混凝土泵的设计（说明书+CAD图纸）
摘要
混凝土输送泵是建筑和筑路工程施工中常用的一种混凝土输送机械，它的问世和使
用大大提高了混凝土的输送效率。它主要是利用液压系统，将原动机的旋转运动转化为
混凝土缸的活塞运动，从而将混凝土推送到施工现场。
本文在了解混凝土泵的基础上，计算设计了混凝土的泵送液压系统。分析了泵送液
压系统所受的负载，从而能得出原动机的功率以及液压泵的功率和排量等参数。进而，
设计计算了液压缸的具体参数，并对液压系统进行设计，对液压元件进行选型。还对设
计的液压系统进行了散热校核。
对于混凝土泵的换向系统，本文则进行了详细的了解和设计计算。最后，本文还进
行了车架槽钢的计算选择，对车架承重轴进行了设计校核。
关键词 混凝土泵； 液压系统 ；换向系统 ；车架
1 绪 论
1.1 混凝土输送泵
在混凝土施工工程过程中，混凝土的现场输送和浇筑是一项关键的工作。它要求迅
速、及时并保证质量以降低劳动消耗，从而在保证工程要求的条件下降低工程造价。混
凝土输送泵是通过管道依靠压力输送混凝土的施工设备，它能一次连续地完成水平输送
和垂直输送，是现有混凝土输送设备中比较理想的一种。预拌混凝土生产与泵送施工相
结合，利用混凝土搅拌输送车进行中间运送可实现混凝土的连续泵送和浇筑。
在各种形式的混凝土泵中，活塞式混凝土泵是应用最早、最多也是最有生命力的混
凝土输送设备。其特点为：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，但已经基本被淘汰：水压式目前用的不
多，但随着水为工作介质的泵和阀的研制和应用，其无污染、介质基本无成本等的特点，
估计会成为发展的方向：目前，普遍采用液压式。
一． 械传动式混凝土泵
这种泵从1936年以来，没有多大的改型，泵的基本结构大致相同，在工作原理和机
械构造方面都比较简单。但是机械传动式混凝土泵，机体笨重，噪音高，传动系统复杂，
料斗高加料不便，产生堵塞时不能进行反泵来清除故障，所以基本被淘汰。
二． 压活塞式混凝土泵
液压活塞式混凝土泵，是通过压力油推动活塞，在通过活塞杆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
方面虽然较单缸式为复杂，但因为双弓交替工作，输送效率也得以充分利用。所以，大、
中型混凝土泵都是采用双缸式的。
a) 混凝土泵的基本构造
液压活塞式混凝土泵的种类很多，但是其基本的组成部件是相同的，拖式混凝土泵
的主要由分配阀及料斗、推动机构、液压系统、电气系统、机架及行走机构、润滑装置、
罩壳和输送管等部分组成，以闸板式混凝土泵为例，具体结构如图：
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图1-1.混凝土泵的构造
1 .分配阀和料斗分配阀是混凝土泵的主要部件，在分配阀的设计计算中我将专门介
绍。这里，介绍料斗。
料斗有称集料斗，其中还有搅拌装置。他是混凝土泵的承料器，其主要功能如下：
（1） 混凝土输送设备向混凝土泵供料的速度与混凝土泵的输送速度不可能完全一
致，料斗可以起到中间调节的作用。
（2） 料斗中的搅拌装置可以对混凝土进行二次搅拌，减少混凝土的离析现象，并
改善混凝土的可泵性。
（3） 搅拌装置螺旋布置的搅拌叶片还起到向分配阀和混凝土缸喂料的作用，提高
泵的吸入效率。
料斗主要由料斗本体和搅拌装置两部分组成，如图所示，料斗本体是由料斗体、防
溅板、方格网和料斗门组成。料斗本体用钢板焊接成的，其前后左右用四块厚钢板。左
右两带圆孔的侧板是用来安装搅拌装置，而其后壁由混凝土出口和两个混凝土缸相连，
前壁与混凝土管道相连。混凝土作业时将防溅板竖起，防止料斗进料时混凝土沙浆溅到
混凝土泵的其他部分；当混凝土泵停止作业时，将防溅板放倒，盖到料斗的上部，可减
少杂物进入料斗的机会。方格网用钢或钢板条焊接成的饿，用两个铰点同料斗连接。当
检修料斗内部或清洗料斗的时候，可将方格网向上翻起。方格网可以防止混凝土拌合物
中超粒径的骨料或其他杂物进入料斗，减少泵送故障，同时保护了操作人员的安全。
搅拌装置包括搅拌轴部件、搅拌轴承及密封件等部分，如图：
1-液压马达;2-花键套；3-马达座;4-左半轴;5 一轴套; 6-搅拌叫片；7 一中间轴;8-右半轴；9-J 形密妇阁:10--轴承庄；
11一轴承；12一端盖；13一油杯
图1-2 搅拌装置
搅拌轴部件由搅拌轴、螺旋搅拌叶片、轴套组成。搅拌轴由中间轴、左半轴、右半
轴组成并通过轴套连接成一体，轴套上焊接着螺旋搅拌叶片。这种结构形式有利于搅拌
