CN101654075A - 一种22米rz型折叠臂架混凝土泵车 - Google Patents

Abstract

本发明为一种22米RZ型折叠臂架混凝土泵车，包括臂架系统、动力系统、泵送系统、电气系统和液压系统，在液压系统中安装检测实际工作负荷传载的液压元件，主油泵为变量斜盘式轴向柱塞泵，液压系统采用开式回路，其特征在于：三节卷折臂架采用支点式“RZ”型折叠，前支腿采用“JJ”型伸缩支腿，后支腿采用固定式垂直油缸。主油缸采用导套活塞杆密封结构；臂架系统采用电比例多路阀控制，无线遥控系统遥控；臂架油缸具有双向互锁功能；各元件之间独立工作，不互相干扰。本发明产品具有很好的机动性，集行驶、泵送于一体，设备的利用率高、占用空间小，价格低、泵送高度高，在桥梁、多层建筑作业过程中无须铺设管道，方便快捷。

Description

一种22米RZ型折叠臂架混凝土泵车

技术领域

本发明涉及一种臂架泵，特别是公开一种臂架采用支点式“RZ”型折叠、臂架垂直高度达22米，布管水平可达800米，垂直可达230米的混凝土臂架泵车。本发明泵车可以一次同时完成现场混凝土的输送和布料作业，具有泵送性能好、布料范围大、能自行行走、机动灵活和转移方便等特点。本发明产品既可以作为臂架泵使用，同时也具备车载泵所有功能。

背景技术

目前，在国家重点建设项目的混凝土施工中都采用了混凝土泵车泵送技术，其使用范围已经遍及水利、水电、地铁、桥梁、大型基础、高层建筑和民用建筑等工程中。近年来已经成为泵送混凝土施工机械的首选机型。

混凝土泵车可以一次同时完成现场混凝土的输送和布料作业，具有泵送性能好、布料范围大、能自行行走、机动灵活和转移方便等特点。尤其是在基础、低层施工及需频繁转移工地时，使用混凝土泵车更能显示其优越性。采用它施工方便，在臂架活动范围内可任意改变混凝土浇筑位置，不需在现场临时铺设管道，可节省铺助时间，提高工效。特别适用于混凝土浇筑需求量大、超大体积及超厚基础混凝土的一次浇筑和质量要求高的工程，目前地下基础的混凝土浇筑有80％是由混凝土泵车来完成的。市场上泵车虽然移动性高，但泵送高度受到限制。固定式混凝土泵高度虽然不受限制，但移动性差。所有这就迫切要求一种移动性好，泵送高度高，价格低，可灵活转动，工作面积广，泵送能力高、移动性强的泵车。

发明内容

本发明的目的是满足市场需求，解决现有技术中臂架泵车、与固定泵存在的缺陷，公开一种具有移动性强、布料杆可灵活转动，泵送高度高、成本低等优点的22米RZ型折叠臂架混凝土泵车。

