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混凝土泵的現狀與發(fā)展戰(zhàn)略探討 土木工程三班 丁靜超 學號：20102742 摘 要?? 概述了目前國內外 拖式混凝土泵 的研制現狀和存在 的問題??對未來 拖式混凝土泵 尤其是國內 拖式混凝土泵 的發(fā)展趨勢進行 了探討。 關鍵詞 ?? 拖式混凝土泵 現狀 發(fā)展趨勢 引言 在建筑、鐵路、公路、水電等工程施工中??混凝土施工在許多基 礎設施建設中占有相當大的比重??混凝土機械是一種十分重要的施工 設備。混凝土泵是一種用于輸送和澆筑混凝土的施工設備??它能一次 連續(xù)完成水平運輸和垂直運輸??效率高??降低勞動強度??特別適用于 高層或遠距離復雜地形的混凝土輸送。隨著混凝土施工技術的發(fā)展及 施工工藝的日趨成熟和推廣應用??用戶對混凝土輸送機械的要求也在 提高。特別是近 10 年來??液壓控制技術和電子計算機技術的結合更 促進了混凝土輸送機械技術的發(fā)展??使混凝土輸送機械的工作性能不 斷提高??新產品、新品種不斷涌現??各種功能也日趨完善??技術水平 已達到了相當高的程度。本文對國內外拖式混凝土泵的研制現狀作了 簡要概述??并對未來拖式混凝土泵尤其是國產拖式混凝土泵的生產發(fā) 展提出了一些建議?? 供同行們參考。 1 拖式混凝土泵的發(fā)展現狀 混凝土輸送泵的研究是在上世紀初開始的?? 1 902 年法國人最先 取得了專利?? 1 907 年德國開始研究混凝土泵?? 1913 年美國也有人 取得了專利??并制造出第一臺混凝土泵??但未能得到應用。 19 27 年 德國的弗瑞茨海爾?? Fritz Hell?? 設計制造了第一臺混凝土泵?? 并第一次獲得應用。 193 0 年德國制造了立式單缸球閥活塞混凝土泵?? 這種泵是靠曲 柄和搖桿機構進行傳動、又是立式單缸??整機結構不佳??因而工作性 能較差。 1 932 年荷蘭人庫依曼?? J C Kooyma n??在立式缸基礎 上進行了較大改進??將立缸改為臥缸??制造了庫依曼型混凝土泵??這 種混凝土泵有一個臥式缸及兩個由連桿操縱聯動的旋轉閥??極大地提 高了混凝土泵工作的可靠性??為現代的混凝土泵技術的發(fā)展奠定了基 礎。由于庫依曼泵的設計結構合理??工作可靠??因而當時眾多的公司 都曾獲得許可證生產。 第二次世界大戰(zhàn)后??由于戰(zhàn)爭造成的巨大破壞??戰(zhàn)后重建的建筑 工程規(guī)模很大??機械式混凝土泵的銷路較好??應用日益增多。 50 年 代中期?? 原西德 Torkr er 公司首先發(fā)展用水作工作介質的液壓泵。 195 9 年原西德的施維英?? Schwin g?? 公司生產出真正的全液壓的混 凝土泵 .奠定了現代混凝土泵的技術基礎。德國的混凝土泵的設計制 造技術是世界上最優(yōu)秀的 .在泵送機械的發(fā)展方面始終走在前列 .它 代表了當今世界混凝土泵發(fā)展的最高水平 .世界上最大的兩個混凝土 泵生產公司施維英 . S chwing?? 公司和普茨邁斯特?? P utzmei ster?? 公司占據了市場的主導地位。產品種類、規(guī)格都很齊全??各自擁有獨 特的核心技術。如普茨邁斯特公司主要采用閉式液壓系統、 S 管分 配閥等??而施維英公司則是采用開式液壓系統、采用獨一無二的裙閥。 混凝土泵在西德的應用也相當普遍。 日本則是從 1 950 年開始??由石川島播磨從西德引進的機械式輸 送泵??到上世紀 70 年代才迅速發(fā)展的??主要廠商有??石川島播磨重 工、三菱重工、極東開發(fā)、新協、新瀉和新明和等。但進入 20 世紀 末??由于亞洲經濟危機和日本經濟的不景氣??使得混凝土泵送機械的 發(fā)展也緩慢下來。 美國的混凝土泵也走在世界的前列?? 自 1923 年美國雷克斯 ?? RE X??研制出了第一臺機械式混凝土泵??至今已有 80 多年的歷史。 在 20 世紀 50 年代?? 液壓式混凝土泵已有生產?? 60 年代中期出現 了拖動式混凝土泵??隨著分配閥等關鍵問題的解決??進一步推進了混 凝土泵的發(fā)展。 我國在 20 世紀 50 年代就曾從國外引進?? 生產過機械式混凝土 泵??當時的技術水平很低?? 生產批量也很少。 60 年代初??上海重型 機器廠又參照原蘇聯 C -28 4 型生產了排量為 40m3 /h 的固定式泵??