混凝土输送泵设计

徐州工程学院毕业设计(论文)PAGEII摘要当今的社会中，混凝土泵已经广泛应用与建筑行业中。它可以实现高空输送和快速持续的输送。与过去的比较起来，混凝土泵可以大大的减少了输送的时间与人的体力。首先，在分析目前混凝土泵泵送系统的基础上确定了整体的设计方案，选择双缸液压系统作为系统的传动装置。其次，由泵的单位时间输送量与输送次数，确定系统中的负载。然后根据相关公式算出传动缸、定位缸和输送缸内径尺寸、外径及缸端盖等尺寸，进一步对其进行强度校核。再次，由系统压力确定各缸活塞及活塞杆尺寸，利用强度理论对其校核。最后，根据输送时间与换向次数确定各缸的行程，进而确定出液压缸的长度。选择“S”摆管作为输送混凝土装置。采用半圆型夹具对液压缸定位。采用密封圈来防止系统渗漏。关键词：混凝土泵；传动缸；定位缸；输送缸AbstractNowadays,concretepumpalreadyhasextensivelybeenappliedinbuildingprofession.Itcantransporttothehighplacewithhighspeed.Comparedtothepast,concretepumpcanconsumedlydecreasetimeoftransportationandtheperson'sphysicalstrength.First,thedoubleurnliquidpresssystemsareselectedasthetransmissionequipment,onthebasicofanalyzingthesystemofconcretepump.Second,theloadofsystemcanbeassuredbythequantityandthetimesoftransmissionontheunittime.Thencalculatingthesesizesofdrive-cylinder,positioning-cylinder,anddistribution-cylinder,andthesecoversofthembytheformula.Andcarryingonanexaminationofstrength.Third,assuringthesesizesofeachpistonandpistonpolesizewiththepressureofsystem,makinganexaminationofstrengthonthembyusingstrengththeories.Final,accordingtothetimesoftransportationandthetimeofchanging,eachrouteoftravelcanbeensured.Afterthat,assuringthelengthoftheliquidpressurn.the"S"tubeisselectedasdeliveringconcreteandthewayofpipelineisselectedasconjunctingeachcomponent,andthetongsofsemicircletypeisselectedasfixingthepositionoftheurn,andhesealisadoptedtokeepingsystemfromseepinginto.Keywordconcretepumpdrive-cylinderpositioning-cylinderdistribution-cylinder徐州工程学院毕业设计(论文)PAGE57目录1绪论 11.1混凝土输送泵泵车 11.1.1混凝土输送泵的应用 11.1.2混凝土泵送设备及其发展 11.2混凝土泵送技术的发展 21.2.1国外混轻土泵送技术的发展概况 21.2.2我国混凝土泵的发展 62混凝土泵送技术的发展趋势与存在的问题 102.1混凝土泵送技术的发展 102.1.1国内泵送技术发展技术 102.1.2国外泵车发展趋势 103混凝土泵的组成与分类 133.1混凝土泵基本组成 133.2混凝上泵的分类 133.3混凝土泵性能参数及名词术语 143.3.1混凝土泵性能参数 143.3.2混凝土泵(车)名词术语 143.3混凝土泵构造 153.4混凝土泵与混凝土分配阀 163.4.1混凝土泵基本类型 163.4.2阀的种类 163.5混凝土泵液压操作系统 183.6混凝土搅拌系统 183.7混凝土泵油脂润滑系统 183.8混凝土泵冷却系统 183.9混凝土泵清洗系统 183.10混凝土泵试验方法 183.11混凝土泵的验收 193.12混凝土泵主要结构参数和技术特性参数的副定 194混凝土泵传动方案设计 214.1传动类型的选择 214.1.1液压传动的研究对象 214.1.2液压传递的工作原理 214.1.3液压传动系统的组成 214.1.4液压传动的优缺点 214.1.5液压传动的应用及发展 224.2分析工况及设计要求 224.2.1绘制系统草图 224.2.2工作原理 235主要元件的选择 255.1液压泵的选择 255.2液压油的选择 275.2.1油的性质 275.2.2油应满足的要求: 285.2.3油的选择 285.2.4油的使用与维护 285.3料斗 296液压缸与活塞杆的设计 316.1液压缸的设计 316.1.1计算液压缸的负载 316.1.2液压缸内径的计算 316.1.3液压缸的壁厚计算 336.1.4液压缸两端法兰盘的设计 346.2活塞杆的设计 356.2.1活塞杆的外径d 356.2.2活塞杆长L 367液压辅助元件设计 407.1端盖的设计 407.2密封圈的选择 427.3连接螺栓的选择 437.4液压缸夹具的设计 447.5管接口的设计 457.6活塞 458液压传动系统的校核 478.1各缸的活塞杆速度 478.1.1传动缸与输送缸中的活塞杆的速度 478.1.2位液压缸中的活塞杆的速度 478.2各缸的流量 478.2.1传动液压缸的流量 478.2.2输送缸的流量 478.2.3定位液压缸的流量 47结论 48致谢 49参考文献 50附录 51附录一 511英文资料 512中文翻译 541绪论1.1混凝土输送泵泵车1.1.1混凝土输送泵的应用混凝土输送泵广泛应用于建筑业中的混凝土输送，特别是大型施工工地输送混凝土作业，可大大减少由人工运送造成的繁重的体力劳动，极大地提高了工作效率。随着大型施工的兴起，对混凝土的搅拌运输，要求实现机械化的需要，液压技术的应用在混凝土输送机械化的实现过程中起到了重要的作用。