本发明是这样实现的：一种22米RZ型折叠臂架混凝土泵车，包括臂架系统、动力系统、泵送系统、电气系统和液压系统，其特征在于：所述动力系统采用底盘发动机通过变速箱带动传动轴，再与分动箱(PTO)花键盘相连，组成泵送系统的泵送装置，位于分动箱(PTO)左侧的油泵组与分动箱(PTO)采用螺钉连接，液压油箱与油泵组、阀块与油泵组、阀块与主油缸、摆动油缸分别采用胶管连接，洗涤室与砼缸、主油缸及料斗分别采用机械连接，组成泵送系统的输送部件；所述液压系统采用主油泵与电液阀组以及主油缸连接成为主回路，在主油缸活塞旁侧设置接收主油缸活塞杆换向信号的换向传感器，换向传感器和主油泵的电路分别与PLC可编程控制器连接；所述臂架系统包括臂架油泵、比例控制阀和带平衡阀自锁功能的执行油缸，上述元件通过手动或无线遥控电比例控制阀，实现阀口的开闭，控制臂架油缸、支腿油缸和旋转马达，臂架及支腿的伸展采用电液比例多路阀控制；所述的电气系统采用可编程控制方法工作；所述泵送系统的动力装置提供液压能驱动主油缸运动，主油缸带动输送活塞一起伸缩，将料斗中的混凝土往复推出或吸入输送缸，通过摆动油缸往复换向压到料斗的出料口；所述液压系统采用换向自动调整输出排量，主油缸活塞杆将缩回到底部时，通过换向感应器检测主油缸活塞杆的换向信号，换向感应器将换向信号传给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器输出指令，减小主回路内的比例电磁阀电流输出，从而减小主油泵输出量，确保主回油换向瞬间峰值压力低于1.8Mpa，主油泵采用变量斜盘式轴向柱塞泵，包括比例电磁阀、活塞缸和斜盘，上述元件的电路相互并联，比例电磁阀阀芯右端设有弹簧，活塞缸内设有活塞杆，活塞杆与斜盘间采用机械连接，其特征在于：所述臂架采用支点式“RZ”型折叠，通过现场布管，系统高低压切换可实现高层布料，垂直最高可达230米，水平布管可达800米；通过比例多路阀控制布料杆，可实现布料杆灵活转动，扩大布料范围，垂直最高可达22米。所述支腿的支撑方式：前支腿采用自动式“JJ”型，后支腿采用固定式伸缩油缸。

本发明泵车主油泵采用变量斜盘式轴向柱塞泵，包括比例电磁阀、活塞缸和斜盘，上述元件的电路相互并联，比例电磁阀阀芯右端设有弹簧，活塞缸内设有活塞杆，活塞杆与斜盘间采用机械连接，轴向柱塞泵根据臂架工作时的实际工作负荷自动调整斜盘倾角，以满足上装臂架的实际流量，减少上装部分液压系统的发热。

本发明泵车的制造方法如下：

1、设计液压系统负荷传感功能，使整机智能化，达到节能和功率匹配比合理要求。

发动机运转油泵，即开始正常工作，如无实际工作负载，则油泵无用功浪费功率，所以关键技术就是让油泵运转，耗能接近为零，本发明在系统中安装检测实际工作负荷传载的液压元件，设计在多路换向阀内设置二级梭阀，通过负载传感功能，测定实际工作载荷。主油泵采用变量斜盘式轴向柱塞泵，其功能负责向多路阀提供流体动力，载荷信号经油管反馈到主油泵信号油口，实际载荷增大、减少或无载荷时，主油泵斜盘根据传感信号，油压力自动减小、增大斜盘倾角，以满足实际负荷所需的流量，达到节能要求，并明显减少液压系统的发热。

2、液压系统采用开式回路，换向时主泵排量归零。

主泵送油路采用单泵开式液压系统，主油泵换向时流量经减小至归零然后到增大过程，大大减小了主油泵送系统换向过程中的液压冲击和能量损失，使臂架工作更加平稳可靠。

3、采用三节卷折臂架式结构，材料为高强度钢，箱型结构，重量更轻，强度和刚度好，安全可靠。

本发明产品作为车载泵使用泵送垂直高度可达230米，作为臂架泵使用垂直高度可达22米，其材料采用高强度钢板，臂杆的结构重量较以前更轻，而外形更美观。对焊接的焊丝和机加工也有相当高的要求。两端轴线平行度不能超过0.1mm，臂杆与臂杆之间连接的两端面，对称度不能超过0.25mm，油缸支撑点的同轴度不能超过0.1mm，为了达到上述设计要求采用专用工装，减少焊接后两端面及支撑的变形。对机加工工装进行技术改造，采用拼装式工装技术，解决油缸支撑座在镗加工后，安装孔的同轴度、平行度难题。

4、提高关键易损件的泵送使用寿命。

整机的中的主要易损件眼镜板、切割环是提高泵送寿命的关键，眼镜板泵送寿命一般在1.5万～2万M³。本发明产品使其泵送寿命达到3万方，提高了产品可靠性，满足出口要求。

