（优秀毕业全套设计）混凝土泵车回转机构及臂架油缸和回转台的设计

.支腿油箱设计支腿油箱的结构形式可谓五花八门，风格各异。

有形伸缩支腿泵送油箱和水箱外挂形式的有前后全展开形支腿整体油水箱结构的还有弧形支腿油水箱分别置于后支腿空腔的等等。

如此种种结构形式，都必须遵守个原则支腿油水箱设计除了满足自身的强度刚度要求外，还必须满足泵车在作业状态下的稳定性条件即当泵车的.倍自重载荷.倍工作载荷附加载荷和.倍的惯性力共同作用于最不利的倾覆线支腿完全伸展开后四个支撑点的连线时，其力矩之和大于零，否则，泵车在作业时有可能倾翻，造成重大安全事故。

.回转机构设计及回转台选型计算回转轴承的选型计算回转轴承大多采用进口品牌，有法国的劳力士德国的罗特艾德意大利的拉里奥斯萨等。

回转轴承选型主要是根据臂架系统对其产生的倾翻力矩大小来决定的，其次是考虑臂架系统在回转启动加速制动过程中产的最大旋转力矩匀速转动额定旋转力矩以及回转轴承外圈齿轮的强度。

.倾翻力矩大小等于臂架系统的自重乘以其重心到回转轴承中心的距离，用数学式子表示为式中动载系数可取.臂架系统的质量包括工作载荷质量重力加速度.臂架系统重心到回转轴承中心的距离。

.旋转力矩计算主要考虑到作业时负载起动力矩，启动后的加速力矩以及制动力矩。

根据轴承滚动体钢球滚子圆柱体滚子的不同形式有着不同计算方法，设计者可以按照供应商提供的回转轴承样本资料进行详细的计算。

.齿轮的强度校核计算以上面的旋转力矩为负载，按照机械设计手册中的公式计算，然后确定齿轮的模数齿宽，有关公式和详细计算过程本文不再阐述。

回转减速机的选型计算回转减速机的选用，主要考虑两个方面因素是额定输出扭矩和峰值输出扭矩是否与臂架系统的旋转力矩相匹配二是减速比是否符合臂架正常工作的回转速度要求。

回转限位装置设计臂架系统回转普遍采用机械限位，使臂架在范围内来回转动，防止通过转塔内的臂架变幅油缸的控制油管被绞坏。

最早还有种不需回转限位的设计，臂架变幅油缸的控制油管通过中央回转接头与转塔内的油管相联，类似挖掘机的回转装置，不过这种方法在国内泵车设计中已很少被采用。

.操纵控制系统设计操纵系统是用来控制泵送系统和臂架系统进行混凝土浇注作业机构润滑输送管路清洗的装置，主要由电控箱近控操作面板无线遥控操作器有线遥控操作器几个部分组成。

主要功能有发动启动停止调速功能主油泵的排量调节功能臂架的回转变幅定位功能系统监控和故障诊断检修功能等等。

操纵系统采用可编程逻辑控制器代替传统的各种继电器触点开关，将全部的操控动作通过程序汇编并输入到中，极大地简化控制电路，缩小电控箱的体积，使操作变得简单易行，同时使操作控制硬件系统兼具“柔性”的特点，调整或变更控制参数，不需要改动电器元件，只要修改编程即可。

回转机构设计.回转机构与回转支承装置简述混凝土泵车需要需要将混凝土输送到定范围内任意空间位置，故回转运动是必不可少的。

回转机构将整个回转平台在回转支承装置上做全回转。

回转运动可在左右方向上任意进行。

布料杆安装在回转台上，回转台的旋转是通过回转机构来实现的，如图所示，是本设计泵车回转机构的结构简图。

液压马达通过减速器带动回转小齿轮转动，从而驱动回转支承旋转，连同安装在其上的回转台起转动，实现泵车臂架的泵送工作。

图回转机构回转支承紧固螺栓螺母回转台底板回转小齿轮减速器液压马达全回转机构由三部分组成.回转机构的原动机，它是整机的传动分流装置中的个传动元件，在机械传动中是根轴，在电力传动中是电动机，在液压传动中是液压马达。