混凝土泵车是由在汽车底盘上装配一套液压设备，用液压缸驱动活塞式混凝土泵来实现混凝土的输送。其优点是可以自行移动操作方便，易实现过载保护安全可靠，并能实现远距离操作泵。混凝土输送泵泵车的液压系统由混凝土输送泵，混凝土搅拌，冷却，清洗，臂架与转台等系统组成。1.1.2混凝土泵送设备及其发展在混凝土工程施工过程中，混凝土机械需求量很大，广泛应用于工业、建筑业以及国防施工等工程建设中。在工业发达国家混凝土机械生产的先进程度标志着一个国家制造业的水平。经过几十年的发展，我国混凝土机械己成为建设机械重要组成都分。尤其是混凝土行业不失时机地在1988年10月咸阳全国混凝土机械行业大会上提出了发展我国混凝土搅拌站(搅拌楼)、混凝土搅拌输送车、混凝土泵车(包括混凝土泵)、散装水泥运输车的“一站三车”的战略口号，加速了我国商品混凝土机械的发展。在20世纪九十年代初期，我国混凝土机械的生产已初具规模，年产搅拌机为12—14万台、混凝土泵(包括臂架式混凝土泵车)约13—15万台左右、散装水泥车约800台左右。到20世纪末期，国产商品混凝土机械的市场占有率已达85％以上，其总量分布及产品增量情况大致如下：①混凝土泵销售量。2002年混凝土泵生产排序为三一重工、中联重科、山东方圆集团。②混凝土泵车销售量。2001年总量为3000台，年增长大约为106%。三一重工、中联重科和普茨迈斯特公司分列销售业绩前三名。③混凝土搅拌输送车。2001年13家生产企业统计销售量为2336万台，其中销售量较大的有安徽星马527台，辽宁海诺425台，上海华建371台，唐山专用汽车制造厂368台，徐州利勃梅尔混凝土机械有限公司297台。2002年混凝土搅拌输送车销售形势大好，达3500余台，其中上海华建年产800余台，产销都比上年度翻一番，创历史记录。④混凝土搅拌站(楼)销售量。据2001年14家混凝土搅拌站(楼)生产企业的统计，销售混凝土搅拌站(楼)554台，2001年混凝土搅拌站(楼)总销量约为700—750台套。而据26家生产企业的统计，今年生产销售混凝土搅拌站(楼)900台套，比2001年增长66％，由此可看出大型混凝土搅拌站(楼)增长势头强劲。⑤混凝土搅拌机销售量。据13家生产企业的不完全统计，2002总共生产混凝土搅拌机20809台，其中自落式搅拌机154866台，强制式搅拌机5324台．自落式与强制式之比约为3：1。⑥散装水泥运输车。2001年3家生产企业统汁共销售散装水泥运输车1500余辆．其中安徽星马一家就达1013辆，唐山专用汽车制造厂296辆，中建二局洛阳建机190辆，全国总销量大约在2000辆左右。混凝土机械的发展是伴随商品混凝土需求而发展起来的；国外一些经济发达的国家，如美国、瑞典、日本等．商品混凝土的生产比重已经占到90％以上。我国颁布的《散装水泥发展“十五”规划》发展目标要求．直辖市、省会城市、沿海开放城市和旅游城市要积极发展预拌混凝上；其他城市2005年底起，禁止在城区现场搅拌混凝土。搅拌混凝土生产能力可达到3亿立方米，顶拌混凝土与混凝土浇筑总量的比例将达到20％．其中大小城市要达到50％以上。据统计，混凝土总供应能力约1．3亿立方米。在今后3年时间里将要增加2亿立方米的供应能力，这给混凝土机械行业提供了巨大的发展商机。1.2混凝土泵送技术的发展1.2.1国外混轻土泵送技术的发展概况(1)德国1907年德国开始研究混凝土泵，并取得专利权，制造出第一台混凝土泵;1927年德国的弗利茨.海尔设计了“—种新型混凝土泵，并第一次获得应用：到1930年，德国又制造了立式单缸球网活塞泵(图l—1)：由于这种泵是靠曲柄和摇杆传动，又是立式单缸。因而工作性能较差。其后德国的托克里特公司仿照了荷兰人库依曼在1932年发明的库依曼型混凝土泵(图1-2)、这种泵有一个卧式缸及两个由联杆操纵联动的旋转阀．从而极大地提高了混凝土泵工作的可靠性。至今，混凝土泵仍然保留着这种设计的基本特点．只是在动力机构和阀门方向进行了改进。20世纪50年代中叶，前联邦德国的托克里特公司发明了用水作为工作介质的液压泵，这使混凝土泵进入了一个新的发展阶段、1959年、前联邦德国施维英公司生产第一台真正意义上的全液压的混凝土泵．从而奠定了现代混凝土泵的技术基础。到20世纪70年代中期，前联邦德国有7、8家公司生产液压混凝土泵，规格型号超过50余种，产品大部分出口，混凝土泵的输送距离已达水平距离为600m、垂直距离为如90—110m，泵送压力最大达20MPa，输送量为l10m³前联邦德国拥有一些规模较大的混凝土泵制造企业，如施维英、普茨迈斯特、埃尔巴、特卡、莱两、威欣、利勃海尔、威格特、托失里特和赛勒、施泰持等公司，皆拥图1-1立式单缸球阀活塞泵活塞；2-混凝土缸；3-连杆；4-摇杆；5-气筒；6-喂料叶片；7、9-球阀；8-连通管；10-混凝土输送管图1-2J.C库依漫型卧式缸混凝土泵1-活塞；2-混凝土缸；3-吸入阀；4-排出阀5-操纵吸入阀的连杆；6-操纵排出阀的连杆；7-料斗；8-混凝土输送管有较大的生产能力，产品性能—般都较好。20世纪90年代初期，德国生产的混凝土泵，最大排量为159立方／时，最大水平运距达640m，最大垂直运距为62m、德国施维英公司自1995年开始生产混凝土泵车，1998年推出42m布料杆架臂。1982年该公司摒弃了刚注册专利的S管阀后，推出了阀。与“S”形管阀相比，阀零部件受力情况得到改善，阀室流道短，结构紧凑，并一直独家享有此专利。随后在20世纪80年代中期，施维英公司又开发了臂长为50m的泵车，并且产品已形成系列化。混凝土泵车布料杆的垂直高度为16—52m，共13个品种。布料杆节数有二节、三节，最多有四节，最大混凝土输送压力为5.5—10.8MPA，泵车底盘驱动形式最大10x6。同时该公司亦很重视塔式臂架泵的开发．这种高大的泵送设备特别适用于长期的大型工程和在预制构件厂中装备应用，其产品性能见表l—2。表1-2施维英KVM泵主要技术性能(2)美国美国也是混凝土泵发展较早的国家。1913年美国人考纳尔取得专利权，并制造出第一台混凝土泵。在20世纪30年代中期，美国的钦贝尔特公司得到了生产荷兰库依曼型混凝土泵的特许，陆续制造了具有活塞式混凝土泵形的库依显型混凝土泵，并在混凝土工程施工中得到应用，但直至第二次世界大战，混凝土泵仍处于小规模的试用阶段。其后．在1963年，美国查伦奇—考克兄弟公司研制成功了一种挤压式混凝土泵。这种泵的工作原理与活塞式混凝土泵迥然不同，它是利用转动的滚轮挤压软管中的混凝土混合物来进行泵送的。这种混凝土系构造简单，价格低廉，一度很受欢迎。美国有不少混凝土泵制造企业，如罗斯、伊利、霍内、瑞德、福来纳、摩根、汤姆逊、混凝土泵公司等。