混凝土泵车臂架可减震砼弯管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种连接弯管，尤其涉及一种混凝土泵车臂架可减震砼弯管。
【背景技术】
[0002]混凝土泵车是通过管道依靠压力输送混凝土的施工设备，泵车能够一次连续地完成水平输送，工作强度极大。臂架系统是混凝土泵车重要的工作部件之一，工作时，利用汽车底盘发动机的动力，通过分动箱将动力传给液压泵，然后带动混凝土泵送机构和臂架系统，泵送系统将料斗内的混凝土加压送至管道内，管道附在臂架上，臂架可移动，从而将泵送机构泵出的混凝土直接送至浇注点。
[0003]泵车的臂架中与转台相连的前几节臂的板材一般较采用较厚的高强钢板，最后一节的臂的板材一般采用较薄的钢材，混凝土泵车在工作时，两个泵送液压油缸交替循环动作，从而不断地将混凝土压送至浇注位置。由于两个泵送油缸交替动作，混凝土泵车承受一个具有一定频率的强迫冲击。在泵送油缸的冲击作用下，布料臂的振动有放大作用，所以布料臂承受交变载荷作用，引起疲劳破坏。同时浇注过程中输料管的振动和混凝土流动两相耦合，在较高的压力下，会对臂架产生较大的冲击振动，尤其是在输送管的砼弯管处，由于混凝土流体需要改变速度方向，因此在弯管处流体对输料管系统的冲力较大，从而引起整个布料系统的振动。
[0004]现有技术中连接在臂架上的输送管的砼弯管结构如图1所示，包括第一弯管、直管段和第二弯管，第一弯管与输出端相连，第二弯管与输入端相连，第一弯管与第二弯管之间连接直管段，第一弯管和第二弯管的曲径相同，均具有一圆弧段，夹角大约90°，流体对第一弯管产生冲击力F1，对第二弯管产生冲击力F2，Fl和F2大小相同，方向相反且不共线，形成一对力偶，使输料管系统的振动增强，使臂架系统形成强迫振动，降低了臂架系统的使用寿命。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本实用新型提供一种混凝土泵车臂架可减震砼弯管，可以大降低输料管系统和臂架系统的振动，提高臂架和输料管的使用寿命，同时可以降低能耗。
[0006]为了实现上述目的所采用的技术方案:一种混凝土泵车臂架可减震砼弯管，包括第一弯管、直管段和第二弯管，第一弯管与进料口相连，第二弯管与出料口相连，直管段连接在第一弯管和第二弯管之间，第一弯管与第二弯管的曲率相同，所述第一弯管和第二弯管均包括第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，第一圆弧段的曲率半径与第二圆弧段相同，第一圆弧段和第二圆弧段之间具有与之相切的直线段，第三圆弧段的曲率半径大于第二圆弧段曲率半径的二倍且与第二圆弧段相切，第一圆弧段与直管段相连，第三圆弧段与进料口或者出料口相连。
[0007]第三圆弧段由于弧度较大，速度变化缓慢，受到的冲击力很小，第一圆弧段和第二圆弧段受到的冲击力合成后，第一弯管和第二弯管竖直方向上受力方向相反，大小相同且共线，因此相互抵消；水平方向上两个弯管受力方向相反，大小相同不共线，形成力偶，合成力水平方向的力度相对于现有技术中的弯管大大减小，因此力偶变小，混凝土流体带来的振动变小；同时采用上述设计的弯管，使输送管与里臂架之间的距离变小，整个系统更加稳定，对臂架系统的附加振动随之变小，提高臂架系统和输送管的使用寿命，降低能耗。
[0008]第一弯管与进料口的输料管之间、第一弯管与直管段之间、直管段与第二弯管之间、第二弯管与出料口的输料管之间，均通过管夹相连。管夹用于各管段之间的相互连接，拆卸方便。
[0009]管卡上设有密封环。防止混凝土在输送过程中发生泄漏。
[0010]所述砼弯管安装在臂架的最后一节臂与倒数第二节臂之间。由于最后的臂架系统采用较为薄的钢板，因此在此段采用本实用新型中的砼弯管，保证系统的整体稳定性。
[0011]第一圆弧段和第二圆弧段的半径为220?240mm，第三圆弧段的半径为680?720mm;第一圆弧段的圆心角为90°，第二圆弧段和第三圆弧段的圆心角为40°。
[0012]所述砼弯管均采用铸造高锰钢制成。铸造高锰钢具有较高耐磨性，锰钢是一种高强度的抗磨钢，相对于其他材料更加适用于承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件。
【附图说明】
[0013]图1为现有技术的示意图；
[0014]图2为本实用新型的示意图；
[0015]图3为第一弯管的力学分析图；
[0016]图4为第二弯管的力学分析图；
[0017]图中:10、第一弯管，11、第一圆弧段，12、第二圆弧段，13、第三圆弧段，14、直线段20、直管段，30、第二弯管，40，管夹。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图2所示，一种混凝土泵车臂架可减震砼弯管，包括第一弯管10、直管段20和第二弯管30，第一弯管10与进料口相连，第二弯管30与出料口相连，直管段20连接在第一弯管10和第二弯管30之间，第一弯管10与第二弯管30的曲率相同，所述第一弯管10和第二弯管30均包括第一圆弧段11、第二圆弧段12和第三圆弧段13，第一圆弧段11的曲率半径与第二圆弧段12相同，第一圆弧段11和第二圆弧段12之间具有与之相切的直线段14，第三圆弧段13的曲率半径大于第二圆弧段12曲率半径的二倍且与第二圆弧段12相切，第一圆弧段11与直管段20相连，第三圆弧段13与进料口或者出料口相连。