5、提升基础件科技含量

本发明产品使用的各类非标液压油缸及组合油缸，基础件按用途分，有柱塞缸和活塞缸；按结构分，有拉杆油缸和焊接油缸，长度达到3000mm，缸桶直径为

360mm。设计均有较高的精度和工艺要求。缸体尺寸误差控制在±0.03mm，整个行程内，圆柱误差控制在

0.02mm内，缸体内径尺寸误差在±0.03mm，其表面镀铬层硬度要求达到HV800，各类油缸工作频率高，使用工况恶劣，自主开发了先进的软、硬两种密封结合技术，即：保证耐磨性的多道合金铸铁活塞环；保证良好密封性能的OK软密封。针对主油缸活塞长期泡在水中，设计了独特的导套活塞杆密封结构，使其保证了良好的无泄露密封。

如何将液压油引入导套组合密封内是本发明的创造点，其关键工艺，即导套的加工制作工艺如下：

导套上必须加工四个至油缸压力油区域的斜孔：(1)先在导套打斜孔的位置，用普通钻床加工半圆弧槽，圆弧槽的直径与斜小孔直径相等，起定位作用；(2)铣床采用工装夹具完成斜小孔的钻孔工序。

本发明符合市场需求，围绕智能化、高可靠性、低成本的要求，在国家重点、难点工程施工中发挥了重大作用，取得了显著的社会效益和经济效益。

本发明具备臂架泵与车载泵特点：

1、泵送系统全面继承本公司HBC110车载式混凝土输送泵的特点，在车载泵基础上加上小臂架，使车载泵用途更加广泛；

2、臂架折叠方式—上支点式“RZ”型，展开与收回的速度较快，大大缩短了非泵送工作时间；

3、臂架动作采用无级变速控制方式，使运行更加平稳、精确；

4、臂架回转控制阀组合式五联电液比例阀控制，可无级调节臂架回转速度，带有负荷传感功能，精确测量各节臂动作负荷信号反馈给臂架油泵，臂架油泵根据反馈信号按需输出流量，系统发热小，节能；

5、支腿支撑方式—前支腿自动式“JJ”型，后支腿固定式伸缩支腿，结构简单，操作方便，油缸支撑有力，具有很强的抗倾翻性能。

6、液压系统为单主油泵单齿轮泵的开式回路，采用国内首创的先过滤后冷却的先进技术，同时应用了换向终点时液流减小及换向油泵最大排量越权控制技术，可使系统换向更加迅速，回油无冲击，无峰值通过冷却器，可保证砼泵温升小，油温低，系统可靠性极高。

7、液压系统主要元器件泵和阀采用德国Rexroth和美国Vickers产品，确保了泵送系统具备排量大、效率高、使用寿命长、性能稳定和长时间连续工作的特性。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明产品功能特性主视图；

图2是本发明泵送系统动力装置主视图；

图3是本发明泵送系统输送部件主视图；

图4是本发明支腿装置俯视图；

图5是本发明工作原理方框图。

具体实施方式

本发明一种22米“RZ”型折叠臂架混凝土泵车就其结构和性能而言，主要分为五大部分：臂架系统、布管系统、泵送系统、液压系统和电气系统。

本发明臂架液压系统油泵采用负载传感变量的轴向柱塞泵，可根据臂架工作时的实际工作负荷自动调整斜盘倾角，以满足上装臂架的实际流量，减少上装部分液压系统的发热。布管系统只有当作为车载泵使用时，现场铺设管道，通过系统高低压切换，可长距离输送混凝土。电气系统采用PLC可编程控制系统，人机界面无线遥控装置，操作更加可靠、安全，延长了无故障工作时间。泵送液压系统设置了主油泵压力切断和安全阀双重安全装置，有效的提高了整机的可靠性。