在20世纪60年代和70年代初，挤压式混凝土泵车在美国应用较多。随着混凝土泵技术的发展和完善，活塞式泵逐渐增多。70年代，美国生产的混凝土泵，其最大排量已达11立方／时，最大水平运距为610m，最大垂直运距为152m、20世纪70年代，美国泵送混凝土所占的比例为30％—40％，其中加利福尼亚地区发展较快，美国中部和东部地区普及较慢。至1980年，商品混凝土中用混凝土泵输送者约占50％。美国对于混凝土泵送技术的研究给予很大的重视，除去一些公司和个人进行研究外。美国混凝土协会委员会，按计划进行泵送技术研究，并制订出一些指导混凝土泵送施工的文件、法规、标准等，使美国混凝土泵送技术发展有规可循，普及率很高。(3)日本日本泵送混凝土起步较晚，促发展很迅速。在1990年，日本石川岛播磨申丁从德国托克里特公司引进输送量为10立方／时、水平运距为240m的机械式混凝土输送泵。其后，从1991年起向托克里持公司进行为期15年的液压混凝土输送泵长期技术合作。到1978年为止，石川岛播磨重工共车产了约2千台混凝土泵；与此间时，日本三菱重工公司于1961年同德国施维英公司进行技术合作，生产混凝土泵，到1978年：大约生产了1650台混凝土泵。历史上，由于日本从德国的施维英公司和美国的查伦奇—考克兄弟公司率先引进挤压式混凝土条技术，故其早期挤压混凝土泵居多。同时，绝大多数为汽车式混凝土泵，且带有布料杆者。日本生产的混凝土泵，在20世纪70年代其排量已达100立方／时，最大水平运距为600m．最大垂直运距为19m。到1974年已拥有混凝土泵3462台。随着泵送混凝土设备的发展，日本在1973年泵送混凝土所占的比例已达到60％．日本于20世纪70年代初即制订了“泵送混凝土施工规程”，用以指导实际施工。其后由于道路条件和施工现场建筑物密集的特点，日本设备小型化趋势明显。日本行川岛掐磨重工生产的IPGB—6N16型泵车，臂长为14m，排量为45立方／时，压力为6MPA，总重只有7.95t；IPH30B—1N13型泵车总重只有6t。可以看出，小型泵车重量虽轻，但性能参数并不低。目前．日本拥有一批大型混凝土泵制造企业，如三菱重工、石川岛播磨重、极东开发、新泻铁工所、营场、光泽、日工、田中等企业，产量都较高，产品向世界各国出口。日本生产的大型混凝土泵的主技术性能规格(活塞式)见表1—5。表1-5日本生产的大型混凝土泵的主要技术性能的规格（活塞式）由于泵送技术的发展，日本大量向中国和韩国等国家输出混凝土泵制造技术。日本建设省成立厂情报化促进委员会，以官、学、产三结合的方式来促进机械化施信息化。要求21世纪日本进一步提高建筑机械的可靠性、安全性、环保性、经济性、维修性；加速建筑机械产品向一体化(机、电、液、信)、多功化、多型化(主要是大型化和微型化)、较量化、组合化(模块化)、低高度化(便于在地下工程和狭窄场地施工)、节能化、能源多样化以及用材多样化方向发展，这为混凝土机械发展指明厂方向。(4)意大利意大利生产混凝土泵的厂家主要有华星顿公司、迅猛公司、里报公司等。华星顿公司于20世纪60年代开始研究制造商品混凝土成套机械，该公司特别重视对泵的泵送系统、液压系统和电气系统的研究与开发工作。他们开发的眼形摆管阀，其原理吸收了“s”型管阀特点，但在构造上、驱动形式上作了较大的改变，改善了驱动轴的受力，橄榄形的管阀截面减少了混凝土分配阎的摆动阻力，并提高了混凝土泵的吸入效率。该公司混凝土泵系列中最大的布料杆的垂直布料高度达47m，共有五节臂架，采用的液压系统，简单实用。西费公司生产20—150m³／h混凝土拖式泵以及21—52m臂长不等的混凝土泵．公司总共只有12人，其中设计人员2人，但通过计算机储存的技术资料进行组合设计．从而大大加快了产品开发进程，可满足不同用户的要求．并借助协作单位的力量、生产多种规格的混凝土泵臂架，取得较好的经济效益。(5)俄罗斯前苏联从1926年起研制混凝土泵。1932年的苏联的列宁格勒工业大学制造了双缸隔膜式混凝土泵，并在莫斯科运河工程上应用，由于存在许多缺点，未能得到进一步的发展。此后，依据荷兰库依曼型混凝土泵制造了单缸和双缸的带旋转阀的活塞泵、如BH1—5型、C—296型、E—15型和C—284型等。在前苏联混凝土泵送技术的大量研究工作是在第二次世界大战之后。1978年前苏联开始生产泵送量较大的BH—60型和BH—80型混凝土泵、CB—95型混凝土束，以及各种型式的独立布料的容量为7立方的混凝土搅拌运输车。由于施工设备配套，混凝土泵的应用规模逐渐扩大，在高层建筑和冶金企业建设中应用；BH—80型混凝土泵的的理论排量为80m³／h，水平输送距离为200m。垂立向上输送距离为80m，该车还带有外伸长度达17m的布料杆。20世纪，前苏联开发生产的混凝上泵类型逐渐增多。其中．压气吹送罐式泵送混凝土技术一度在世界领先。近年来，则特别重视开发适用于低温条件下的混凝土泵产品的发展现状。1.2.2我国混凝土泵的发展我国于20世纪初开始从国外引进混凝土泵。60年代初、上海重型机械厂生产了仿苏C—284型排量为40立方／时的固定式混凝土泵．生产中虽有应用．但未能推广。70年代初，原一机部建筑机械研究所与沈阳振捣器厂参照前联邦德国施维英公司的DPA—8型样机，合作开发了HB—8型固定式活塞混凝土泵，并于1973年11月通过了技术签定。这是一种单缸混凝土泵．采用球型分配阀，工作效率较低。后来，原国家建委建筑机械研究所又与湖南常德机械厂合作，于1978年6月研制成功HB—15型油压活塞式混凝土泵。与此向时，电力工业部水电局夹江水工机械厂参照日本70S—1型混凝土泵研制成HB—30型混凝土泵。该泵采用双缸液压泵送系统，分配阀为垂直轴蝶阀结构，并于1981年通过技术鉴定。此外，冶金部第一冶金建设公司研究所于1979年开发HB—12型混凝土泵。同期，北京市建筑研究所与北京建筑机械制造厂、北京市橡胶二厂和六厂协作，于1978年试制成功HBJ—30型挤压式混凝土泵，并在实际工程中加以应用。由上可知，我国从70年代开始，对各种型式的混凝土泵进行了研制，有的已通过技术鉴定，有的已小批量生产，并开始用于实际工程施工。20世纪九十年代中期我国大量从国外引进较先进的混凝土泵送设备，国产混凝土泵技术水平有了较大的提高。在1987年，建设部再次组织沈阳工程机械厂从德国普迈斯持公司引进BH-4型混凝土泵技术，并在此基础上设计了一种HBT-60型拖式混凝土泵，1990年通过鉴定。这种混凝土泵采用S型管阀，混凝土输送量为60立方/时，输送压力达10.6MPa。20世纪90年代我国混凝土泵制造技术得到了新的发展，混凝土泵的生产率为15立方／时至125立方／时．分配阀有s管阎、闸板阀、蝶阀等多种型式．