泵車的構造及工作原理

泵車的構造及工作原理概述

混凝土泵車是一種將用于泵送混凝土的泵送系統和用于布料的臂架系統集成在汽車底盤上的設備，泵送系統利用底盤發動機的動力，將料斗內的混凝土加壓送入管道內，管道附在臂架上，操作人員控制臂架移動，將泵送系統泵出的混凝土直接送到澆注點。泵車的構造及工作原理基本構造

圖3—1混凝土泵車總圖1.底盤；2.臂架系統；3.轉塔；4.液壓系統；5.電氣系統；6.泵送系統

混凝土泵車的種類很多，但是其基本組成部件是相同的，混凝土泵車主要由底盤、臂架系統、轉塔、泵送系統、液壓系統和電氣系統六大部分組成，如圖3泵車的構造及工作原理圖3—1混凝土泵車總圖1.底盤；2.臂架系統；3.轉塔；4.液壓系統；5.電氣系統；6.泵送系統泵車的構造及工作原理其中底盤由汽車底盤、PTO（分動箱）和付梁等幾部分組成；臂架系統由多節臂架、連桿、油缸和連接件等幾部分組成組成；轉塔由轉臺、回轉機構、固定轉塔（連接架）和支撐結構等幾部分組成組成；泵送系統由泵送機構、料斗、S閥總成、擺搖機構、攪拌機構、配管總成和臂架配管六部分組成；液壓系統主要分為泵送液壓系統和臂架液壓系統兩大部分。泵送液壓系統包括主泵送油路系統、分配閥油路系統、攪拌油路系統及水泵油路系統。臂架液壓系統包括臂架油路系統、支腿油路系統和回轉油路系統三部分。液壓系統主要由液壓泵、閥組、蓄能器、液壓馬達及其它液壓元件等部分組成；電氣系統主要由控制柜、遙控器及其它電器元件等部分組成。泵車的構造及工作原理工作原理

混凝土泵一般裝在汽車底盤的尾部，以便混凝土攪拌運輸車向泵的料斗卸料。如圖3—2所示混凝土攪拌車卸料到泵車料斗后，由泵送系統壓送到輸送管，經末端軟管（件15）排出。各節臂架的展開和收攏靠各個臂架油缸來完成。其中臂架中的1#臂架（件7）的仰角可在-2°～90°內擺動，2#臂架（件10）和3#臂架（件12）可擺動180°，四節臂架依次展開，其中4#臂架（件14）的動作最為頻繁，它可以擺動255°左右，其末端的軟管在工作時應盡可能靠近澆注部位，同時臂架可以通過回轉馬達及減速機驅動回轉大軸承繞固定轉塔作365°旋轉。泵車的構造及工作原理1—泵送系統；2—支腿；3—配管總成；4—固定轉塔；5—轉臺；6—1＃臂架油缸；7—1＃臂架；8—臂架輸送管；9—2＃臂架油缸；10—2＃臂架；11—3＃臂架油缸；12—3＃臂架；13—4＃臂架油缸；14—4＃臂架；15—末端軟管泵車的構造及工作原理底盤部分

一、工作原理泵車底盤主要用于泵車移動和工作時提供動力。通過氣動裝置推動分動箱中的拔叉，撥叉帶動離合套，可將汽車發動機的動力經分動箱切換。切換到汽車后橋使泵車行駛，切換到液壓泵完成混凝土的輸送和布料。底盤部分由汽車底盤、PTO（分動箱）、傳動軸等幾部分組成。混凝土泵車底盤主要集中在奔馳（Benz）、沃爾沃(VOLVO)、五十鈴(ISUZU)等專用底盤上。奔馳和沃爾沃底盤外觀豪華、駕駛舒適、自動化程度高；五十鈴底盤技術成熟，在國內服務較完善。目前混凝土泵車采用的底盤均達到歐Ⅱ或以上標準，能滿足大中城市對汽車排放的要求。三一重工除采用以上三種型號的底盤外，為了適應不同國家和地區的道路交通法規要求，還選用了日野、三菱、CONDOR、MACK等底盤。泵車的構造及工作原理分動箱結構及工作原理