本发明以HDL5160THB型臂架泵为例。

根据附图1、2，本发明采用3节屈伸布料杆，“RZ”型折叠式，滚动轴承式回转支撑，臂架回转由油压马达+齿轮减速器驱动，365°回转，回转平稳。由动力装置向臂架系统提供液压能量，并且通过电器控制臂架多路阀的切换。动力装置与臂架系统通过液压管路连接。液压能经过臂架多路阀的切换，控制转台的回转、每节臂的打开和收拢。通过调节多路阀的流量开口可以控制臂架动作时间，每节臂油缸无杆腔打开，有杆腔收回，保证足够的压力展开臂架。且进出油口为双向液压锁，工作状态时，两腔油口液压锁封死，只有当无杆腔进油时，通过液压锁油压首先顶开有杆腔的回油口的单向阀，回油口打开，使油液排回油箱。当无杆腔停止供油时，回油腔由液压锁封死，两腔又保持密封状态。精确控制了油缸的动作。本发明有效保证了臂架工作高可靠性，安全性，可操作性。且臂架短小轻巧，展开速度快，泵车支腿短，占用空间小，机动性强。

根据附图1作为车载泵使用时，只须拆除料斗出口处弯管，加一节变径管，现场铺设管道，通过液压系统自动高低压切换装置，当混凝土出口压力达15MPa，水平输送距离可达800米，垂直输送距离可达230米。本发明有效弥补了臂架泵长度不足的缺点，是混凝土泵的一项技术性的革命。

附图4通过臂架多路阀的切换，经过支腿控制阀来控制前后支腿，水平油缸控制支腿水平拉开，垂直油缸控制支腿伸缩，最终使四个支腿“JJ”型展开。本发明为了满足工况要求，在相对狭小的工地可以将支腿摆动到任意位置，稳定、可靠的支撑整车。

根据附图2、3，本发明产品的臂架系统、泵送系统及动力装置相对独立，之间采用液压管路连接。由底盘发动机1、变速箱2、传动轴3、分动箱(PTO)4通过机械连接组成臂架泵的动力装置。由料斗5、S管6、摆叉7、输送缸8、洗涤室9、主油缸10通过机械连接组成22米臂架泵的泵送系统。动力装置向泵送系统提供液压能量并且通过电器系统控制泵送系统的运行。动力装置通过液压系统和电器系统控制泵送系统的主油缸10做往复直线推送和抽回运动，主油缸10带动机械连接的输送活塞11一起推送和抽回，使得料斗5中的混凝土被吸入砼缸8，同时将另一侧砼缸内的混凝土通过S管分配阀输送到出料口。摆动油缸7通过机械连接带动S管分配阀与主油缸10同步协调动作。如此往复循环动作，料斗5中的混凝土被源源不断地输送到出料斗口。在洗涤室9和料斗5之间用拉杆连接保证了强度几稳固。料斗5采用流线形设计，提高砼缸8的吸料性。本发明设计解决了泵送系统动力源，取力底盘发动机，降低了整机的成本，通过驾驶室控制，可实现底盘行使和泵送状态切换的目的，达到智能化控制。

根据附图5，(箭头指向为液压油流动方向)，本发明采用底盘发动机为动力源，通过PTO切换，控制整车的行使和泵送状态。臂架系统通过臂架多路阀切换控制臂架和支腿，来完成臂架动作和支腿的打开和收拢。泵送系统通过主油泵油压驱动主油缸的动作，回油进行先过滤后冷却，同时应用了换向终点时液流减小及换向油泵最大排量越权控制技术，可使系统换向更加迅速，回油无冲击，无峰值通过冷却器，可保证砼泵温升小，油温低，系统可靠性极高。

本发明泵车具有以下特点：

1、泵送系统全面继承本公司HBC110车载式混凝土输送泵的特点，在车载泵基础上加上小臂架，使车载泵用途更加广泛，通过现场布管垂直高度可达230米，水平布管可达800米；