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叶片的拆装。搅拌轴是靠两端的轴承、轴承座支撑的，搅拌轴承采用调心轴承，轴承座
外部还装有黄油嘴的螺孔，其孔道同到轴承的内腔，工作时可以对轴承进行润滑。为了
防止料斗内的混凝土砂浆进入到搅拌轴承，左右半轴轴端装有J型密封圈。左半轴轴头
通过花键套和液压马达连接，工作时有液压马达直接驱动搅拌轴带动叶片旋转。
搅拌轴传动装置的形式有两种，一种是液压马达通过机械减速后驱动搅拌轴：另外
一种是液压马达直接驱动搅拌轴。而机械减速的方式又有敛传动、涡轮蜗杆传动，以及
齿轮传动。
2．推送机构
推送机构是混凝土泵懂得执行机构，他是把液压能转换为机械能，通过油缸的推拉
交替动作，使混凝土克服管道阻力输送到浇筑部位。他是由主油缸、混凝土缸和水箱组
成。
（1） 主油缸
主油缸是由油缸体、油缸活塞、活塞杆、油缸头及缓冲装置组成。主油缸的主要特
点是：换向冲击大，一般要有缓冲装置。缓冲装置是混凝土泵设计的关键技术之一，一
般厂家都采用端部安装单向节流阀的TR机构。起原理如图所示：
当液压缸活塞快到行程终了，越过缓冲油口时单向节流阀打开，使高压油有一部分
经过缓冲油口到低压腔，使两腔压力减小，活塞速度降低，达到缓冲的目的，并为活塞
换向做准备；另外，还为封闭腔补油，保证活塞行程的作用。
图1-3.TR 机构
此外，由于活塞杆不仅与油液接触，而且与水，水泥浆、泥浆接触，为了改善活塞
杆的耐磨和耐腐蚀性，在其表面镀一层硬铬。
（2）.混凝土缸
混凝土缸后端与水箱连接，前端与分配阀箱体连接，并通过托架与机架
固定，或与料斗直接连接，通过拉杆固定在料斗和水箱之间。主油缸活塞杆伸入到混凝
土缸内，活塞杆前端通过中间连接杆连接着混凝土活塞。中间连接杆用45号圆钢制成，
其前端有定位止口，两端分别与油缸活塞杆和混凝土活塞用螺栓相连。
目 录
前言……………………………………………………………………………………………2
1．绪论………………………………………………………………………………………2
1.1混凝土泵………………………………………………………………………………
1.2混凝土泵的发展概括和趋势…………………………………………………………
1.3国外混凝土泵液压系统现状……………………………………………………………
1.4国内混凝土泵液压系统现状…………………………………………………………3
1.5国内混凝土泵技术的发展趋势………………………………………………………5
2. 混凝土泵液压系统的设计………………………………………………………………14
2.1已知条件及要求………………………………………………………………………14
2.2整体设计方案……………………………………………………………………… 14
2.3负载分析…………………………………………………………………………… 14
2.4 输送油缸的主要参数……………………………………………………………… 16
2.5 液压原理图………………………………………………………………………… 17
2.6 选择液压元件……………………………………………………………………… 17
2.7 液压系统性能验算………………………………………………………………… 20
3. 换向系统的概述与设计……………………………………………………………… 22
3.1换向系统的概述…………………………………………………………………… 22
3.2 S 管阀的设计……………………………………………………………………… 29
4. 轴和车架的设计计算………………………………………………………………… 36
4.1 桥轴的设计计算…………………………………………………………………… 36
4.2 车架的材料的选择………………………………………………………………… 40
结论………………………………………………………………………………………… 41
致谢……………………………………………………………………………………………42
参考文献…………………………………………………………………………………… 43
附录
附录1(英语原文)…………………………………………………………………………44
附录2(中文部分)…………………………………………………………………………51
参考文献
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