输送泵时,不仅要看“心脏”,还要看其“助手”,实现最佳配置。
1.1.1.4电气元件
混凝土输送泵上的电气元件有接触器、断路器、继电器等,它们按逻辑程序动作,控制相关元件的工作。
国产电气元件在价格上虽占优势,但可*性和寿命与进口或合资品牌的元件质量仍有差距。
如法国施耐德的接触器、德国西门子的断路器、日本欧姆龙的小型继电器,都是同类产品中的佼佼者。
为了减少电器触点多带来的故障,目前有些厂家相继把PLC(可编程控制器)应用到混凝土输送泵上,以使其电气系统的机械触点减少到最低程度。
PLC的应用,实现了无触点程序控制,又便于实现自动化远程控制,用微电脑编写故障检测程序,显示故障原因,方便了系统的操作和维护。
1.2混凝土泵车的主要技术参数
一台混凝土输送泵有以下几个主要技术参数:
输送排量、出口压力、电机功率和分配阀形式。
按照国家新标准,这几个主要参数从混凝土输送泵的型号上都可获知。
下面以“HBTS60-13-90”型混凝土输送泵为例说明其代表意义:
HB——混凝土输送泵的汉语拼音缩写T——拖式混凝土输送泵S——分配阀为S形摆管阀(D表示蝶形阀,Z表示闸阀),60—最大理论输送量60/h13—混凝土输送泵出口处的最大压力,90——电机功率90MPa
按照所标注的出口压力等级,分为低压泵(≤5MPa)、中压泵(6-10MPs)和高压泵(>10MPa);按每小时的最大输送量,有20-100m3不等,且大多数混凝土输送泵都可以实现两档变排量或无级变量。
1.2.1混凝土泵的使用条件
用户应根据工程的实际需要,根据输送距离的高度,选择出口压力;根据搅拌供料的能力,选择输出方量的范围;根据泵送混凝土的骨料情况,选择分配阀的形式。
蝶形阀对骨料的适应性最好,但是换向摆动的截面积较大,适合于低、中压等级的混凝土输送泵,适用于基础建设;S形摆管阀在泵送过程中压力损失少,混凝土流道顺畅,但受管径的限制,对骨料要求较高,适合于中、高压泵,适用于高层建筑和混凝土质量较高的远距离、高扬程输送;闸阀的性能介于蝶阀和S阀之间,在中压泵上应用较多。
一台混凝土输送泵的电机功率是决定出口压力和输送方量的前提条件,在电机功率一定的情况下,压力的升高必将使输送量降低;相反,降低出口压力,将会使输送量增加。
为了保证混凝土输送泵既要有较大输送量,又能有一定的出口压力和与之相匹配的经济功率,在混凝土输送泵的设计中,大都采用了恒功率柱塞泵;即恒功率值选定后,当出口压力升高时,油泵输出排量会自动降低,达到与功率设计相对应的值;如果既要达到出口压力高,又想得到输送量大的目的。
惟一的途径就是增加电机功率。
因此,在国家新标准中,引用了混凝土输送泵的能力指数概念(以MPa·m3/h为度量单位);即混凝土输送泵的实际出口压力与每小时实际输送量之乖积,该值越大,其能力指数也越大,电机的功率也将越大,由此实现大排量、高扬程的目的。
许多厂家在设计时,还采用了高低压切换的功能设计,以满足不同的施工要求,在经济状态下,又能产生较大的输送量,或者以相同的电机功率,产生较高的出口压力。
仍以HBTS60-13-90为例,当其处于最大输送量63m/3h时,出口压力为7.7MPa,可实现低压大排量的快速泵送,当切换成输送量37m3/h时,最大出口压力达到13MPa,可实现高压小排量的高扬程、远距离输送。
若要混凝土输送泵的出口压力达到高压等级,同时又有很大的输送量,在电机功率不足的情况下,这是不可能同时实现的。
1.2.2混凝土泵车的分类
利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械。
由泵体和输送管组成。
按结构形式分为活塞式、挤压式、水压隔膜式。
泵体装在汽车底盘上,再装备可伸缩或屈折的布料杆,就组成泵车。
混凝土泵车是在载重汽车底盘上进行改造而成的,它是在底盘上安装有运动和动力传动装置、泵送和搅拌装置、布料装置以及其它一些辅助装置。
混凝土泵车的动力通过动力分动箱将发动机的动力传送给液压泵组或者后桥,液压泵推动活塞带动混凝土泵工作。
然后利用泵车上的布料杆和输送管,将混凝土输送到一定的高度和距离。
2.混凝土泵车的工作原理
2.1混凝土泵车的构造简介
混凝土泵车总图1.底盘;2.臂架系统;3.转塔;4.液压系统;5.电气系统;6.泵送系统