泵車的構造及工作原理1—主油泵；2—三軸；3—三軸軸承；4—三軸齒輪；5—臂架泵；6—二軸齒輪；7—二軸；8—二軸軸承；9—空套齒輪；10—軸承蓋；11—聯結盤；12—輸入軸；13—輸入軸軸承；14—空套齒輪軸承；15—氣缸；16—撥叉桿；17—箱體；18—撥叉；19—離合套；20—輸出軸；21—一軸軸承；22—輸出軸軸承泵車的構造及工作原理工作原理泵車處于正常行駛位時，發動機的旋轉扭矩通過傳動軸傳遞到分動箱的輸入端，此時離合套（件19）將輸入軸（件12）和輸出軸（件20）連通，直接將發動機的扭矩傳遞到后橋，使泵車處于行駛狀態；當操作員將翹板開關扳到泵送位時，此時氣缸（件15）動作，帶動撥叉件（18）向右移動，離合套件（19）在撥叉（件18）的作用下也向右移動，將輸入軸件（12）和空套齒輪件（9）連通。同時空套齒輪件（9）帶動二軸齒輪（件6）傳動，二軸齒輪件（6）帶動三軸齒輪（件4）傳動，三軸齒輪（件4）通過花鍵帶動三軸（件2），三軸（件2）右端直接帶動臂架泵工作的同時，左端本身帶動主油泵（件1）工作，使泵車處于泵送狀態。通過氣缸（件15）的作用使泵車在泵送和行駛狀態轉換。分動箱使用時要注意以下幾點：1）經常檢查油標，看箱體內潤滑油液面高度是否合適；2）注意運行時聲音是否正常；3）半年更換一次潤滑油。當分動箱進行切換時，應確認氣罐空氣壓力大于等于0.7Mpa且輸入軸處于靜止或低速狀態：1、發動機熄火；2、發動機怠速、離合器脫開或空檔。泵車的構造及工作原理傳動軸

萬向節傳動用于在不同軸心的兩軸之間甚至在工作過程中相對位置不斷變化的兩軸之間傳遞動力。前置發動機后輪驅動的汽車在行駛過程中，由于懸架的不斷變形，變速器與驅動橋的相對位置也在不斷變化，因此它們之間需要用可伸縮的萬向傳動軸聯接。這時當聯接的距離較近時，常采用兩個萬向節和一根可伸縮的傳動軸；當距離較遠而使傳動軸的長度超過1.5m時，常將傳動軸分成兩根或三根，用三個或四個萬向節，且后面一根傳動軸可伸縮，中間傳動軸應有支撐，萬向節所聯兩軸之間的夾角，對一般載貨汽車不應超過15°～20°，對于短軸距的4×4越野汽車，最大可達30°。對于既要轉向又要驅動的轉向驅動橋，左、右驅動車輪需要隨汽車行駛的軌跡而改變方向，這時需采用球籠式或球叉式等速萬向節傳動，其最大夾角即車輪的最大轉角可達32°～42°。傳動軸由萬向節、傳動軸管、及伸縮花鍵等部分組成。傳動軸管由壁厚均勻易平衡、壁薄、管徑較大、扭轉強度高、彎曲剛度大、適于高速旋轉的低碳鋼泵車的構造及工作原理伸縮花鍵有矩形和漸開線齒形，用于補償由于汽車運動時傳動軸兩端萬向節之間的長度變化。由于花鍵齒側工作表面面積較小，在大的軸向摩擦力作用下將加速花鍵的磨損，引起不平衡及振動。應提高鍵齒表面硬度及光潔度，進行磷化處理、噴涂尼龍，改善潤滑，可減少摩擦阻力及磨損。泵車上的傳動軸基本上在廠家的基礎上改制，主要是長度方面的問題，因此在改制時一定要注意避免破壞傳動軸總成的動平衡。動平衡的不平衡度由點焊在軸管外表面上的平衡片補償。泵車的構造及工作原理1—萬向節；2—傳動軸管；3—伸縮花鍵；4—平衡片

泵車的構造及工作原理臂架系統的基本構造

臂架系統由多節臂架、連桿、油缸和連接件等部分組成，具體結構見下圖泵車的構造及工作原理1—1#臂架油缸；2—1#臂架；3—鉸接軸；4—連桿一；5—2#臂架油缸；6—連桿二；7—2#臂架；8—3#臂架油缸；9—連桿三；10—連桿四；11—3#臂架；12—4#臂架油缸；13—連桿五；14—連桿六；15—4#臂架。