它的动力是由混凝土泵车的总动力源内燃机供给，并经过机械传动或电能或液压变换而来的。

.回旋机构的机械传动装置，般起减速作用。

.回转小齿轮，回旋机构通过它和回转支承装置上的大齿圈啮合，以实现回转平台的回转运动。

在机械传动的回转机构传动装置中需要有正反回转的换向装置，传动装置比较复杂。

在电力和液压传动中，马达本身可以正反转动，故不需机械的换向装置，同时可通过电气和液压元件进行调整。

在电力和液压传动的回转机构中，回转马达有高速与低速之分。

高速马达的工作转速大部分在每分钟转以上，输出扭矩较小，必须配以传动比为甚至更大的减速装置。

低速大转矩液压马达的转速在转范围内，因此，可以直接在马达轴上装上回转小齿轮，若马达输出扭矩满足不了回转阻力矩的要求，则需适当放大扭矩，加设机械减速装置。

回转支承装置的类型回转支承装置是支承上部回转部分的种装置，它起着轴承的作用。

回转支承装置按结构可分为立柱式和转盘式两大类。

在混凝土泵车回转支承的设计过程中，根据近几年的经验和计算可知，般选取转盘式回旋支承，它可承受较大的轴向载荷和傾翻力矩。

转盘式回转支承般也分为两种支承滚轮式和滚动轴承式。

滚动轴承式的支承装置是当前工程机械普遍采用的种可回转支承装置。

它的回转摩擦阻力矩小，承载能力大，高度低。

回转支承装置高度低可以降低整车的重心，从而增加泵车的稳定性能。

滚动轴承式支承装置按滚动体形状和排列方式可分为单排滚球式双排滚球式交叉滚柱式等。

回转支承除滚动体外，还有内外滚圈。

滚圈可以是整体的，也可以是上下两半的。

整体的滚圈上没有大齿圈。

内啮合的回转支承装置外观美观，尺寸紧凑，但齿圈加工稍有不便。

内外滚圈各有高强度螺栓分别固定在回转台或底盘车架上。

双排滚球式回转支承如图这种回转支承装置有上下两排滚动体，它具有较大的接触压力角，能承受很大的轴向载荷和倾翻力矩上下两排滚球各自承受向下和向上的力，同时将上下两排滚球的接触角做成大于，故可提高其承载能力。

图双排滚球式回转支承回转机构的布置型式选择回转机构的布置有两种型式。

第种将回转机构布置在回转平台上，并随回转平台起绕回转支撑装置的大齿圈回转，回转小齿圈即作自转运动又作公转运动。

由于大齿圈的滚圈固定在底盘车架上，使回转机构的维修比较方便，但回转平台显得拥挤。

第二种将回转机构布置在回转车架上，回转小齿轮带动大齿轮回转，而大齿圈的滚圈与回转平台连在起。

这种布置对回转机构维修不便，但回转平台上显得比较利索。

设计中选择了第二种布置方式。

混凝土泵车在行驶时，应将回转平台固定在定的位置上，不能左右摆动。

因此，必须设有机械或液压的插销定位装置。

.回转支承装置的选择载荷的确定回转支承装置承受回转平台上的全部载荷。

作用在回转支承装置上的垂直力有臂架自重，配重，其它部分总量，以及考虑到混凝土等重量，同时作用在回转部分上的力还有沿着吊臂方向上的水平风力，水平方向上的力还有回转时的离心力和垂直于吊臂平面内的制动切向惯性力，作用在回转支承上的水平力还有回转小齿轮的啮合力，它的大小由小齿轮上所传递的扭矩所决定的，它的方向由小齿轮离吊臂轴线水平方向投影的位置而定。

若回转机构有两个并成对布置，则此力相互抵消。

现将上述载荷综合成垂直力，弯矩和水平力三部分。

式.式.式.必须指出的是，在确定回转支承装置载荷时，是要选取受力最不利的工况。

即泵车工作时的倾翻力矩为最大时的工况。

在混凝土泵车中上，离心力和风力引起的弯矩般占重物引起弯矩的左右。

故可简化计算，可取式.且泵车所受的水平力相对于整个载荷来说较小，根据经验可知远小于垂直力的，为了设计安全考虑，现取为垂直力的算。

最大计算工况为混凝土泵车受最大倾翻力矩时的工况，即把以上数据代入上式得回转支承装置的受力分析滚动轴承式回转支承装置的设计计算，有不考虑轴向间隙及考虑轴向间隙两种方法，它们分别取不同的许用应力。