混凝土泵车的种类很多,但是其基本组成部件是相同的,混凝土泵主要由底盘、臂架系统、转塔、泵送系统、液压系统和电气系统六大部分组成,
其中底盘由汽车底盘、PTO(分动箱)和付梁等几部分组成;
臂架系统由多节臂架、连杆、油缸和连接件等几部分组成组成;
转塔由转台、回转机构、固定转塔(连接架)和支撑结构等几部分组成组成;
泵送系统由泵送机构、料斗、S阀总成、摆摇机构、搅拌机构、配管总成和臂架配管六部分组成;
液压系统主要分为泵送液压系统和臂架液压系统两大部分。
泵送液压系统包括主泵送油路系统、分配阀油路系统、搅拌油路系统及水泵油路系统。
臂架液压系统包括臂架油路系统、支腿油路系统和回转油路系统三部分。
液压系统主要由液压泵、阀组、蓄能器、液压马达及其它液压元件等部分组成;
电气系统主要由控制柜、遥控器及其它电器元件等部分组成。
2.2工作原理
2.2.1混凝土泵车的工作原理
混凝土泵一般装在汽车底盘的尾部,以便混凝土搅拌运输车向泵的料斗卸料。
如图3—2所示混凝土搅拌车卸料到泵车料斗后,由泵送系统压送到输送管,经末端软管(件15)排出。
各节臂架的展开和收拢靠各个臂架油缸来完成。
其中臂架中的1#臂架(件7)的仰角可在-2°~90°内摆动,2#臂架(件10)和3#臂架(件12)可摆动180°,四节臂架依次展开,其中4#臂架(件14)的动作最为频繁,它可以摆动255°左右,其末端的软管在工作时应尽可能靠近浇注部位,同时臂架可以通过回转马达及减速机驱动回转大轴承绕固定转塔作365°旋转。
2.2.2底盘部分的构造及工作原理
车底盘主要用于泵车移动和工作时提供动力。
通过气动装置推动分动箱中的拔叉,拨叉带动离合套,可将汽车发动机的动力经分动箱切换。
切换到汽车后桥使泵车行驶,切换到液压泵完成混凝土的输送和布料。
底盘部分由汽车底盘、PTO(分动箱)、传动轴等几部分组成。
混凝土泵车底盘主要集中在奔驰(Benz)、沃尔沃泵(VOLVO)、五十铃(ISUZU)等专用底盘上。
奔驰和沃尔沃底盘外观豪华、驾驶舒适、自动化程度高;五十铃底盘技术成熟,在国内服务较完善。
目前混凝土泵车采用的底盘均达到欧Ⅱ或以上标准,能满足大中城市对汽车排放的要求。
三一重工除采用以上三种型号的底盘外,为了适应不同国家和地区的道路交通法规要求,还选用了日野、三菱、CONDOR、MACK等底盘。
1—主油泵;2—三轴;3—三轴轴承;4—三轴齿轮;5—臂架泵;6—二轴齿轮;7—二轴;8—二轴轴承;9—空套齿轮;10—轴承盖;11—联结盘;12—输入轴;13—输入轴轴承;14—空套齿轮轴承;15—气缸;16—拨叉杆;17—箱体;18—拨叉;19—离合套;20—输出轴;21—一轴轴承;22—输出轴轴承
泵车处于正常行驶位时,发动机的旋转扭矩通过传动轴传递到分动箱的输入端,此时离合套(件19)将输入轴(件12)和输出轴(件20)连通,直接将发动机的扭矩传递到后桥,使泵车处于行驶状态;当操作员将翘板开关扳到泵送位时,此时气缸(件15)动作,带动拨叉件(18)向右移动,离合套件(19)在拨叉(件18)的作用下也向右移动,将输入轴件(12)和空套齿轮件(9)连通。
同时空套齿轮件(9)带动二轴齿轮(件6)传动,二轴齿轮件(6)带动三轴齿轮(件4)传动,三轴齿轮(件4)通过花键带动三轴(件2),三轴(件2)右端直接带动臂架泵工作的同时,左端本身带动主油泵(件1)工作,使泵车处于泵送状态。
通过气缸(件15)的作用使泵车在泵送和行驶状态转换。
2.2.3转塔机构的构造及工作原理
转塔主要由转台、回转机构、固定转塔(连接架)和支撑结构等几部分组成组成,转塔安装在汽车底盘中部,行驶时其载荷压在汽车底盘上;而泵送时,底盘轮胎脱离地面,底盘和泵送系统也挂在转塔上,整个泵车(包括底盘、泵送系统、臂架系统和转塔自身)的载荷由转塔的四条支腿传给地面。
臂架系统安装在转塔上,转塔为臂架提供一个稳固的底座,整个臂架可以在这个底座上旋转365°度,每节臂架还能绕各自的轴旋转,转塔的四个支腿直接支撑着地面。
2.2.3.1转台结构
转台是由高强度钢板焊接而成的结构件,作为臂架的基座,它上部用臂架连接套与臂架铰接,下部用高强度螺栓与回转支承相连,主要承受臂架的扭矩和弯矩,同时可随臂架一起在水平面内旋转。
结构见下图:
2.2.3.2回转机构
回转机构集支承、旋转和连接功能于一体,具有高的强度和刚性、很强的抗倾翻能力、低而恒定的转矩。
