專利名稱：一種47米r型折疊臂架混凝土泵車及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種臂架泵，特別是公開一種臂架采用支點式"R"型折疊、泵送垂直高度 達47米的混凝土臂架泵車及其制造方法，本發明泵車可以一次同時完成現場混凝土的輸送和 布料作業，具有泵送性能好、布料范圍大、能自行行走、機動靈活和轉移方便等特點。在基 礎、多層建筑施工及需頻繁轉移工地時，使用47米混凝土泵車更能顯示其優越性，施工方便， 在臂架活動范圍內可任意改變混凝土澆筑位置，不需在現場臨時鋪設管道，可節省鋪助時間， 提高工效。特別適用于混凝土澆筑需求量大、超大體積及超厚基礎混凝土的一次澆筑和質量 要求高的工程。
背景技術：
目前，在國家重點建設項目的混凝土施工中都釆用了混凝土泵車泵送技術，其使用范圍 己經遍及水利、水電、地鐵、橋梁、大型基礎、高層建筑和民用建筑等工程中。近年來已經 成為泵送混凝土施工機械的首選機型。
混凝土泵車可以一次同時完成現場混凝土的輸送和布料作業，具有泵送性能好、布料范 圍大、能自行行走、機動靈活和轉移方便等特點。尤其是在基礎、低層施工及需頻繁轉移工 地時，使用混凝土泵車更能顯示其優越性。采用它施工方便，在臂架活動范圍內可任意改變 混凝土澆筑位置，不需在現場臨時鋪設管道，可節省鋪助時間，提高工效。特別適用于混凝 土澆筑需求量大、超大體積及超厚基礎混凝土的一次澆筑和質量要求高的工程，目前地下基 礎的混凝土澆筑有80%是由混凝土泵車來完成的。市場上泵車一般為3節臂桿和4節臂 桿，泵送高度有限，作業范圍較小，泵送方量不足，從而影響了工作效率。這就迫切要求一 種布料桿較長，靈活轉動，工作面積廣，泵送能力高、移動性強的泵車。
發明內容
本發明的目的是滿足市場需求，解決長臂架混凝土泵車制造難題，設計一種5節臂式R 型折疊臂架混凝土泵車，公開一種47米R型折疊臂架混凝土泵車及其制造方法。由于泵 車臂架越長，就越能提升送達的高度和廣度，本發明泵車將大幅度提升工程質量和施工效率。
泵車對平衡和穩定性要求非常高，加長臂架絕不僅僅是長度的簡單增加，臂架加長后， 泵車負載隨之增大，所有細微的增加都會影響到整個泵車的抗擺動性和平穩性，所以必須對 泵車整體結構進行全面調整、優化。本發明是這樣實現的 一種47米R型折疊臂架混凝土泵車，包括臂架系統、動力系 統、泵送系統、電氣系統和液壓系統，其特征在于所述動力系統采用底盤發動機通過變速
箱帶動傳動軸，再與分動箱(PTO)花鍵盤相連；位于分動箱(PTO)左側的液壓油泵與PTO
采用螺釘連接，液壓油箱與油泵組，油泵組與閥塊、閥塊與主油缸、擺動油缸分別采用膠管
連接，洗滌室與砼缸、主油缸及料斗分別采用機械連接，組成泵送系統的輸送部件；所述液 壓系統采用兩個主油泵串聯，主油泵與電液閥組以及主油缸連接成為主回路，在主油缸活塞
旁側設置接收主油缸活塞桿換向信號的換向傳感器，換向傳感器和主油泵的電路分別與PLC 可編程控制器連接；所述臂架系統包括臂架油泵、比例控制閥和帶平衡閥自鎖功能的執行油 缸，上述元件通過手動或無線遙控電比例控制閥，實現閥口的開閉，控制臂架油缸、支腿油 缸和旋轉馬達，臂架及支腿的伸展采用電液比例多路閥控制；所述的電氣系統采用可編程控 制方法工作；所述泵送系統的動力裝置提供液壓能驅動主油缸運動，主油缸帶動輸送活塞一 起伸縮，將料斗中的混凝土往復推出或吸入砼缸，通過擺動油缸往復換向壓到料斗的出料口； 所述液壓系統采用換向減排量方法工作，主油缸活塞桿將縮回到油缸底部時，通過換向感應 器檢測主油缸活塞桿的換向信號，換向感應器將換向信號傳給PLC可編程控制器，PLC可 編程控制器輸出指令，減小主油泵回路內的比例電磁閥電流輸出，從而減小主油泵輸出量， 確保主回油換向瞬間峰值壓力低于1.8Mpa。
