18米车载式布料机毕业论文.doc

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1、摘 要18米车载式布料机是一种由汽车底盘、混凝土输送泵、可回转和折叠伸缩的布料臂架系统等组成的高效混凝土浇筑设备。其中最重要的部件就是臂架系统，它负责将混凝土通过臂架上的输送管输送到各种复杂的建筑施工位置；它的布料性能体现在高效的工作适应性、灵活便捷的操作和机构、结构的高可靠性。 18米车载式布料机是一个专门服务于农村房屋和桥梁施工的短臂架产品，此产品的研发要求以二轴(桥)底盘上的最长18米臂架为饵标进行产品研发、分析及优化。论文以农村实际建设为依托，以设计出优质、高效18米布料臂架系统为目标，围绕材料力学分析、动力学分析及机械系统控制设计等方面中的关键技术问题进行了研究。关键词：车载式布料机

2、；臂架系统；短臂架 AbstractConcrete pump is the efficient concrete pouring equipment that consist of chassis、concrete pump、rotatable and collapsible telescopic cloth boom system. The most important part of the concrete pump is the boom system which transported concrete to the location of a variety of complex

3、 construction through the boom on the concrete pipes. In addition, the performance fabrics of the boom system works efficient、safe and adaptable,flexible and convenient to operate. 18m pump is the product that specialized service in the construction of rural houses and bridges short jib. The researc

4、h、analysis and optimization of the 18m pump is with two axes (bridge) on the chassis of the longest 18 meters boom as standard bait. Around the mechanics of materials analysis, dynamic analysis and structural optimization design and mechanical control system design and other aspects of the key techn

5、ical issues, the research rely on the actual construction of rural, aim to design a high quality, efficient 18 m boom pump system.Keywords: Vehicle-mounted spreader; Boom system;Short boom目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 车载式布料机介绍11.2 车载式布料机的发展概况21.3 短臂架布料机的现状与趋势41.4 课题来源及设计内容51.4.1 课题来源51.4.2 设计内容6第2章 方案

6、论证72.1 设计目标72.2 方案的拟定72.2.1 布料机样式的确定72.2.2 布料机臂架基本参数的确定82.3 整体方案9第3章 泵车臂架系统103.1 臂架载荷分析103.2 臂架的设计原则103.3 臂架具体参数的计算103.3.1 节臂3尺寸及其铰接零件尺寸的计算113.3.2 节臂2尺寸及其铰接零件尺寸的计算213.3.3 节臂1尺寸及其铰接零件尺寸的计算313.4 回转支撑装置的选择433.4.1 载荷的确定443.4.2 回转支承装置的受力分析443.4.4 回转支承装置的强度计算463.5 回转驱动装置的选择及其传动分析473.5.1 回转阻力矩计算47第4章 液压系统的

7、设计494.1 液压系统工作原理494.2 系统的动作要求如下504.3 PLC的选择504.3.1 PLC品牌的选择504.3.2 S7-200系列CPU的选择514.3.3 PLC的I/O资源配置524.4 控制系统硬件连线图54结 论55致 谢56参考文献57CONTENTS摘 要2Abstract3Chapter 1 Introduction61.1 Fabric machine Introductionn61.2 Vehicle overview of the development is the fabric machine71.3 status and trends of the

8、 Short boom pump91.4 Source topics and Design content101.4.1 Source topics101.4.2 Design content11Chapter 2 Demonstration program122.1 Design Goals12 2.2 Program development122.2.1Determination of fabric machine style122.2.2Pump truck boom determine the basic parameters132.3Overall program14Chapter

9、3 Pump truck boom system153.1 Boom load analysis153.2 design principles of the boom153.3 Calculation of specific parameters of the boom163.3.1 Its hinged arm three dimensions part size calculation173.3.2 Size and hinged arm 2 part size calculation273.4 selection of the rotary support device493.4.1 l