它由高强度螺栓、回转支承、回转减速机、传动齿轮和过渡齿轮(有时无此件)组成。
结构见下图
工作原理:
回转减速机带动主动齿轮,经过渡齿轮(有时无此件)驱动回转支承外圈,实现回转支承内外圈之间的慢速旋转。
回转支承的外圈与上部转台、内圈与下部固定转塔用高强度螺栓相连,内外圈之间由交叉滚子(或钢球)连接。
因此,它上部连接的臂架、转台与固定转塔之间即可实现低速旋转,而臂架、转台的工作载荷通过回转支承传给固定转塔。
3.国内外主要制造厂家简介
3.1.国内外厂家
徐工集团
中联重科集团
福田雷萨
新筑
上海华建集团
3.2从徐工集团的发展得到的启示
徐州工程机械集团有限公司成立于1989年3月,成立23年来始终保持中国工程机械行业排头兵的地位,目前位居世界工程机械行业第11名,中国500强企业第122位,中国制造业500强第49位,是中国工程机械行业规模最大、产品品种与系列最齐全、最具竞争力和影响力的大型企业集团。
企业核心价值观:
担大任、行大道、成大器
企业宗旨:
满足超值需求,效力社会进步。
企业精神:
严格、踏实、上进、创新
4.技术发展动态与趋势
4.1技术生长趋向
混凝土泵的生长重要偏向是前进主机性能和作业效率,将来。
降低操纵本钱,前进舒适性以及适应法规要求。
4.1.1主液压系统
电控油泵排量调节的开式体系,目前国内干流泵送液压系统有3种。
一种是全液压液控信号换向。
重要为三一重工所采用;第二种是以中联重科为代表的电信号换向,液控油泵排量调节的开式体系,的确成为国内大多数混凝土拖泵的标准设置装备摆设。
绝大多数的液压系统均为双回路系统,即泵送和摆动回路分袂由主油泵和恒压泵(或齿轮泵)供油。
第三种系统是闭式系统。
闭式系统老本较高但换向冲击小,目前重要用在泵车上,拖泵上基本已被淘汰。
开式系统也可以研究出冲击小的体系,比如三一重工所开发的但对其他一些厂家来说,与其花几年时间研究系统,不如直接采用幼稚的闭式系统快速占领市场。
这就是为什么国内大多数厂家的泵车采用闭式系统的起因。
由于采纳PLC控制油泵排量具有调节方便的长处,老本也低,从此艰深开式体系的油泵排量控制将会全部采用电比例调节,即传统的LRDH2控制方式将会被LRDU2取代。
4.1.2极限负荷调治和自动功率分配。
只对主泵进行恒功率控制。
目前国内外普遍采用的恒功率泵系统有一个很大的错误谬误。
混凝土泵,实际上。
特别是泵车是由多个系统组成的包含泵送系统、换向系统、搅拌、臂架控制、冷却和水泵等;柴油机本身也有冷却、发电等帮忙功率耗费和备用功率。
这些在分配功率时都要予以考虑,这就影响了主泵的功率分配和利用。
泵送功率是决定混凝土泵工作效率的重要身分。
如何把持其他体系的丰裕功率前进泵送功率,前进策划机功率利用的重要路子。
电子技巧的生长为泵送功率的前进奠基了根本。
混凝土泵,特别是泵车,将会朝着极限负荷调治和自动功率分配的方向成长,主泵以外的多余功率将通过柴油机或直接地自动转移到主油泵,从而大大前进泵送功率,并使采用较小的策划机来降低采购老本和节省油耗成为可能。
4.1.3功率情势抉择。
液压体系的压力和需要的策划机功率变化往往很大。
如果按照分歧的工况来设置不同的功率形式(比如轻载节能、重载满功率和自适应等)精确和谐在不合作业情势下发念头的转速、油泵排量和功率,使发动机和泵的功率匹配更加公道,就能降低油耗和噪声,混凝土泵的载荷按工况(作业高度和输送距离等)不合分歧很大。
迟误主机的操纵寿命。
油泵输出最大设定功率;轻负荷情况时,以油泵的变功率原理为例。
通过改变比例电磁铁控制电流的大小可以或许改变油泵的功率值。
混凝土泵高压大排量工况时。
比例电磁铁5电流回升,油泵的功率值下降。
如果控制电流由计算机来调节,则通过体系可以或许实现功率极限负荷调理、功率自动分配和功率模式选择等功能。
计算机还同时对发动机进行功率设定,判断策划机的转速和油门开度。
如许,可根据混凝土泵车不同的泵送工况,采用分歧的策划机特性和液压泵特性,其特性曲线都是由计算机软件来决定的
参考文献:
1.张青,宋世军,张瑞军等编著《工程机械概论》
2.张红《工程机械概论》
3,杨红旗,《工程机械》
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