泵車的構造及工作原理臂架系統主要由多節臂架、連桿、油缸、連接件鉸接而成的可折疊和展開的平面四連桿機構組成，根椐各臂架間轉動方向和順序的不同，臂架有多種折疊形式，如：R型、Z型（或M型）、綜合型等。各種折疊方式都有其獨到之處。R型結構緊湊;Z臂架在打開和折疊時動作迅速;綜合型則兼有前兩者的優點而逐漸被廣泛的采用。由于Z型折疊臂架的打開空間更低，而R型折疊臂架的結構布局更緊湊等各自的特點，臂架的Z型、R型及綜合型等多種折疊方式為不同生產商混合使用。泵車的構造及工作原理泵車的構造及工作原理臂架典型部件特點

臂架可簡化為一個細長的懸臂梁，其主要載荷為自重。它要求臂架強度大、剛性好、重量輕。因此，臂架的結構設計成四塊鋼板圍焊而成的箱形梁，材料選用高強度細晶粒合金結構鋼。為充分利用高強度鋼優良的力學性能，借助現代化的有限元分析計算，按梁上各處應力趨于一致的原則，將梁設計成漸變梁。具體形式見圖：泵車的構造及工作原理（二）連桿

連桿一般為直桿或弓形的二力桿，也有三角結構的連桿，如下圖：泵車的構造及工作原理

油缸

各節臂之間用液壓油缸支撐，油缸為臂架轉動提供動力，它由壓力油推動活塞前后運動，從而驅動平面四連桿機構中的臂架轉動。缸體的進油口應設有液壓鎖，以防止液壓軟管破裂時發生臂架墜落事故。具體結構如圖泵車的構造及工作原理1—端蓋；2—閥安裝板；；3—活塞；4—缸筒；5—油缸密封件；6—活塞桿泵車的構造及工作原理轉塔結構

轉塔主要由轉臺、回轉機構、固定轉塔（連接架）和支撐結構等幾部分組成組成，轉塔安裝在汽車底盤中部，行駛時其載荷壓在汽車底盤上；而泵送時，底盤輪胎脫離地面，底盤和泵送系統也掛在轉塔上，整個泵車（包括底盤、泵送系統、臂架系統和轉塔自身）的載荷由轉塔的四條支腿傳給地面。臂架系統安裝在轉塔上，轉塔為臂架提供一個穩固的底座，整個臂架可以在這個底座上旋轉365°度，每節臂架還能繞各自的軸旋轉，轉塔的四個支腿直接支撐著地面。泵車的構造及工作原理一、轉臺結構

轉臺是由高強度鋼板焊接而成的結構件，作為臂架的基座，它上部用臂架連接套與臂架鉸接，下部用高強度螺栓與回轉支承相連，主要承受臂架的扭矩和彎矩，同時可隨臂架一起在水平面內旋轉。結構見下圖：泵車的構造及工作原理回轉機構

回轉機構集支承、旋轉和連接功能于一體，具有高的強度和剛性、很強的抗傾翻能力、低而恒定的轉矩。它由高強度螺栓、回轉支承、回轉減速機、傳動齒輪和過渡齒輪（有時無此件）組成。結構見下圖泵車的構造及工作原理工作原理：回轉減速機帶動主動齒輪，經過渡齒輪（有時無此件）驅動回轉支承外圈，實現回轉支承內外圈之間的慢速旋轉。回轉支承的外圈與上部轉臺、內圈與下部固定轉塔用高強度螺栓相連，內外圈之間由交叉滾子（或鋼球）連接。因此，它上部連接的臂架、轉臺與固定轉塔之間即可實現低速旋轉，而臂架、轉臺的工作載荷通過回轉支承傳給固定轉塔。泵車臂架的回轉支承常用的還有另一種驅動方式：應用油缸帶動齒輪條往復運動，與齒條嚙合的齒輪則帶動臂架支撐回轉。泵車的構造及工作原理固定轉塔結構

固定轉塔是由高強度鋼板焊接而成的大容量、大截面的箱形受力結構件，是臂架、轉臺、回轉機構的底座。泵車行駛時主要承受上部的重力，而泵車泵送時主要承受整車的重力和臂架的傾翻力矩。同時高強度鋼板圍焊的空間，可作液壓油箱或水箱。因此，它即要有足夠的強度和剛性，又要有良好的密封性。而由于液壓油要保持高的清潔度，油箱內要作特殊處理。具體見圖泵車的構造及工作原理支撐結構