初步计算时可采用不考虑轴向间隙的间隙算法，但需要取得恨精确的计算结果时，可用考虑轴向间隙的方法。

在本设计中，先计算不考虑轴向间隙的算法。

为了便于进行回转支承的受力分析，在分析前，要对支承装置做些近似的假定首先认为整个回转支承由于座圈和回转台底架固接在起，因而刚性很大，接近绝对刚体，没有相对的局部变形其次认为弹性变形只发生在滚动体和滚道的接触处同时还认为所以滚动体直径是完全相同的。

.初步确定滚动轴承的结构型式尺寸和滚动体数量根据载荷的大小加工使用和维修条件，定出滚动支承的结构型式和尺寸，可按下式确定排滚动体的数目式中滚动体中心圆直径滚动体滚珠直径用以考虑为放置隔离圈而在滚动体间留空隙的系数，般可取，在结构允许的条件下应取小值。

.计算滚动体上所受的最大载荷滚动体上载荷的分布如图所示。

垂直力在滚动体上的分配垂直力是平均分配到各个滚动体上的，所以，作用在个滚动体上的垂直反力为水平力在滚动体上的分配由水平力产生的最大载荷式中承受水平力的滚动体排数与滚动体形状与滚道有关的系数，滚珠轴承.。

力矩在滚动体上的分配力矩产生的滚动体最大垂直反力为图滚动体上载荷分布示意图在垂直力水平力和力矩的共同作用下，滚动体上所受的最大载荷因为滚动体与滚道的接触点法线不与轴承轴线平行或垂直，在泵车的回转支承装置中，此成角度如图示，则排滚动体将同时承受径向和轴向两个方向的载荷。

这时，滚动体所受的最大法向力为图滚动体与滚道接触受力简图根据以上载荷计算和分析，初选系列双排滚球式回转支承系列，其参数如下钢球直径螺栓孔个数内螺栓中心圆直径滚道中心圆直径钢球个数钢球之间的隔离宽度接触角螺栓直径齿数回转支承装置的强度计算回转支承装置的强度计算是校核滚动体上受到最大正压力时的变形量。

滚动体和滚道的塑性变形量之和不得超过的滚动体直径。

在混凝土泵车回转支承中，内外滚圈和滚动体材料选用强度高耐磨性好的鉻锰高碳钢制造，常用牌号如等表示滚动轴承钢，其表面淬火后硬度为，同时其淬硬厚度在.以上，其相应的线接触许用应力为其点接触的许用应力为线接触许用应力的.倍左右，则因为回转支承的滚动体为滚球，则其点接触应力可由下式求得式.式中由文献二表查得为点接触计算系数，可由文献二表查的.则滚动体的点接触应力为计算额定静载荷座圈材料采用，滚道表面硬度，查表得球式回转支承静容量系数，与滚道表面硬度及滚动体直径有关，应力系数.，回转支承能够承受的最大静承载能力额定静载荷为为与标准的回转支承装置的静载荷相适应，计算当量载荷式.式中，系数，其中，.，带入上式选择系列化的标准回转支承装置，要使安全系数表表不同工作类型的安全系数工作类型机器举例轻工作中工作较重工作重工作很重工作堆取料机工程起重机塔式起重机船用起重机抓取起重机混凝土泵车单斗挖掘机冶金用起重机斗轮挖掘机隧道抛进机而在混凝土泵车中实际值大于最大安全系数，所以选取此型号回转支承满足要求。

回转支承联接螺栓选型及强度校核参照袖珍机械设计师手册，毛谦德编泵车回转支承装置的内外滚圈各有圈螺栓各自与回转部分或车架支承部分相连。

回转部分上的全部载荷通过螺栓传至支承装置滚圈，经滚动体传到另滚圈上，再经过螺栓传至车架。

因此，连接螺栓的可靠性是回转支承装置正常工作的保证。

根据以上回转支承的选型可初步选择与之相配的螺栓及其配件。

初选螺栓螺栓性能等级.级，表面氧化，级的六角头螺栓.螺纹连接的拧紧力矩计算回转支承装置的螺纹连接在装配时必须预紧，目的在于增强连接的刚性紧密性和防松能力。

拧紧螺母时，拧紧力矩要克服螺纹副的摩擦力矩和螺母与被连接件垫圈支撑面的端面摩擦力矩。

即式.式中螺纹公称直径预紧力拧紧力矩系数，查表，取.预紧力的计算螺纹连接拧紧后的预紧力般不得超过材料屈服