其性能质量基本能满足国内用户的施工要求，年产总量在3000台的生产规模，大约占据国内市场的90％以上。臂架式混凝土泵在国内的工程中大规模应用是从1979年开始的，当时上海宝钢工程从日本三菱重工引进了19部DC—S115B型混凝土泵，配以容量6立方的混凝土搅拌输送车，在各种大型钢筋混凝土工程上得到应用，其中包括混凝土量6910立方的转炉基础、4420立方的1号高炉基础、2252立方的汽轮机基础、3283立方的锅炉基础和3096立方的焦炉基础等大型构筑物，为我国大规模推广应用及研究混凝土泵打下了基础．与此同时，上海第八建筑工程公司仿制了前联邦德国托克里特以水作为压力介质的臂架式混凝土泵；华东电力建设局设计的C—65型混凝土泵在1980年通过厂技术鉴定。20世纪80年代，国产泵年产量约在50台左右。1983年湖北建设机械厂投资150万美元引进了日本行川岛播磨重工的IPF85B型混凝土泵，并研制生产了楚天牌HJC7085管架式混凝土泵，在1985年被国家经贸委确定为替代进口产品。1988年又在引进的基础上研制生产了具有国产底盘的HB85A型管架式泵并通过建设部鉴定，此时国产化率达84％。同时，利用这一技术开发的拖式混凝上泵也于同年通过鉴定投产，该泵用的集流阀组和混凝土分配阀于1990年分别在贵州183厂和湖北建机公司研制成功。到80年代末期，国产85B型泵在市场的保有量已达120台量，打破了我国泵送机械市场依赖进口设备的局面。20世纪90年代初期，我国混凝土泵系列化初具雏形：在1993-1994年期间，湖北建机公司又与日本石川岛播磨重工合作开发生产厂具有点低压切换功能的IPF100B-8E27臂架式混凝土泵，改写了中国建筑市场上无大型国产混凝土泵的历史。与此同时，内蒙古第二机械制造总厂与德国合作，生产了NR5240TBC-RC臂架式混凝土泵；徐州混凝土机械厂与德国普茨迈斯持公司合作生产了BC90-32型臂架式混凝土泵；清沉工程机械与日本三菱重工合作生产了HB60型臂架式混凝土泵，我国自己生产的臂架式混凝土泵呈现多品种、系列化雏形，但国产化率比较低．销售价格比较昂贵。目前我国生产的混凝土泵布料杆垂直高度有17m、21m、27m、32m、36m、37m、42m、47m八种，臂架节数有三节和四节两种；混凝土输送量有50立方/时、85立方/时、100立方/时、115立方/时、125立方/时五种；混凝土输出压力为4.6-8.2MPA主要选用底盘驱动形式为4x2和6x4两种型式的日本五十铃、国产北方奔驰、斯太尔等汽车底盘。泵的臂架、底架、支腿、转台等主要钢结构均采用高强度钢板。液压系统有开式和闭式两种．其中对主油缸与阀油缸的控制是采用顺序回路和卸荷回路。液压系统中使用的各种阀的安装形式有分离式、集成式和插装式等多种。主油缸活塞的密封有多种形式，主要采用U形密封圈、矩形密封团、活塞密封圈、活塞环密封圈。泵混凝土分配阀形式主要有闸板阀、“s”管阀两种。同时在提高混凝土分配阀的使用寿命、减少磨损等方面做出厂大量的、卓有成效的研究工作。通过上述工作，我国自行设计与制造的混凝土泵得到了较大发展，性能质量基本上能满足用户要求。目前，混凝土泵主要集中在三一重工、中联重科、普茨迈斯特机械(上海)、湖北建机、安微星马、宁海诺等企业，产量占全行业的95％，相信在不长的时间内在产品质量上也能赶上世界先进水平。拖式混凝土泵是在臂架泵的基础上生产的一种经济性混凝土输送泵。“七五”期间．我国所研制的混凝土泵的关键部件如集流阀组、闸板式混凝土分配阀、s型管形混凝土分配阀、主泵送油缸以及主油泵的生产加工技术日趋成熟，已基本具备生产拖式泵的能力。1990年湖北建机厂研制出第一台拖式泵，1991年经建设部鉴定后即投入小批量生产；1995年又研制生产了大排量、具有高低压切换功能的HBT-90型拖式泵。到20世纪90年代中期，国产拖式泵的生产技术得到了较快的发展，生产企业由“七五”期末的1到2家发展到十家，在短短5年时间内已经形成系列化产品：日前我国生产两大类拖式泵：一类是以采取日本岛播磨重工技术为代表的中低压闸板式拖式混凝土泵，型号有HD20、HD50、HDT60，其零部件全部国产化；另一类是以采取德国普茨迈斯持、曼内斯曼、力士乐技术为代表的中高压已达70％，但关键性液压元件仍依赖进口。HBT80(柴油机)，我国从1952年起开始生产混凝土搅拌机，到1963年，混凝土机械生产厂家增加到21家，已达到年产混凝土搅拌机274台、年产振动器200台的生产规模。20世纪初到70年代中期，我国开发了一些混凝土搅拌站(楼)设备，但发展不快。到1978年，混凝土设备生产，由—家增加到79家v、每年产搅拌机39台。振捣器735台、搅拌输送车l0台、搅拌站(楼)13台；80年代以后，我国混凝土搅拌站(楼)发展较快，年产混凝土搅拌站(楼)大约在360套台左右。进人21世纪，混凝土搅拌站(楼)已经达到400台套的年生产能力，所生产的搅拌站(楼)的规格、品种和性能质量可以满足国内用户的施工要求，与其相配套的混凝土搅拌输送车也有很大的发展，年产量已达3500台左右．混凝土布料杆和布料机目前国内生产的混凝土布料杆有手动和机动的两种、在20世纪80年代中期，手动机械式布料杆问世，它的布料半径l0m，臂架采用两节臂水平折叠式，能作3阶回转、1989年至1991年，我国研制成功了HG28型独立式船用液压布料杆。该布料杆布料半径为28m，折叠方式为四节臂卷绕式，有手动、电动和有线遥控三种操作方式，其技术性能基本上达到了国外同类产，90年代初的水平。在1991—1992年研制了HB型独立式塔机布料杆．该布料杆安装在贝80型塔机的塔身上，采用液压驱动，布料范围大，适用于大跨度的房和电站等建筑物的混凝土浇筑。20世纪90年代中期，我国出现了内爬式布料杆，其布料半径在17—28m值径之内，按传动方式可分机械式和液压式两种。这种机型安装在建筑物的中心简或电梯井中，随着楼层的升高而爬升。由于这种布料杆不能移位，对某些边远区域需采用别的方式进行布料。内爬式布料杆主要特点是：①在电梯井筒内自升，无过多的塔身结构节．整机价格低廉：②电梯井筒一般位于建筑物中部，使混凝土布料杆有效工作半径得以充分利用。③可以较理想地完成包括竖向结构在内的整个建筑物结构混凝土浇筑施工作业。④混凝土布料机的固定不影响施工作业。⑤同移动式混凝土布料机相比，减少了混凝土输送管的拆、装、接的次数，且只有垂直拼接管而无水平接管。1965年7月建设部北京建筑机械综合研究所计发了HGY-l0型全液压式混凝土布料机。该机采用三节呈“z”字形折叠式臂架，布料半径为10m，自重2.3(不含配重)，操作方式为有线遥控式。