所述的主油泵采用變量斜盤式軸向柱塞泵，包括比例電磁閥、活塞缸和斜盤，上述元件 的電路相互并聯，比例電磁閥閥芯右端設有彈簧，活塞缸內設有活塞桿，活塞桿與斜盤間采 用機械連接。
所述臂架采用支點式"R"型折疊，泵送垂直高度達47米。
所述的軸向柱塞泵根據臂架工作時的實際工作負荷自動調整斜盤傾角，以滿足上裝臂架 的實際流量，減少上裝部分液壓系統的發熱。 所述的支腿采用"JJ"型雙擺動伸縮支腿。
一種47米R型折疊臂架混凝土泵車的制造方法，其特征在于 1、設計液壓系統負荷傳感功能，使整機智能化，達到節能和功率匹配比合理要求。 發動機運轉油泵，即開始正常工作，如無實際工作負載，則油泵無用功浪費功率，所以 關鍵技術就是讓油泵運轉，耗能接近為零，本發明在系統中安裝檢測實際工作負荷傳載的液 壓元件，設計在電比例控制閥(即多路換向閥)內設置二級梭閥，通過負載傳感功能，測定 實際工作載荷。主油泵采用變量斜盤式軸向柱塞泵，其功能負責向多路閥提供流體動力，載 荷信號經油管反饋到主油泵信號油口，實際載荷增大、減少或無載荷時，主油泵斜盤根據傳 感信號，油壓力自動減小、增大斜盤傾角，以滿足實際負荷所需的流量，達到節能要求，并明顯減少液壓系統的發熱。
2、 液壓系統采用閉式回路，換向時主泵排量歸零。
主泵送油路采用雙泵、雙回路閉式液壓系統，主油泵換向時流量經減小至歸零然后到增 大過程，大大減小了主油泵送系統換向過程中的液壓沖擊和能量損失，使臂架工作更加平穩 可靠。
3、 采用五節巻折臂架式結構，材料為高強度鋼，箱型結構，重量輕，強度和剛度好，安 全可靠。
本發明產品泵送垂直高度可達47米，由5節臂桿組成，其材料采用進口 WELDOX-700 鋼板，臂桿的結構重量較以前更輕，而外形更美觀。對焊接的焊絲和機加工也有相當高的要 求。兩端軸線平行度不能超過O.lmm，臂桿與臂桿之間連接的兩端面，對稱度不能超過 0.25mm，油缸支撐點的同軸度不能超過O.lmm，為了達到上述設計要求采用專用工裝，減少 焊接后兩端面及支撐的變形。對機加工工裝進行技術改造，采用拼裝式工裝技術，解決油缸 支撐座在鏜加工后，安裝孔的同軸度、平行度難題。
4、 提高關鍵易損件的泵送使用壽命。
整機的中的主要易損件眼鏡板、切割環是提高泵送壽命的關鍵，眼鏡板泵送壽命一般在 1.5萬 2萬M3 。本發明產品使其泵送壽命達到3萬方，提高了產品可靠性，滿足出口要求。
5、 提升基礎件科技含量。
本發明產品使用的各類非標液壓油缸及組合油缸，基礎件按用途分，有柱塞缸和活塞缸； 按結構分，有拉桿油缸和焊接油缸，長度達到3000mm，缸桶直徑為0360mm。設計均有較 高的精度和工藝要求。缸體尺寸誤差控制在士0.03mm，整個行程內，圓柱誤差控制在 00.02mm內，缸體內徑尺寸誤差在±0.03mm，其表面鍍鉻層硬度要求達到HV800，各類油 缸工作頻率高，使用工況惡劣，設計了軟、硬兩種密封結合技術，S卩保證耐磨性的多道合 金鑄鐵活塞環；保證良好密封性能的OK軟密封。針對主油缸活塞長期泡在水中，設計了獨 特的導套活塞桿密封結構，使其保證了良好的無泄露密封。
如何將液壓油引入導套組合密封內是本發明的創造點，其關鍵工藝，即導套的加工制作
工藝如下
導套上必須加工四個至油缸壓力油區域的斜孔(1)先在導套打斜孔的位置，用普通鉆 床加工半圓弧槽，圓弧槽的直徑與斜小孔直徑相等，起定位作用；(2)銑床采用工裝夾具完 成斜小孔的鉆孔工序。