支撐結構的作用是將整車穩定的支撐在地面上，直接承受整車的負載力矩和重量。泵車的構造及工作原理1—支撐油缸；2—右前支腿；；3—前支腿伸縮油缸；4—前支腿展開油缸；

5—右后支腿；6—后支腿展開油缸；7—左后支腿；8—左前支腿泵車的構造及工作原理支撐結構由四條支腿、多個油缸組成。其中四條支腿、支腿展開油缸、支腿伸縮油缸和支撐油缸構成大型框架，將臂架的傾翻力矩、泵送系統的反作用力和整車的自重安全地由支腿傳入地面。支腿收攏時與底盤同寬，展開支撐時能保證足夠的支撐跨距。工作狀態下，泵車在工地上的占地空間和整車的支撐穩定性由負載力矩、結構重量、支撐寬度、結構力學性能、支撐地面狀況等因素決定。因此，它應具有合理的結構形式、足夠的結構力學性能和有效的支撐范圍，保證其承載能力和整車抗傾翻能力，確保泵車工作時的安全穩定性。同時，應將支腿支撐在有足夠強度的或用其它材料按一定要求墊好的地面上，且整車各個方向傾斜度不超過3°，為此在泵車左右兩側各裝有一個水平儀來辨別傾斜度。泵車的構造及工作原理支撐結構形式有前擺伸縮型、回轉伸縮型、X型、V型（三一專利）、SX型（弧型）等，泵車常見的支撐結構是回轉伸縮型支腿，其前支腿采用旋轉后伸縮展開，供支撐支腿的油缸垂直向下裝在堅實的方型管內；后支腿采用旋轉展開，供支撐支腿的油缸垂直向下裝在堅實的方型管內；方型管即起保護作用，又起導向和防折彎的作用。支腿臂設計成四塊高強度鋼板圍焊而成的箱形梁，高度按受力大小由大漸變小，可充分利用鋼材的力學性能，使各處受力趨于均勻。圖3.5-5為工作狀態下支腿各種展開形式。泵車的構造及工作原理

支腿形式的靈活設計，使泵車適應多種工地工況成為可能。擺動支腿占地面積大，穩定性好；箱形伸縮式支腿，其直線的運動軌跡，便于在狹窄工地支撐。X弧形，在節約泵車施工空間和減重兩方面有一定優勢。V型，三一專利結構，前支腿呈V型伸縮結構，一般為2-4級，后支腿擺動。而伸縮支腿的驅動技術，主要是油缸及馬達帶動鏈條拖動。兩后支腿腔分別用做水箱及備用柴油箱的結構處理：一方面避免水箱可能與液壓油箱的串通；另一方面增大了柴油儲備從而確保了大方量連續施工。泵車的構造及工作原理支腿的幾種典型展開形式泵車的構造及工作原理對于X支腿而言，具有重量輕、施工時展開空間小和展開速度快等優點。X型支腿驅動的方式主要有油缸驅動和液壓馬達帶動鏈條驅動兩種形式。具體結構如下：

1—支撐油缸；2—右前支腿；；3—左前支腿；4—左后支腿；5—后支腿展開油缸；6—右后支腿泵車的構造及工作原理泵送系統的基本構造

泵送系統是混凝土泵車的執行機構，用于將混凝土沿輸送管道連續輸送到澆注現場。泵送系統由泵送機構、料斗和S閥總成、擺搖機構、攪拌機構、配管總成、臂架配管等部分組成。泵車的構造及工作原理主油缸1、2，水箱3，換向裝置4，兩個混凝土輸送缸5、6，兩個砼活塞7、8，擺臂9，兩個擺動油缸10、11，分配閥12(S形閥)，攪拌機構13，料斗14和出料錐管15組成。

1、2—主油缸；3—水箱；4—換向裝置；5、6—輸送缸；7、8—砼活塞；9—擺臂；

10、11—擺動油缸；12—分配閥；13—攪拌機構；14—料斗；15—出料錐管泵車的構造及工作原理泵送機構

泵送機構是泵送系統的核心部件，它是把液壓能轉換為機械能，通過油缸的推拉交替動作，使混凝土克服管道阻力輸送到澆注部位。它主要由主油缸、輸送缸、水箱、砼活塞和拉桿等幾部分組成，