它的优点是结构紧凑，移动灵活，操作方便，使用时可放置在架子上或专门为其搭没的简易平台上，并可在问一楼面用塔吊机吊起移动以达到需要浇筑的面、墒、柱，使用完毕后用塔吊机吊下来放置，而不影响其他工种的施工；综上所述，目前国产混凝土设备得到了长足的发展，混凝土输送泵生产率已达125/h垂直输送距离可达250m以上，水平输送距离超过2000m；过长混凝土泵臂架长达47m，泵送高度达200m以上，大大扩展了工作范围；而120/h以下的搅拌站以及搅拌机等国产设备已占主导地位，国外混凝土机械进口数量逐年下降。2混凝土泵送技术的发展趋势与存在的问题2.1混凝土泵送技术的发展2.1.1国内泵送技术发展技术①混凝土的发展，大体上经历了从活（柱）塞式到挤压式再到活塞式，从机械式到液压式，从固定式到拖动式直到汽车演变过程。目前，液压活塞式混凝土泵已成为我国混凝土发展的主流。②混凝土泵的品种由单一型产品向系列化、多样化方向发展。企业的生产规模与品种不断随市场调整。例如三一重工开发的HBT12A二级配混凝土输送泵、湖北楚天开发的HBT60型混凝土拖泵、中联重科开发的HBT60.16110SBG高原型混凝土输送泵都属于新品种、新产品。③混凝土泵多用于输送大坍落度的混凝土，这样使泵送效率较高，但用水量大，如养护不好，易产生收缩裂缝，强度亦低，因此现在正趋向于减小坍落度。最近使用轻集料混凝土在逐渐增多，并向小坍落度的方向发展。因此，研究能稳定输送小坍落度预拌混凝土的高效混凝土泵、并解决泵送阀门的密封性能和生产耐高压的输送管是今后的一个重要课题。④由于采用国际配套、全球采购的方针，使我国混凝土机械的性能和质量上了一个新台阶。全球采购的实例如中联重科研制开发的ZLJ系列混凝土泵，它的主要配套件均选用世界名牌产品，如瑞典V0LVO卡车公司的底盘，意大利Anklet的布料臂与底架支腿总成，德国哈威公司的电液比例阀。力士乐公司的液压泵组及控制阀，NBB公司的有线遥控器，Stickle公司的分动箱，美国AB公司的电气元件等，其外构件从自制件也经过了仔细筛选和精心设计，因此确保了ZJ系列42m、47m的混凝土泵。⑤混凝土泵向提高其工作可靠性和效率方向发展。主要是用耐磨的高强度钢材，故进阀门系统，简便操作，保证机械在长时间(24小时以上)运转时不发生故障同时将注重降低能耗、降低噪声、降低污染，提高产品安全性、舒适性、维护和使用的经济性泵送压力逐步增大的趋势也很明显．国产拖式泵目前最大泵送压力为l0.5MPa，而国外的最大压力为28.5MPa。⑦19家实施西部大开发战略，但由于东西部经济差距大，西部开发时间路度长，不可能集中购买高、精、尖的大型设备，因此适合西部的自然环境，经济实用的产品将会有一定市场．如经济实用型移动式搅拌站、附臂式混凝土输送车等。⑧在电子技术和控制方面，各生产企业在提高产品的可靠性方而也做了不少工作，例如在混凝土坍落度控制要求比较严的场合，搅拌站都配有砂石含水量测定系统，以自动调整水、砂比例，以保证混凝土质量。混凝土泵和臂架式混凝土泵一般配置了有线遥控或无线遥控，以有效地掌握混凝土搅拌运输车的运行。2.1.2国外泵发展趋势国外泵发展趋势从在德国举行的首届鲍乌曼工程机械博览会和引进的国外先进的混凝土设备可以看出：泵在操纵、臂架结构、支腿型式以从其他细节上进行了技术改进，反映了泵在方便实用、智能化方向发展上又迈上了新台阶。研发多功能泵或特殊用途的泵送产品。例如，带搅拌筒的泵，其持点是有利于缩短整个泵送环节．更为快捷、方便，尤其适合小量混凝土需求市场，西费公司这类产品在市场占有优势；又如针对隧道施工的喷射机，有多家公司生产；再如美国ELT公司推出的P70多功能布料机，它将起重机、工作平台和混凝土泵合二为一，用于基础工程施工很有特色；在搅拌输送车上安装小型布料杆和混凝土泵送系统，其布料杆而度为6m和21m，混凝土泵送量为功50，施工对象主要是小型工地和房屋维修工程；还有在臂架端部安装工作斗，可以输送到高空进行作业。②混凝土泵在获取动力的技术方面，同外已研究开发多种型式。一种足汽车变速箱带有全功率输出端，然后连接传动轴驱动油泵，这种取力方式十分方便．无机改动汽车底盘的传动系统，工作安全可靠；另一种形式是，在汽车底盘前后传动轴之间安装取力箱，以适合传递不向的功率、扭矩、转速，并可以配置安装备种油泵。③出于底盘承载能力、布料杆加长后，泵的造价、整车性能参数匹配、道路条件和施工现场建筑密集等原因，泵向大型化发展的趋势减缓。综上所述，国外混凝土泵向智能化、多功能化、大型兼小型化的方向发展。对布料杆操作采用新技术，无线遥控技术、计算机控制技术、电液比例技术、负荷传感技术等.但混凝土泵在推广上也遇到泵送设备投资大、技术条件要求高、机械设备容易出现故障等问题。然而由于其施工速度快，浇注质量好、缩短工期、综合经济效益好、又能做到保护环境做到文明施工，故用泵送方法施工已是大势所趋，选用混凝土泵一般应考虑底盘和泵送混凝土的输送距离、排量等几个参数。底盘体现越大能力与提供动力的能力，而另外二个参数，受车臂架伸展长度的限制。国产泵的输送垂直距离最大可达47m、最大排量为125m³／h，最大泵送压力可达14Mpa。国产拖式混凝土泵的输送水平距离最大可达150m、最大排量为80—120m³／h。最大泵送压力可达15MPa。故一般应根据建筑物高度(深度)、现场施工状况来选择泵型、泵。除了合理选用混凝土泵以外，正确操作、精心维护也是重要的。混凝土泵各部位发生故障的概率如下；分配间阀心占35％、液压系统占20％、电气系统占10％、管道系统占25％、其他占10％，其中以分配阀磨损消耗最快，故要及时保养和更换系统由于堵塞而造成压力过大、各部位密封不好而发生晤油现象．或接头处被撕开。此外，电气、仪表部分都较精密，使用不当或维护不周也常常失灵，所以要重视对设备的维护和提高操作人员的素质。泵送混凝土进入建筑施工工地后必须解决一系列施工组织与管理问题、主要如下：①配备专职协调监督人员，建立可靠敏捷的信息系统．使施工处于有序状态。制订浇注方案，解决施工速度、浇灌方向利线路、施工缝留置位置以及与模板筋工序的配合关系，以使施工均衡连续。对于泵位置选择，应了解工作区域的障碍物、地面承受负荷的能力、施工现场与公路阻隔的情况，并且必须使支腿延伸到它们的末端位置。对于固定式泵机，泵机位置和输送管铺设应符合管路宜直、弯管宜少、线路最短、节点牢靠、拆卸方便等。④配置具有一定素质的机修、机管和操作人员．并能及时排除设备出现的故障。⑤解决关键工艺中的具体问题，以避免产生因施工丁艺不正确而出现的各种质量问题。3混凝土泵的组成与分类3.1混凝土泵基本组成混凝土泵主要由载重汽车底盘1、臂架回转装置2、臂架布料杆3、混凝土泵4、支腿5等部分组成，如图3-1所示混凝土泵布料杆伸展状态与工作状态见图3-1。