本發明符合市場需求，圍繞智能化、高可靠性、低成本的要求，在國家重點、難點工程 施工中發揮了重大作用，取得了顯著的社會效益和經濟效益。本發明泵車具有以下特點-
1、 泵送液壓系統采用閉式回路，換向時主泵排量歸零，其泵送沖擊比開式系統小20%， 液壓油液清潔度高、油溫低，最大限度地提高了液壓系統臂架穩定性，延長元件使用壽命采 用閉式系統；
2、 液壓系統設計負荷傳感功能，實現整機智能化，并應用換向減排量技術，最大限度減 少換向產生的液壓沖擊，達到節能和功率匹配比合理要求；
3、 機電液一體化，整車移動和泵送切換智能化；
4、 臂架上支點式"R"型折疊，節點靈活轉動，行使平穩，可滿足特殊工況要求；
5、 采用"JJ"型雙擺動伸縮支腿，展開空間小，施工范圍廣，泵送高度可達47米，輸 送方量145m3/h，工作行程2100mm，有效減少換向頻率，降低系統熱量。
6、 滾動軸承式回轉支撐，臂架回轉由油壓馬達和齒輪減速器驅動，可以365°回轉，回 轉平穩；
7、 采用長行程油缸，既能滿足輸出大排量混凝土的要求，又減少了換向次數，提高了耐 磨板等易損件的使用壽命；
本發明產品臂架系統采用電比例多路闔控制，無線遙控系統遙控。臂架油缸具有雙向互 鎖功能，有效保證臂架工作安全性，可靠性，并使整個系統智能化程度更高。各元件之間獨 立工作，不互相干擾。本發明產品結構件應力分布合理，提高了可靠性和抗疲勞強度，主系 統采用雙泵合流技術，主油缸運動更加有力，提高砼輸送量，擺動系統部分加裝蓄能器裝置， 使S閥體擺動更到位，并且有效吸收缸體到底系統沖擊。
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
圖l是本發明臂架系統運動圖主視圖； 圖2是本發明泵送系統動力裝置主視圖； 圖3是本發明泵送系統輸送部件主視圖； 圖4是本發明JJ型雙擺動支腿裝置俯視圖； 圖5是本發明工作原理方框圖。
具體實施例方式
本發明47米R型折疊臂架混凝土泵車就其結構和性能而言，主要分為四大部分臂 架系統、泵送系統、液壓系統和電氣系統。
本發明臂架液壓系統油泵釆用負載傳感變量的軸向柱塞泵，可根據臂架工作時的實際工作負荷自動調整斜盤傾角，以滿足上裝臂架的實際流量，減少上裝部分液壓系統的發熱。電
氣系統采用PLC可編程控制系統，人機界面無線遙控裝置，操作更加可靠、安全，延長了 無故障工作時間。泵送液壓系統設置了主油泵壓力切斷和安全閥雙重安全裝置，有效的提高 了整機的可靠性。
本發明以HDL5400THB型臂架泵為例。
根據附圖1、 2，本發明采用5節屈伸臂桿，"R"型折疊式，滾動軸承式回轉支撐， 臂架回轉由油壓馬達及齒輪減速器驅動，可365°回轉，并回轉平穩。由動力裝置向臂架系統 提供液壓能量，并且通過電器控制臂架多路閥的切換。動力裝置與臂架系統通過液壓管路連 接。液壓能經過臂架多路閥的切換，控制轉臺的回轉、每節臂的打開和收攏。通過調節多路 閥的流量開口可以控制臂架動作時間，每節臂油缸無桿腔打開，有桿腔收回，保證足夠的壓 力展開臂架。且進出油口為雙向液壓鎖，工作狀態時，兩腔油口液壓鎖封死，只有當無桿腔 進油時，通過液壓鎖油壓首先頂開有桿腔的回油口的單向閥，回油口打開，使油液排回油箱。 當無桿腔停止供油時，回油腔由液壓鎖封死，兩腔又保持密封狀態。精確控制了油缸的動作。 本發明有效保證了臂架工作高可靠性，安全性，可操作性。根據附圖4，通過臂架多路閥的 切換，經過支腿控制閥來控制前后兩支腿，擺動油缸控制支腿前后擺動的幅度，水平油缸控 制支腿水平拉開，垂直油缸控制支腿伸縮，最終使四個支腿"JJ"型展開。本發明為了滿足 工況要求，在相對狹小的工地可以將支腿擺動到任意位置，穩定、可靠的支撐整車。
