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混凝土泵车底架设计及制造技术浅析
 
慧聪网   2005年10月9日11时29分   信息来源:徐州重型机械有限公司    

  混凝土泵车的底架大多由回转底座、支腿、摆动油缸、伸缩油缸组成。作为混凝土泵车的主要受力构件,其底架结构大多设计成箱形结构,其内部又兼有油箱和水箱,它的设计合理与否,直接影响着混凝土泵车的可靠性、整机稳定性和整机自重。在BAUMA CHINA2004国际博览会上,许多国际知名的国内外企业都展示出了自己的新产品或拳头产品,同时也显示出了底架的设计制造水平及造型风格。伴随着国内工程机械的快速发展,国内混凝土泵车底架的设计制造技术同国外先进水平的差距已越来越小。同时国内厂家在底架结构工艺性及设计方面的研究也取得了长足的进步,结合多年来对泵车结构件的设计制造方面的工作心得以及多次参加大型展览会的切身体会,谈谈我国当前混凝土泵车底架的设计制造技术,以及同国外先进水平所面临的差距。

  一、混凝土泵车底架结构的特点及主要连接方式。

  混凝土泵车的底架结构主要由回转底座及支腿构成,回转底座主要作为联结下车底盘,承担上车臂架的工作重量及震动;支腿的作用是保证混凝土泵车在工作中的安全性和稳定性。由于混凝土泵车不像起重机那样安装平衡重,因此当泵车的水平外伸量较大时,就会产生很大的倾覆力矩,这些倾覆力矩主要靠支腿的反力来平衡,因此,要求支腿要有足够的结构尺寸,足够的支撑面积。同时回转底座及支腿还要有足够的强度和抗疲劳性。

  底架结构按照支腿的伸展支撑方式主要分为:前后摆动型支腿、前后伸缩型支腿、前伸缩后摆动型支腿。

  前后摆动型支腿形式的底架结构,支腿的张开是绕回转底座的铰点摆动来完成的,工作稳定性好,结构制造简单,但在泵车的两侧必须留有足够的空间,作业场地受到了一定的限制。由于受到整车外形尺寸的限制,及整车工作稳定性的原因,国内外混凝土泵车生产厂家大多采用此种结构形式。

  前后伸缩型支腿也称XH型支腿,是指支腿在回转底座的箱形框架内水平伸展及回缩,泵车左右两侧的支腿可以呈X形立体交叉,也可以平行伸缩。由于受到泵车宽度尺寸的影响,其支腿的结构尺寸及伸展长度受到很大的限制,对回转底座箱形框架的制造精度要求较高,同时其整个底架结构的重量也相对重一些,且需采用内置式油缸,拆装维修困难,所以在37米以上级别系列已很少有厂家采用。只是在泵车发展的早期阶段被大多数厂家使用,但是由于其具有更为灵活的作业空间,现在仍然有厂家在运用这种结构形式。如意大利CIFA37米泵车、MEBC037米泵车。

  前伸缩后摆动型支腿结构的特点就是在回转底座的前端部连接伸缩型支腿,后部连接摆动型支腿,由于该型的底架结构结合了前两者的优点,重量降低且具有狭窄工地施工的优势,被越来越多的厂家所采用。2004年徐工重型就在国内首家推出了前伸缩后摆动型支腿结构的泵车HB40,其国外的生产厂家主要有德国PM公司42米以下级别系列、韩国全进40米以下级别系列等。

  二、混凝土泵车底架设计制造中的难点及重点。

  回转底座作为底架结构中的主要连接结构,因为结构的复杂性,即要保证工作中的动强度及刚性,又要使焊缝具有耐震动的能力,所以如何有效的正确计算,得出整个回转底座的应力分布是设计中的难点。徐工重型大力开展有限元方面的研究,对回转底座的计算进行了成功的探索,取得了宝贵的设计经验。同时回转底座内部又大多设计成油箱及水箱,如何避免焊接区域延时裂纹的产生是制造中的难点;有效避免焊缝的渗漏也是制造工作中一大重点。磁粉探伤加煤油渗漏检测法及其超声波检测法都是很好的检测方法。具体采用何种经济的方法,国内厂家还要根据自身设备情况进行比较分析并最终确定。

  一般情况下,混凝土泵车底架回转区域由于连接回转支撑及回转减速机,为了保证回转减速机及回转支撑具有良好的啮和特性,回转部位均设计具有较大的刚度,在该区域的设计各厂家都探索出了有效的解决办法,广泛采用的办法是薄座圈板加筋增加整体刚性的办法以及厚座圈钢板的连接方法。

 
作者:李家武 
 
 
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