10、oad determination493.4.2 Stress Analysis of slewing device503.4.4 calculations of the Slewing unit strength523.5 selection and Transmission Analysis of the Rotary drive device 533.5.1 calculation of the Rotary drag torque53Chapter 4 Hydraulic System Design554.1 theory of Hydraulic System554.2 requir

11、ements of Operation of the system564.3 Selection of the PLC564.3.1 Selection of the PLC brand564.3.2 Selection of the S7-200 series CPU 574.3.3 The PLC I / O resource allocation584.4 Control system hardware connection diagram59 Conclusion62 Thanks63 References64VI第1章 绪论1.1 车载式布料机介绍车载式布料机,也可以称作臂架式混凝土

12、泵车,可以将它定义为:将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在汽车或拖挂车底盘上,沿着臂架架设输送的管道,通过最末端的软管,最终输出混凝土的设备1。混凝土泵车的基本结构见图1-1。1、底盘部分 2、回转机构 3、液压部分4、臂架系统 5、泵送系统 6、底架 图1-1 混凝土泵车的基本结构图泵车臂架拥有折叠、回转及变幅的功能，因此实际应用中能够在臂架所能及的区域内进行布料。泵车应用于建筑施工作业之中,能够非常便捷、合理的应用于各种混凝土输送情况,特别是垂直输送的情况,既可以完成混凝土现场的输送，又可以兼顾布料作业，且能保证二者同时进行,具有非常良好的泵送性能、布料范围广泛、浇筑的速度快、浇筑质量高、保

13、持现场工作环境的清洁、减轻作业人员工作的强度、机动性好和转移方便等诸多优点,所以得到人们的普遍青睐2。特别是在基础和低层施工以及频繁转移工地的时候,能够更好的凸显出它的优越性。只要是在臂架活动范围之内,就可以任意地改变混凝土的浇筑位置,而不需要在现场铺设临时的管道,这样就可以大大的缩短铺助时间,进一步提高工作效率。当混凝土浇筑的需求量很大或者超大体积、超厚基础混凝土的需要一次性浇筑时,泵车的优势就体现的更为明显3。目前,稍大规模的混凝土施工大都使用泵车泵送技术,特别是国家重点建设项目。泵车的使用范围已经拓展至水利、水电、地铁、桥梁、大型基础、高层建筑和民用建筑等工程。早已成为泵送混凝土施工机械

14、的首选机型,在建筑施工过程中必不可少。泵车是由汽车底盘、混凝土输送泵和臂架系统等组成用于输送混凝土的专用车辆,一般情况下,我们可以大致将混凝土泵车看做由六大部分组成:底盘部分、泵送系统、臂架系统、操纵控制系统、液压系统、回转机构、底架4。1.2 车载式布料机的发展概况 混凝土泵的研究最早开始于德国，1907年德国就开始研究混凝土泵，并有人取得专利权。此后，与1913年美国也有人制造出混凝土泵样机并取得专利。至1930年，德国制造了立式单杠的球阀活塞泵，这种泵由曲柄和摇杆传动，工作性能较差，使用价值不大。到1932年荷兰人库依曼制造出卧式缸的库依曼型混凝土泵，成功的解决了混凝土泵的构造原理问题，

15、大大的提高了工作的可靠性。此后混凝土泵即进入小规模的试用阶段5。第二次世界大战之后，各国陆续开始经济恢复工作，建筑工程规模日益扩大，混凝土泵的销路较好，应用日渐增多。五十年代中叶，联邦德国的托克里特（Torket)公司首先发展了用水作为工作液体的液压缸，使混凝土泵车进入一个新的发展阶段。1959年，联邦德国的施文英公司生产出第一部全液压的混凝土泵，它用油作为工作液体来驱动活塞和阀门，使用后用压力水冲洗泵和输送管。这种液压泵功率大，排量大，运输距离远，可做到无级调节，泵的活塞还可逆向动作以减少堵塞的可能性，因而使混凝土泵的设计、制造和泵送施工技术日趋完善。此后，为了提高混凝土泵的机动性，在六十年代中期又研