根據附圖2、 3，本發明產品的臂架系統、泵送系統及動力裝置相對獨立，之間采用液壓 管路連接。由底盤發動機1、變速箱2、傳動軸3、分動箱(PTO) 4通過機械連接組成臂 架泵的動力裝置。由料斗5、 S管6、擺叉7、輸送缸8、洗滌室9、主油缸10通過機械 連接組成47米臂架泵的泵送系統。動力裝置向泵送系統提供液壓能量并且通過電器系統控 制泵送系統的運行。動力裝置通過液壓系統和電器系統控制泵送系統的主油缸10做往復直 線推送和抽回運動，主油缸10帶動機械連接的輸送活塞9一起推送和抽回，使得料斗5中 的混凝土被吸入砼缸8，同時將另一側砼缸內的混凝土通過S管分配閥輸送到出料口。擺動 油缸7通過機械連接帶動S管分配閥與主油缸10同步協調動作。如此往復循環動作，料 斗5中的混凝土被源源不斷地輸送到出料斗口。在洗滌室9和料斗5之間用拉桿連接保證 了強度幾穩固。料斗5采用流線形設計，提高砼缸8的吸料性。本發明設計解決了泵送系 統動力源，取力底盤發動機，降低了整機的成本，通過駕駛室控制，可實現底盤行使和泵送 狀態切換的目的，達到智能化控制。
根據附圖5，(箭頭指向為液壓油流動方向)，本發明采用底盤發動機為動力源，通過 PTO切換，控制整車的行使和泵送狀態。臂架系統通過臂架多路閥切換控制臂架和支腿，來完成臂架動作和支腿的打開和收攏。泵送系統通過兩個主油泵合流滿足長行程油缸的動作， 從而減少換向次數，降低系統油溫。
本發明產品具有節能、高效、智能和工人勞動強度低的特點，廣泛應用于城市建筑、橋 梁、地基施工等項目中。
權利要求
1.一種47米R型折疊臂架混凝土泵車，包括臂架系統、動力系統、泵送系統、電氣系統和液壓系統，其特征在于所述動力系統采用底盤發動機通過變速箱帶動傳動軸，再與分動箱(PTO)花鍵盤相連，組成泵送系統的泵送裝置，位于分動箱(PTO)左側的油泵組與分動箱(PTO)采用螺釘連接，液壓油箱與油泵組、閥塊與油泵組、閥塊與主油缸、擺動油缸分別采用膠管連接，洗滌室與砼缸、主油缸及料斗分別采用機械連接，組成泵送系統的輸送部件；所述液壓系統采用兩個主油泵串聯，主油泵與電液閥組以及主油缸連接成為主回路，在主油缸活塞旁側設置接收主油缸活塞桿換向信號的換向傳感器，換向傳感器和主油泵的電路分別與PLC可編程控制器連接；所述臂架系統包括臂架油泵、比例控制閥和帶平衡閥自鎖功能的執行油缸，上述元件通過手動或無線遙控電比例控制閥，實現閥口的開閉，控制臂架油缸、支腿油缸和旋轉馬達，臂架及支腿的伸展采用電液比例多路閥控制；所述的電氣系統采用可編程控制方法工作；所述泵送系統的動力裝置提供液壓能驅動主油缸運動，主油缸帶動輸送活塞一起伸縮，將料斗中的混凝土往復推出或吸入輸送缸，通過擺動油缸往復換向壓到料斗的出料口；所述液壓系統采用換向自動調整輸出排量，主油缸活塞桿將縮回到底部時，通過換向感應器檢測主油缸活塞桿的換向信號，換向感應器將換向信號傳給PLC可編程控制器，PLC可編程控制器輸出指令，減小主回路內的比例電磁閥電流輸出，從而減小主油泵輸出量，確保主回油換向瞬間峰值壓力低于1.8Mpa。
2. 根據權利要求1所述的一種47米R型折疊臂架混凝土泵車，其特征在于所述的主 油泵采用變量斜盤式軸向柱塞泵，包括比例電磁閥、活塞缸和斜盤，上述元件的電路相 互并聯，比例電磁閥閥芯右端設有彈簧，活塞缸內設有活塞桿，活塞桿與斜盤間采用機 械連接。
3. 根據權利要求1所述的一種47米R型折疊臂架混凝土泵車，其特征在于所述臂架 采用支點式"R"型折疊，泵送垂直高度達47米。