2、产品作为中短臂架泵车，其制造成本低，可以减少客户的一次性购置成本；且可显著降低用户的使用及维护成本；

3、产品使用成本较长臂架泵车在燃油消耗、易损件费用上占据很大的优势：

4、产品的臂架短小轻巧，展开速度快，泵车支腿短，占用空间小，机动性强，在相当程度上弥补了臂架长度上的不足。

5、臂架折叠方式—上支点式“RZ”型，展开与收回的速度较快，大大缩短了非泵送工作时间；

6、支腿支撑方式—前支腿自动式“JJ”型，后支腿固定式伸缩油缸，结构简单，操作方便、快捷。油缸支撑有力，具有很强的抗倾翻性能。

7、液压系统为单主油泵单齿轮泵的开式回路，采用国内首创的先过滤后冷却的先进技术，同时应用了换向终点时液流减小及换向油泵最大排量越权控制技术，可使系统换向更加迅速，回油无冲击，无峰值通过冷却器，可保证砼泵温升小，油温低，系统可靠性极高。

本发明产品兼有车载泵、拖泵、臂架泵三者合一的优点，既可当臂架泵用，又可以当车载泵打高层、远距离泵送。在基础、多层建筑施工及需频繁转移工地时，使用22米混凝土泵车更能显示其优越性，施工方便，在臂架活动范围内可任意改变混凝土浇筑位置，不需在现场临时铺设管道，可节省铺助时间，提高工效。在高层建筑作业是，从出料口单独引出输送管，现场铺设管道，就可以泵送到一定高度。具有高实用性、低成本性、节能、高效、智能性的特点，整车价格比优越，填补了国内空白。

Claims (2)

1.一种22米RZ型折叠臂架混凝土泵车，包括臂架系统、动力系统、泵送系统、电气系统和液压系统，其特征在于：所述动力系统采用底盘发动机通过变速箱带动传动轴，再与分动箱(PTO)花键盘相连，组成泵送系统的泵送装置，位于分动箱(PTO)左侧的油泵组与分动箱(PTO)采用螺钉连接，液压油箱与油泵组、阀块与油泵组、阀块与主油缸、摆动油缸分别采用胶管连接，洗涤室与砼缸、主油缸及料斗分别采用机械连接，组成泵送系统的输送部件；所述液压系统采用主油泵与电液阀组以及主油缸连接成为主回路，在主油缸活塞旁侧设置接收主油缸活塞杆换向信号的换向传感器，换向传感器和主油泵的电路分别与PLC可编程控制器连接；所述臂架系统包括臂架油泵、比例控制阀和带平衡阀自锁功能的执行油缸，上述元件通过手动或无线遥控电比例控制阀，实现阀口的开闭，控制臂架油缸、支腿油缸和旋转马达，臂架及支腿的伸展采用电液比例多路阀控制；所述的电气系统采用可编程控制方法工作；所述泵送系统的动力装置提供液压能驱动主油缸运动，主油缸带动输送活塞一起伸缩，将料斗中的混凝土往复推出或吸入输送缸，通过摆动油缸往复换向压到料斗的出料口；所述液压系统采用换向自动调整输出排量，主油缸活塞杆将缩回到底部时，通过换向感应器检测主油缸活塞杆的换向信号，换向感应器将换向信号传给PLC可编程控制器，PLC可编程控制器输出指令，减小主回路内的比例电磁阀电流输出，从而减小主油泵输出量，确保主回油换向瞬间峰值压力低于1.8Mpa，主油泵采用变量斜盘式轴向柱塞泵，包括比例电磁阀、活塞缸和斜盘，上述元件的电路相互并联，比例电磁阀阀芯右端设有弹簧，活塞缸内设有活塞杆，活塞杆与斜盘间采用机械连接，其特征在于：所述臂架采用支点式“RZ”型折叠，臂架通过现场布管垂直高度达230米，水平布管达800米。

2.根据权利要求1所述的一种22米RZ型折叠臂架混凝土泵车，其特征在于所述支腿的支撑方式：前支腿采用自动式“JJ”型，后支腿采用固定式伸缩油缸。

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