图3-1混凝土泵基本组成1-汽车底盘；2-臂架回转装置；3-臂架布料杆；4-混凝土泵；5-支腿混凝土泵属于汽车改装设备。根据其作业能力选择载重汽车底腿类型，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车的头部。以方便混凝土搅拌输送车向泵的料斗卸料，混凝土料浆通过泵输料管。并经装在司机室后方的布料杆回转装置的输料管输送到各节布料杆的输送管，然后通过布料杆末端的软管卸出。3.2混凝上泵的分类混凝土泵按泵送装置形式的不同分为两类：挤压式混凝土泵和活塞式混凝土泵。（1）挤压式混凝土泵挤压式混凝土泵，安装有挤压式混凝上泵。一般通过驱动轴带动滚轮架和三个滚轮旋转，不断地挤压橡胶软管，起到吸压混凝土的作用。（2）活塞式混凝土泵活塞式混凝土泵安装有活塞式混凝土泵。活塞式混凝土泵结构先进、性能优良，混凝土分配阀类型繁多，并在工程施工中得到广泛采用，本设计将重点介绍活塞式混凝土泵。需要指出的是活塞式混凝土泵结构复杂，制造成本与技术含量相应较高。（3）混凝土泵的型号表示泵的汽车行业型号按GB／T9417和GB／T17350的规定内企业名称代号、车辆类型代号、产品序号、专用汽车分类代号和企业自定代号等织成：其说明见下图3-2和下表3-3。图3-2混凝土泵车泵号表示表3-3混凝土泵及泵的型号分类及表示方法3.3混凝土泵性能参数及名词术语3.3.1混凝土泵性能参数混凝土泵性能参数主要包括混凝土输送、混凝土布料臂、底盘部分。混凝土输送部分：泵送量、混凝土最大理论输出压力、分配机构换向时间、搅拌机构换向、泵送系统额定工作压力、料斗容积、料高度、分配形式。混凝土布料臂部分；垂直布料高度、水平布料半径、布料深度、回转角度、输送管直端部软管长度。底盘及整车部分：底盘型号、驱动形式、轴距、轮距(前／后)、柴油机额定功率及转柴油机最大扭矩及转速、整车最高行驶速度、整车最小转弯直径、接近角、离去角、前后悬、支腿跨距(侧x前M后)、后伸、总质量、整车外形尺寸(长x宽M高)。3.3.2混凝土泵(车)名词术语拖式固定式混凝土泵：安装在固定机座上的混凝土泵。拖式混凝土泵：安装在可以拖行的底盘上的混凝土泵。车载式混凝土泵：安装在机动车辆底盘上的混凝土泵。理论输送量：混凝土泵每小时输送混凝土体积的理论值。泵送混凝土压力：工作时混凝土泵出口的混凝土压力。泵送混凝土：在一定配合比范围内的适合于混凝土泵泵送的混凝土。泵送能力指数：混凝土泵工作时，其出口的泵送混凝土压力与实际输送量乘积的最大它是衡量混凝土泵泵送能力的一项综合指标。吸人效率：混凝土泵出口测得的试验混凝土实际输送量与理论输送量的百分比。反泵：将混凝土输送管内混凝土抽回料斗的工作状况。上料高度：混凝土泵工作时地面与料斗之间的距离。3.3混凝土泵构造(1)汽车底盘部分泵底盘部分的基本构造可参见相关汽车司机手册。由柴油机为泵臂架部分和泵送部分提供功力。(2)布料臂部分布料臂部分或称泵上装部分，它安装在汽车底盘上，应与底盘与尺才规格完全配套。臂架分为数节，每节由高强度钢板焊接而成，起到支撑混凝土输送管的作用。行架的运动由节与节之间的液压油缸推动。臂架的回转靠臂架基座上的P1转支承和回转机构进行运动。臂架的动作可以由遥控器或比例阀操纵手柄进行控制。布料机构是把输送管安装在臂架下。其形式有接向式、伸缩式、折叠式三种形式。初期的布料杆大多是在现场安装的接高式和伸缩式。为折叠式，其俯仰、伸缩、旋转动作全部使用液压油缸控制，动作灵活。折叠式布料杆根据其折叠方式义分多种，如前下支点s型、前上支点z型、前下支点z卷绕型、后支点苍绕到、前上支点卷绕型、前下支点z型、前上支点Z型、后上支点s型等。第一节臂的活动范围为60°第二节臂的活动范围为90°—180°，其余节臂的活动范围在180°—270°之间。回转机构可使布料杆作360°回转：回转支承座可以放在司机室的后方或体尾部，但大多数是放在司机室的后方。因为它有利于臂架的加长并减少后桥的载荷；将泵安装在车体后部，则重量大部分由后桥承担，这种布置方式对后桥作为驱动桥有利，末端软管也有一定的工作长度，在浇注时，应尽可能的接近浇注区域，以防止混凝土浪费。(3)泵送部分泵送机构由两只主油缸、水箱、换向装置、一组混凝土活塞、料斗、分配阀、摆臂组摆动油缸和出料口组成。泵送混凝土料时，在主油缸作用下，一个混凝土活塞前进，另一个混凝土活塞后退，同时在摆动油缸的作用下，一个混凝土缸与分配阀连通，另一个混凝土缸与料斗相通。这样，后退的混凝土活塞将混凝土吸入混凝土缸；前进的混凝土活塞将混凝土缸内的混凝土料送入分配阀而泵出。当混凝土活塞后退至行程终端时，会感应换向装置，使主油缸换向、摆动油缸换向，从而实现连续泵送。3.4混凝土泵与混凝土分配阀3.4.1混凝土泵基本类型混凝土泵作为混凝土泵的心脏部分，它关系到泵的总体技术性能和技术参数，故现有很多人致力于新型混凝土分配阀的研究开发。现有的混凝土泵结构类型及泵送原理见表3-5。表3-5混凝土泵的泵送原理拖式混凝土泵是目前应用较多的一种混凝土泵。拖式泵主要有活塞式和挤压式两种泵型，外观分别见图3-6和图3-7，其中液压活塞式代表着混凝土泵的发展方向。液比活塞式混凝土泵，按照阀门形式分为四大类。3.4.2阀的种类①转动式分配阀转动式分配闽阀芯有圆柱形、球形等几种。这种阀的阀芯与阀体间磨损超过2米时则不能继续使用，并且这种阀的体积相对较小，生产率相应较低。②闸板式分配阀闸板式分配阀动作准确而迅速，在工作压力作用下，闸板与阀之间的间隙能自动补偿，并且依靠闸扳的侧面密封使其密封性能较好。闸板阀是整体形式，维修方便。特别是混凝土中石子不易卡住间板，闸扳可以粉碎石子实现换向。③管形分配阀它是以管件摆动来达到混凝土吸入和排出的一种结构形式。这种分配阀置于料斗中，它一端与输送管接通，另一端可摆动。它的优点是离地高度降低，便于混凝土搅拌输送车向料斗卸料。此外，它结构简单、流道通畅、耐用、易损件磨损后便更换。④雨兹型分配阀在混凝土泵送时，该阀混凝土缸向前移动,封闭混凝土入口并继续运动将混凝土压入输送管中。这种分配阀结构新颖,阀室通道短而流畅，压力损失小，吸入效率高，其缺点是液压系统较复杂。混凝土泵除混凝土泵送系统外、还有液压操作系统、混凝土搅拌系统、油脂润滑系统、冷却和水泵清洗系统，以及用来安装和支承上述系统的金属结构、车架、车桥、只脚，导向轮等。图3-6混凝土泵结构类型图3-7活塞式混凝土泵1-料斗；2-集流阀组；3-油箱；4-操纵盘；5-冷却器；6-电器柜；7-水泵；8-后支脚；9-车桥；10-车架；11-排出量手轮；12-前之脚；13-导向轮3.5混凝土泵液压操作系统液压操作系统包括混凝土泵送回路和自动换向回路。