1—砼活塞；2—輸送缸；3—拉桿；4—水箱；5—主油缸1—砼活塞；2—輸送缸；3—拉桿；4—水箱；5—主油缸泵車的構造及工作原理主油缸由油缸體、油缸活塞、活塞桿、活塞頭及緩沖裝置組成。主油缸的主要特點是：換向沖擊大，一般要有緩沖裝置。緩沖裝置是混凝土泵設計的關鍵技術之一。此外，由于活塞桿不僅與油液接觸，而且還與水、水泥漿、泥漿等接觸，為了改善活塞桿的耐磨和耐腐蝕性，在其表面一般要鍍一層硬鉻。

(二)輸送缸輸送缸后端與水箱連接，前端與料斗連接，并通過料斗座與付梁固定，通過拉桿固定在料斗和水箱之間。主油缸活塞桿伸入到輸送缸內，前端與砼活塞連接。輸送缸一般用無縫鋼管制造，由于輸送缸內壁與混凝土、水長期接觸，承受著劇烈的摩擦和化學腐蝕，因此，在輸送缸內壁鍍有硬鉻層，或經過特殊熱處理以提高其耐磨性和抗腐蝕性。泵車的構造及工作原理

砼活塞由活塞體、導向環、密封體、活塞頭芯和定位盤等組成。如圖所示各個零件通過螺栓固定在一起。混凝土密封體用耐磨的聚氨酯制成，其起導向、密封和輸送混凝土的作用。

1-活塞密封體；2-導向環泵車的構造及工作原理

水箱與輸送缸的支持連接件，其上面有蓋板，打開蓋板可以清洗水箱內部，且可以觀測水位。在推送機構工作時，水在輸送缸活塞后部隨著輸送缸活塞來回流動，其所起的作用主要是：1.清洗作用：清洗輸送缸壁上每次推送后殘余物，以減少輸送缸體與砼活塞的磨損；2.密封作用：增加活塞的密封性，提高泵送吸入效率；3.冷卻潤滑作用：冷卻潤滑砼活塞、活塞桿及活塞桿密封部位。泵車的構造及工作原理料斗:

主要用于儲存一定量的混凝土，保證泵送系統吸料時不會吸空和連續泵送。

S閥:

S閥是混凝土泵的關鍵部件，它位于料斗內連接輸送缸和輸送管，協調各部件動作的機構，因而直接影響混凝土泵的使用性能，而且也直接影響混凝土泵的整體設計。S管閥的管體有變徑和不變徑兩種形式。其特點可以靠混凝土的壓力推動切割環自動密封管口，密封性能好，使混凝土泵具有較強的輸送能力，而且流道通暢，不易阻塞。

