基于Pro/E的混凝土泵S阀摆摇机构优化设计

某型混凝土泵驱动S阀摇摆机构存在不足：

1.       启动能力偏弱，在混凝土标号较高、高压泵送等情况下易出现S阀摆不动现象；

2.       换向到位时摇摆机构的驱动力矩较大，造成很大冲击力；

3.       换向时间过长，造成泵送不连续。

点A为左摆阀液压缸与左液压缸座的铰接点，点B为左摆阀液压缸与摇臂的铰接点，点C为右摆阀液压缸与摇臂的铰接点，点D为右摆阀液压缸与右液压缸座的铰接点，O为摇臂的摆动中心，点E为右摆阀液压缸行程的起始点。AD为左、右液压缸座的跨距，用H表示。AB为左摆阀液压缸最小安装距，用L标示，OB为摇臂的摆动半径，用R表示，其中OB=OC,BC为摇臂两铰接点的跨距，用K表示，CE为右摆阀液压缸的行程，用S表示，ED为右摆阀液压缸最小安装距，其中AB=ED。h为两液压缸座相对于摇臂摆动中心下沉的高度，QL为启动力臂，ZL为终止力臂，2θ为摇摆角度。

在绘制二维草图过程中须注意：

1、  点A与点D水平共线，且相对于中心线OV对称；

2、  点B、点C必须在半径为R的摆动圆弧上，且相对于中心线OX对称；

3、  点C、点E和点D共线，且AB=ED。

                                               摆摇机构初始位置尺寸

       提高摆摇机构启动时驱动力矩的具体措施包括增大启动力臂，增大摆阀液压缸缸径和提高系统压力，但增加缸径及提高压力会增加机构重量和成本，因此增大启动力臂成为首选。减小摆摇机构驱动到位时冲击力的具体措施包括设计液压缸缓冲装置，减小摆摇机构驱动到位时的驱动力矩（在力不变的情况下，即减小终止力臂）。目前，液压缸缓冲装置在设计液压缸时均已采用，因此减小终止力臂是实现终止力矩减小的首选。提高泵送连续性，就是缩短换向时间，在不改变液压系统的条件下，关键因素是减小摆阀液压缸的行程。

综上，为了解决该型混凝土泵泵送系统问题，需：

1、  QL尽可能的大；

2、  ZL尽可能的小；

3、  S尽可能的小。

       利用Pro/E，先按图2绘制机构二维草图

单击“分析”>“可行性/优化”，按照表1设定变量和目标参数

之后进行计算，系统会依据结果重绘模型。

优化目标QL收敛图

优化后结果