[0020]流体在经过弯管时，弯管内壁与流体相互作用，内壁的应力应与流体的一致，根据流体力学的计算可知，弯管内流体的应力主要为与粘性无关的流体压力，对流体压力进行有限元分析，第一圆弧段收到流体的冲击压力F1，第二圆弧段收到流体的冲击压力F2，第三圆弧段收到流体的冲击压力F3，由于第三圆弧段13由于弧度较大，速度变化缓慢，收到的冲击压力很小可以忽略不计。第一弯管的受力分析如图3所示，第一弯管的第一圆弧段和第二圆弧段受到的冲击力合成Fa，第二弯管的受力分析如图4所示，第二弯管的第一圆弧段和第二圆弧段受到的冲击力合成Fb，Fa分解为水平方向Fax和竖直方向Fay，Fb分解为水平方向Fbx和竖直方向Fby，Fay和Fby受力方向相反，大小相同且共线，因此相互抵消；Fax和Fbx受力方向相反，大小相同不共线，形成力偶，合成力水平方向的力度相对于现有技术中的弯管大大减小，因此力偶变小，混凝土流体带来的振动变小；同时采用上述设计的弯管，使输送管与里臂架之间的距离变小，整个系统更加稳定，对臂架系统的附加振动随之变小，提高臂架系统和输送管的使用寿命，降低能耗。
[0021]第一弯管10与进料口的输料管之间、第一弯管10与直管段20之间、直管段20与第二弯管30之间、第二弯管30与出料口的输料管之间，均通过管夹40相连。管夹用于各管段之间的相互连接，拆卸方便。
[0022]管卡40上设有密封环。防止混凝土在输送过程中发生泄漏。
[0023]所述砼弯管安装在臂架的最后一节臂与倒数第二节臂之间。由于最后的臂架系统采用较为薄的钢板，因此在此段采用本实用新型中的砼弯管，保证系统的整体稳定性。
[0024]第一圆弧段和第二圆弧段的半径为220?240mm，第三圆弧段的半径为680?720mm;第一圆弧段的圆心角为90°，第二圆弧段和第三圆弧段的圆心角为40°。
[0025]所述砼弯管均采用铸造高锰钢制成。铸造高锰钢具有较高耐磨性，锰钢是一种高强度的抗磨钢，相对于其他材料更加适用于承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件。
[0026]将本实用新型应用到混凝土泵车上，利用振动传感器测量最后一节的臂架振动情况，与原有的砼弯管相比，利用本实用新型的同一型号的混凝土泵车的振动参数减小近20%，振动减小不仅可以提高臂架系统和输送管的使用寿命，同时振动减小可以大幅降低能耗。
【主权项】
1.一种混凝土泵车臂架可减震砼弯管，包括第一弯管(10)、直管段(20)和第二弯管(30)，第一弯管(10)与进料口相连，第二弯管(30)与出料口相连，直管段(20)连接在第一弯管(10)和第二弯管(30)之间，第一弯管(10)与第二弯管(30)的曲率相同，其特征在于:所述第一弯管(10)和第二弯管(30)均包括第一圆弧段(11)、第二圆弧段(12)和第三圆弧段(13)，第一圆弧段(11)的曲率半径与第二圆弧段(12)相同，第一圆弧段(11)和第二圆弧段(12)之间具有与之相切的直线段(14)，第三圆弧段(13)的曲率半径大于第二圆弧段(12)曲率半径的二倍且与第二圆弧段(12)相切，第一圆弧段(11)与直管段(20)相连，第三圆弧段(13)与进料口或者出料口相连。
2.如权利要求1所述的混凝土泵车臂架可减震砼弯管，其特征在于:第一弯管(10)与进料口的输料管之间、第一弯管(10)与直管段(20)之间、直管段(20)与第二弯管(30)之间、第二弯管(30)与出料口的输料管之间，均通过管夹(40)相连。
3.如权利要求2所述的混凝土泵车臂架可减震砼弯管，其特征在于:管夹(40)上设有密封环。
4.如权利要求3所述的混凝土泵车臂架可减震砼弯管，其特征在于:所述砼弯管安装在臂架的最后一节臂与倒数第二节臂之间。
5.如权利要求1至4任一权利要求所述的混凝土泵车臂架可减震砼弯管，其特征在于:第一圆弧段和第二圆弧段的半径为220?240mm，第三圆弧段的半径为680?720mm ;第一圆弧段的圆心角为90°，第二圆弧段和第三圆弧段的圆心角为40°。
6.如权利要求5所述的混凝土泵车臂架可减震砼弯管，其特征在于:所述砼弯管均采用铸造1?猛钢制成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种混凝土泵车臂架可减震砼弯管，包括第一弯管、直管段和第二弯管，第一弯管与进料口相连，第二弯管与出料口相连，直管段连接在第一弯管和第二弯管之间，第一弯管与第二弯管的曲率相同，所述第一弯管和第二弯管均包括第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，第一圆弧段的曲率半径与第二圆弧段相同，第一圆弧段和第二圆弧段之间具有与之相切的直线段，第三圆弧段的曲率半径大于第二圆弧段曲率半径的二倍且与第二圆弧段相切，第一圆弧段与直管段相连，第三圆弧段与进料口或者出料口相连。本实用新型使整个系统更加稳定，臂架系统与输送管的振动变小，提高臂架系统和输送管的使用寿命，降低能耗。
【IPC分类】F16L43-00, E04G21-04, F16L57-06
【公开号】CN204554191
【申请号】CN201420827805
【发明人】仇文宁, 刘欣欣, 肖根先, 黄继战, 范玉
【申请人】江苏建筑职业技术学院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年12月23日