它出柴油机或主电机驱动土油泵产生的压力油工作。并通过各种操作系统，来实现混凝土排出量的调节。混凝上泵送回路由油箱、主油泵及排量调节阀、主安全阀、顺序阀、减压阀、储能器、各种液压换向阀以及闭合回路等组成。3.6混凝土搅拌系统混凝土搅拌系统由搅拌油泵、搅拌换向阀组、搅拌油马达、链传动机构以及装在料斗中的搅拌叶片组成。它的功能是将倒人料斗中的混凝土搅匀，井增加吸人混凝上的效果。该系统一般由搅拌油泵产生压力油来实现。作业中一旦搅拌叶片被集料卡住，搅拌换向阀组能自动瞬时换向，使搅拌叫片反转，然后恢复正常运转。3.7混凝土泵油脂润滑系统油脂润滑系统是为减少各种阀杆、各种轴系以及混凝土活塞等摩擦和磨损部位而设置的。它主要由润滑脂泵、润滑脂分配阀、润滑脂箱以及各润滑点的单向阀和管道组成：3.8混凝土泵冷却系统冷却系统担负冷却油液的功能。当主动力启动时，高温油液被泵人冷却器，使油温降低、随后油液通过主滤油器实现过滤。当油温升高到一定温度时，启动冷却器风扇，帮助降温。3.9混凝土泵清洗系统当混凝土泵作业完成后，必须对混凝土泵、管道、料斗等进行清洗。力有不同的取力形式。3.10混凝土泵试验方法混凝土泵目前还没有相应的试验方法，这里介绍与其相似的高空作业伞试验方法(GB/T3—85)以作为参考。作者结合系车作了一些必要的修改，但仍有很多地方需要作出进一步的修改和完善。有关混凝土泵的试验方法，可参阅国家标推混凝土泵(GB／T3-41)中的试验方法、检验规则和国家标准混凝土机械术语(GB/T4—87)这两部分进行操作。一般试验条件是指混凝土泵在进行各种试验工作前所必须共同具备的试验条件要求如下：(1)混凝土泵装配齐全，调整合格。(2)按规定使用燃料、液压油和润滑油。(3)轮胎气压应不超过规定位的110％。(4)试验的混凝土泵应按照使用说明书中的规定进行技术保养井作详细记录。(5)试验车在试验前可进行预热行驶和操作，其热状态应符合下述的规定；(6)除特殊规定外，试验路面应是乎整、干燥和清洁的水泥或沥青路面，跑道直线长度为3km左右，宽度不小于8m，在测量区段1．5km范围内的道路其纵向和横向坡度不大于0.3%。(7)发动机出水温度为80—90摄氏度；②发动机机油温度为仍—95摄氏度；③变速器和驱动桥润滑油温度；④液压油温度；⑤试验时，风速不大于3，气温在10—35摄氏度；3.11混凝土泵的验收混凝土泵的验收是指对试验车在正式试验前应做的登记和检验工作。(1)应登记的内容为生产厂名、车牌号和型号、出厂编号、定载人数、发动机型号和编号、底盘型号和编号以及出日期等。(2)混凝土泵的外部检查；检查混凝上泵发动机和底盘各总成、零部代：和附件、回转工作台、各液压油缸、液压阀、液压马达及电气部分，并检查随车工具的完整性、车身漆的色泽及其均匀性、漆膜的牢固性、外部紧固件的紧固程度、各总成的润滑程度及其密封状况。(3)混凝土泵装配质量的检查。按照混凝土泵装配技术条件的规定，进行r列各项的检查：①车门、侧窃、驾驶员门的启闭、座椅的同定；②点火系统、燃料供应系统、冷却系统的调整；③机油的压力；④发动机的转速；⑤转向盘的自由转动巴、制动踏板和离合器踏板的自由行程、制动鼓与蹄片的间隙；⑥变速器的操纵；⑦液压系统；⑧电路系统；⑨36全系统。混凝土泵空运转应包括道路行驶、臂架伸展与收拢、回转二个项目的检测可参考表3-8规定，空运转后技术状况检查记录技表3-9填写。表3-8试验前空运转方法表3-9试验前空运情况登记表3.12混凝土泵主要结构参数和技术特性参数的副定(1)目的测定结构参数和技术特性参数，检查其是否符合技术文件中的规定。(2)质量参数及重心位置的测定1)测定条件①测量设备用磅秤或车轮负荷计，其精度为10.1%，秤台面积应能将整个混凝土泵放在上面，秤台出入口地面应与台面在同一水平面上，称量前应对磅秤进行校验；②混凝土泵各部分应清洗，去除一切泥土、污物；③燃料、润滑泊、冷却水、液压油必须加足：④驾驶室内座位应坐人。2)质量参数的测定称量整车整备质量与各轴轴载质量时，试验车先从一个方向驶向秤台，依次称前桥轴载质量，整备质量G及后桥轴质量M，然后调头，从相反方向测定前桥轴载质量、整备质量端及后桥轴载质量跳，然后分别取二次读数的平均值；称量时，混凝土泵府停稳，发动机熄火，变速器置于丰档，并且不允许用角木顶车；测量结果按表3-10。计算．表3-10质量参数测定计算表（kg）3)重心位置的测定①重心水平位置的测定混凝土泵的重心与前桥、后桥中心线的距离等参数的计算，见图3-11。表3-11泵重心计算方法表（mm）4混凝土传动方案设计4.1传动类型的选择4.1.1液压传动的研究对象液压传动研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科。液压传动是利用各种控制回路和各种控制元件，再由若干回路有机结合成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量传递，转换与控制。因此要研究液压传动及其控制技术，就首先要了解传动的介质的基本物理性能及其静力学，运动学和动力学的特征；要了解组成系统的各类液压元件的结构，工作原理与工作性能以及有这些原件所组成的各种控制回路的性能及特点，并在此基础上进行液压传动的控制系统的设计。液压传动所用的介质事液压油或其它合成液体，液压传动传递的动力大，运动平稳。但由于液体的粘性过大，在流动过程中阻力损失达，因此不适宜远距离传动和控制。4.1.2液压传递的工作原理一部完备的机器都是有原动机，传动装置和工作机三部分组成。原动机是机器的动力源；工作机事机器直接对外做功的部分；而传动转动装置则是设置在原动机和工作机之间的部分，用于实现动力的传递，转换与控制，以满足工作机对力，工作速度及位置的要求。按照传动件的不同，有机械传动，电气传动，流体传动及复合传动类型。液体传动又包括液力传动和液压传动。液力传动是以动能进行工作的液体传动。液压传动则是以受压液体作为工作介质进行动力的转换，传递控制与分配的液体传动。由于其独特的技术优势，已成为现代机械设备与装置实现传动及控制的重要技术手段之一。液压传动的实质是以流体的压力能来传递动力的。4.1.3液压传动系统的组成液压传动系统有以下几个部分组成：（1）能源装置把机械能转换成流体的压力能装置，一般最常见的是液压泵或空气压缩机。（2）执行装置把流体的压力能转换成机械能的装置，一般制作直线运动的液压缸与做回转运动的液压马达等。（3）控制调节装置对液压系统中的流体的压力，流量和流动的方向进行控制和调节的装置。例如溢流阀，节流阀，换向阀等。