S閥之所以被廣泛應用，在于S閥最大的優點：切割環的浮動與自密封。浮動指切割環在S閥上沒有軸向固定，可以自由竄動；泵車的構造及工作原理自密封是指高壓混凝土會作用在一個設計好的環面上，將切割環與眼睛板貼緊。有的公司還將換向油缸傾斜一個角度放置，油缸伸出時的一個分力將S閥向后推，S閥帶著切割環更緊地壓向眼睛板。浮動與自緊的結果就是眼睛板、切割環磨損后，切割環在混凝土壓力的作用下自動補償間隙，保證與眼睛板的緊密貼合，保證其密封性能，而且混凝土壓力越高，密封越好。S閥的浮動特性要求用戶給予保證。所有的S閥都規定了裝配后，眼睛板和切割環之間的自由間隙。有的用戶錯誤的認為眼睛板和切割環間隙越小，密封越好，就拼命擰緊S閥軸向螺栓。實際上，高壓混凝土作用在環上的壓力非常巨大，不必人為加力，這樣反而容易造成切割環的早期磨損，縮短使用壽命。S閥雖然有上述優點，但也存在吸料性能差的特點（相對與閘板閥）。S閥料斗中混凝土進入輸送缸的路線基本上都是11°左右的傾角，進料過程中，混凝土首先下降，在下降到缸口后，再沿11°左右的傾角的進入砼輸送缸。對于攪拌良好的混凝土而言，吸料性能與閘板閥相比相差不大。但如果混凝土離析，骨料會堆積在料斗底部，在閘板閥中，閘板向上提，在重力作用下，骨料會直接進入輸送缸。但是在S閥料斗中，骨料會堆積在缸口互相擠壓，只靠輸送缸活塞后拉所形成的真空很難將其吸入缸內，并且S閥的大部分閥體都埋在骨料中，阻力極大，很難擺動。S閥在離析的混凝土中停留時間稍長，那么只能打開料斗放料口放出堆積的骨料。泵車的構造及工作原理閘板閥2.斜置式閘板閥分配閥是應用較多的一種分配閥，它是靠快速往返運動的閘板，周期性的開閉輸送缸的進料口和出料口，從而切換混凝土在料斗和輸送缸之間的流向，實現混凝土的反復泵送。這種分配閥的優點在于：構造簡單、制作方便、耐磨損、壽命長；關閉通道時，象一把刀子在切斷混凝土流，所以比較省力；另外，閘板是由油缸、活塞直接帶動而不象管閥要通過一套杠桿來驅動閥體，所以開關迅速、及時。該閥設置在料斗后部，這樣既可以降低集料斗的高度，又使泵體緊湊而不妨礙攪拌車向集料斗卸料。而且流道合理、進料口大、密封性好。兩個液壓缸各有一個閘板閥，在液壓缸活塞缸的作用下做往復運動，完成打開或關閉混凝土的進、出料口的動作。此閥對混凝土的適應性強，但結構繁雜。更換此閥時需拆下料斗，故維修不便。出料口采用Y形管，壓力損失較大，故泵送混凝土壓力小。在作業中用來潤滑閘板閥的潤滑脂易進入混凝土內，因此屬消耗品，需要不斷補充。泵車的構造及工作原理泵車的構造及工作原理擺搖機構

S閥的搖擺機構主要由擺缸固定座、左右擺閥油缸、搖臂和擺缸卡板等部分組成，一般設計在料斗的后方。搖擺機構的工作原理是在液壓油的作用下推動左右兩個擺閥油缸的活塞桿，活塞桿驅動搖臂，搖臂帶動S閥左右擺動，從而實現S閥的換向。在換向動作過程中要求換向迅速，動作有力。

泵車的構造及工作原理1—搖擺固定座；2—擺閥油缸；3—搖臂；4—擺缸卡板

泵車的構造及工作原理由于搖擺機構一般動作都比較迅速，換向有力，所以一般都存在沖擊較大的問題，三一重工在S閥的擺閥油缸的極限位置設有緩沖設計，所以盡管換向迅速，沖擊卻較小。另外左右擺閥油缸的球頭用ZcuAL10Fe3材料制成的軸承包絡，不但起緩沖作用，還能減少球頭的磨損。在擺缸固定座上設有旋蓋式油杯，在泵送過程中，應每四小時旋蓋潤滑一次，使球形摩擦面處于良好的潤滑狀態。針對不同型式的分配閥，搖擺機構的方式也還有其它不同的幾種方式，如單油缸作用在搖臂上等。泵車的構造及工作原理攪拌機構攪拌裝置包括攪拌軸部件、攪拌軸承及其密封件。攪拌軸部件由攪拌軸、攪拌葉片、軸套組成。攪拌軸是靠兩端的軸承、軸承座（馬達座）支撐的，攪拌軸承采用調心軸承，軸承座外部還裝有黃油嘴的螺孔，其孔道通到軸承座的內腔，工作時可對軸承進行潤滑。為了防止料斗內的混凝土漿進入攪拌軸承，攪拌軸左右兩端裝有J型防塵圈和密封圈。攪拌軸左端通過花鍵套和液壓馬達連接，工作時由液壓馬達直接驅動攪拌軸帶動攪拌葉片攪拌。攪拌機構的主要作用是對料斗里的混凝土進行二次攪拌，防止其離析。泵車的構造及工作原理1—端蓋；2—軸承座；3—左攪拌葉片；4—攪拌軸；5—右攪拌葉片；6—J型防塵圈；7—密封圈；8—軸承；9—馬達座；10—液壓馬達；泵車的構造及工作原理潤滑系統的基本構造及