4. 根據權利要求1所述的一種47米R型折疊臂架混凝土泵車，其特征在于所述的軸 向柱塞泵根據臂架工作時的實際工作負荷自動調整斜盤傾角，以滿足上裝臂架的實際流 量，減少上裝部分液壓系統的發熱。
5. 根據權利要求1所述的一種47米R型折疊臂架混凝土泵車，其特征在于所述的支 腿采用"JJ"型雙擺動伸縮支腿。
6. —種權利要求1 5中任意一項所述47米R型折疊臂架混凝土泵車的制造方法，其特征在于a) 液壓系統設計負荷傳感功能，在液壓系統中安裝檢測實際工作負荷傳載的液壓元件， 實現整機智能化，達到節能和功率匹配比要求；發動機運轉油泵，即開始正常工作；無 實際工作負載時，液壓油泵排量歸零；在所述電比例控制閥內設有二級梭閥，通過負載 傳感功能，測定實際工作載荷；主油泵為變量斜盤式軸向柱塞泵，向多路閥提供流體動 力，載荷信號經油管反饋到主油泵信號油口，實際載荷增大、減少或無載荷時，主油泵 斜盤根據傳感信號，油壓力自動減小、增大斜盤傾角，以滿足實際負荷所需的流量，達 到節能要求，并減少液壓系統的發熱；b) 液壓系統采用閉式回路，換向時主泵排量歸零；主泵送油路采用雙泵、雙回路閉式液 壓系統，主油泵換向時流量經減小至歸零然后到增大過程，減小了泵送系統換向過程中 的液壓沖擊和能量損失，臂架工作更加平穩可靠；c) 采用五節巻折臂架式結構，泵送垂直高度達47米，材料采用進口 WELDOX-700高 強度鋼板，設計為箱型結構；兩端軸線平行度小于或等于O.lmm，臂架與臂架之間連接 的兩端面，對稱度小于或等于0.25mm，油缸支撐點的同軸度小于或等于O.lmm;機加 工工裝采用拼裝式工裝技術；d) 提高泵車的主要易損件眼鏡板、切割環的泵送壽命，使其泵送壽命達到3萬方，提高 產品可靠性；e) 泵車的各類非標液壓油缸及組合油缸，長度達到3000mm，缸桶直徑為0360mm，缸 體尺寸誤差控制在士0.03mm，整個行程內，圓柱誤差控制在00.02mm內，缸體內徑尺 寸誤差在士0.03mm，其表面鍍鉻層硬度要求達到HV800;采用良好密封性能的OK軟密 封和保證耐磨性的多道合金鑄鐵活塞環硬密封兩種密封相結合技術；主油缸采用導套活 塞桿密封結構，保證了良好的無泄露密封。
7.根據權利要求6所述的一種47米R型折疊臂架混凝土泵車的制造方法，其特征在于: 導套上必須加工四個至油缸壓力油區域的斜孔，其加工步驟如下a) 先在導套打斜孔的位置，用普通鉆床加工半圓弧槽，圓弧槽的直徑與斜小孔直徑相等， 起定位作用；b) 銑床采用工裝夾具完成斜小孔的鉆孔工序。
全文摘要
本發明為一種47米R型折疊臂架混凝土泵車及其制造方法，包括臂架系統、動力系統、泵送系統、電氣系統和液壓系統，其特征在于在液壓系統中安裝檢測實際工作負荷傳載的液壓元件，主油泵為變量斜盤式軸向柱塞泵，液壓系統采用閉式回路，五節卷折臂架采用支點式“R”型折疊，支腿采用“JJ”型雙擺動伸縮支腿，主油缸采用導套活塞桿密封結構。本發明產品臂架系統采用電比例多路閥控制，無線遙控系統遙控。臂架油缸具有雙向互鎖功能，有效保證臂架工作安全性，可靠性，并使整個系統智能化程度更高。各元件之間獨立工作，不互相干擾。本發明產品具有節能、高效、智能和工人勞動強度低的特點，廣泛應用于城市建筑、橋梁、地基施工等項目中。
文檔編號B60K25/06GK101550763SQ20081004322
公開日2009年10月7日 申請日期2008年4月3日 優先權日2008年4月3日
發明者萬榮浩, 徐沛良, 林筆花 申請人:上海鴻得利重工股份有限公司