这些元件的不同组合成了能完成不同功能的液压系统。（4）辅助装置指除以上三种以外的其他装置，如油箱，过滤器，空气过滤器，油雾器，储能器等，它们对保证液压系统可靠和稳定地工作有重大的作用。（5）传动介质传递能量的液体即液压油。4.1.4液压传动的优缺点液压传动在组成控制系统的时候，与机械装置相比其主要的优点是操作方便，省力和系统空间的自由度较大，易于实现自动化且能在很大的范围内实现无级调速，传动比可达100：1至2000：1。如与电器控制相配合可较方便地实现复杂的程序动作和远程控制。此外流体传动还具有传递运动的平稳，反应速度快，冲击小，能高速起动制动和换向；易于实现过载保护；流体控制元件标准化，系列化和通用化程度高有利于缩短系统的设计，制造周期和降低制造成本。液压传动也有一定的缺点，例如传动介质泄露和可压缩性会使传动比不能严格保证；由于能量传递的过程中压力损失和泄露的存在使传动效率低；流体传动装置不能在高温下保证正常工作；流体控制元件制造精度高以及系统工作过程中发生故障不容易诊断等。4.1.5液压传动的应用及发展在工业生产的各个部门应用液压传动的出发点事不尽相同的。例如，工程机械，矿山机械，压力机械和航空工业中采用液压技术的主要原因是取结构简单体积小重量轻输出力大；床上采用液压传动是取其能在工作过程中方便地实现无级调速，易于实现频繁的换向，易于实现自动化；在电子工业，包装机械印染机械，食品机械等方面也广泛的应用。表4-1是液压传动在各类机械行业中的应用举例。表4-1液压传动在各类机械行业中的应用举例行业名称应用举例行业名称应用举例工程机械挖掘机，装载机，推土机轻工机械打包机，注射机矿山机械开掘机，提升机，液压支架灌装机械食品包装机，真空镀膜机建筑机械打桩机，液压千斤顶汽车工业高空作业车，汽车起重机冶金机械轧钢机，压力机，铸造机械加料机，压铸机锻压机械压力机，模锻机，空气锤纺织机械织布机，印染机机械制造组合机床，冲床，自动线液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，以有300多年历史了，但其真正的发展只是在第二次世界大战后近60年的时间内，战后液压技术迅速发展为民用工业，在机床，工程机械，农业机械汽车等行业中逐渐推广。20世纪60年代以来，随着原子能技术，空间技术，计算机技术的发展，液压技术得到了很大的发展，并渗透到各行领域中去。当前液压技术正向高压，高速，高效，低噪声，经久耐用，高度集成化的方向发展。同时新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD），计算机辅助测试（CAT），计算机直接控制（CDC），计算机实时控制技术，机电一体化技术，计算机仿真和优化设计技术，可靠性技术，以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。4.2分析工况及设计要求4.2.1绘制系统草图机床工况由题可知为：定位液压缸输送缸传动液压缸定位↑吸→进←松开↓排←退→按设计要求，希望系统结构简单，工作可靠，估计到系统的功率很大，且连续工作，所以要选定一个功率大的液压泵与大功率的电动机；考虑到S摆管在料斗中来回的运动，它与混凝土之间将产生较大的负载力，故采用回油节流调速的方法；为了提高在定位时的稳定性与可靠性，故定位系统应采用单向阀与储能器的保压回路，并且不能用减压阀，使定位压力与系统的调整压力一致，以减少液压元件数量，简化系统的结构；综上考虑，绘制出表4-2表4-2参数缸的名称负载（N）材料行程(mm)传动缸17.645#368输送缸17.645#368定位液压缸7.2×45#400系统中采用Y型三位四通换向阀是为了使两传动缸可以实现一个工进，一个后退，并使换向平稳。电磁阀得失电时可以来控制工进与后退的时间，而且它还控制着定位液压缸。定位液压缸是用来控制S摆管与输送缸相连的。通过电磁阀就可以实现设计的要求。液压原理图混凝土输送泵系统主要由传动缸、输送缸、定位缸、S摆管、液压泵、料斗及油箱组成。液压原理图4-1图4-1液压原理图4.2.2工作原理当料斗中注满混凝土之后，开启控制液压泵的电动机。同时启动了Y型三位四通换向阀与之相连的电磁控制换向阀。液压油先使传动液压缸一工进，使传动液压缸二后退。传动液压缸就可以通过控制活塞杆来使输送缸实现同时的吸与排两种工况，电磁控制换向阀这时控制着定位液压缸，让定位液压缸的两个极限位置正好是输送缸的两个接口。定位液压缸两个工况是定位与松开，定位液压缸一处于定位状态时，定位液压缸处于松开的状态。此时S摆管正对着输送缸一的接口。同理通过电磁控制换向阀来实现S摆管的换向，从而达到S摆管一直处于输送混凝土的状态。所以该系统中有两套主液压缸、输送缸与定位液压缸，可以实现左右的交替工作，从而可以实现混凝土的连续的输送。5主要元件的选择5.1液压泵的选择液压泵是向液压系统提供指定流量和压力的元件，它是每个液压系统中不可缺少的核心元件，合理的选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提供高效、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠性都是十分重要的。液压泵的工作原理：液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的。故一般称为容积式液压泵。图5-1所示的是一单柱塞泵的工作原理图。图5-1液压泵的工作原理图图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机的偏心轮1旋转使柱塞2做往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的变化。当a由小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油腔a实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地实现吸油与压油。选择液压泵的原则是：根据主机工况，功率大小和系统对工况性能的要求。首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力与流量的大小，确定其规格型号。一般来说，由于各类液压泵各自的突出特点，其结构、公用和运转方式各不相同，因此应根据不同的场合选择合适的液压泵。一般在机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵和限压