生 產中雖有應用??但未能推廣。 7 0 年代初??原一機部建筑機械研究所 與沈陽振搗器廠合作進行混凝土泵的研制??開發(fā)了 HB -8 型混凝土泵。 原國家建委建筑機械研究所又與湖南常德機械廠合作開發(fā)了 H B -15 型混凝土泵。電力部水電七局的水工機械廠參照日本 7 00S -1 型混凝 土泵研制成 HB- 30 型混凝土泵。此外?? 北京市建筑工程研究所與北 京建筑機械修造廠、北京市橡膠二廠和六廠協作??于 1978 年試制成 功 HB J-30 型擠壓式泵。 可見??我國從 70 年代開始??對各種型式的混凝土泵都進行了大 力探索??但只有沈陽的 HB-8 和夾江水工機械廠的 HB -30 形成了批量 生產。 在 1980 年初??國產混凝土泵的總保有量尚不足 200 臺??混凝土 泵車更是沒有。在此期間??我國的一些大型混凝土澆筑工程??在很大 程度上基本依靠進口設備。如上海寶鋼澆灌電站沉井和熱風爐基礎等。 80 年代中期 . 我國混凝土泵送機械取得了長足的發(fā)展 . 國家建設部 為推動國內商品混凝土的發(fā)展 .選擇沈陽工程機械廠、湖北省建筑廠 率先引進國際著名混凝土泵生產公司的先進技術 .我國才開始進入泵 送混凝土時代。 1 993 年后??建設部長沙所向外轉讓 HBT 40/40A 技術 資料??使國內混凝土泵生產廠家激增??使混凝土泵進入廣泛生產時期。 自 199 3、 1 994 年基建高峰期之后??國內有幾十家企業(yè)開始生產 混凝土泵??但只有十幾個廠家的年產量能超過 3 0 臺。競爭激烈的市 場迫使主要生產廠家千方百計地采用國際上先進的混凝土泵技術??以 便在競爭中占據有利地位。對于使用者來說??混凝土泵本身的技術含 量不易掌握??而更注意混凝土泵的可靠性以及對混凝土的適應性。因 此混凝土適應性和泵送可靠性才是國產混凝土泵技術上最優(yōu)先考慮 的問題。 特別是近十年來?? 更是得到了飛速發(fā)展?? 且已形成了較大的規(guī) 模??據統計??我國的拖式混凝土泵生產廠家已達到一百多家??幾乎遍 及全國各地??極大限度地滿足了市場需求??幾乎替代了進口產品。但 是??各廠家產品的技術水平、制作工藝、生產能力等參差不齊??差距 較大??大致可以分成三個層次??形成了以三一、中聯為代表的第一梯 隊??為當今國內最高水平??其次是鴻得利、佳爾華、德邦重工、楚天 等為代表第二梯隊??發(fā)展后勁很足??第三梯隊則是其它技術水平、生 產能力都相對較小的廠家。在穩(wěn)定性和某些工藝參數上??雖然與世界 發(fā)達國家的產品還存在一些差距??但差距并不明顯??相反??我們在價 格、售后服務等方面具有比較優(yōu)勢??且更加符合我國的實際施工情況。 同時?? 隨著中國加入 W TO?? 市場競爭加劇?? 各廠家充分挖掘自己 的潛力??發(fā)揮自身的優(yōu)勢??產品性能、質量不斷提高??液壓系統向集 成方向發(fā)展?? 普遍采用開式系統及恒功率控制?? 特別是大流量的泵?? 開式系統具有油溫低、可靠性高、維修方便等諸多優(yōu)勢。有的產品接 近或達到世界先進水平??并參與國際競爭。如三一重工、中聯重科的 混凝土泵??無論在泵送壓力、泵送排量??還是在穩(wěn)定性、可靠性等方 面??都可與國外著名品牌產品相篦美。與此同時??液壓系統的壓力也 在不斷提高??基本都在 32M Pa 以上。因此??輸送距離也在不斷增加?? 最大水平輸送距離已超過 200 0m??最大垂直泵送高度也可達 5 00m 以 上。 20 02 年 9 月??三一重工的 90CH- 2 122D 混凝土泵??在香港創(chuàng)造 了單機垂直泵送 C60 高強混凝土 40 6 米高的當今世界紀錄。并進一 步重視混凝土可泵性的研究??主要是對于高強度、大骨料、三級配混 凝土的研究?? 現已能泵送混凝土的最低坍落度只有 20m m?? 最大骨料 粒徑可達 80?? 120m m。如三一重工的 HBT 120A - 141 0D 三級配混凝 土泵??已成功地應用于三峽工程的施工??三級配混凝土泵從經濟、溫 度控制等與常規(guī)二級配泵有明顯的技術優(yōu)勢。 20 04 年 9 月 ~12 月?? HBT 12 0A 三級配混凝土泵在貴州省魚塘電站成功泵送 5 萬 m3 混凝土?? 在工程中發(fā)揮著重要作用。 自 20 世紀 70 年代至今?? 各國的混凝土泵均有很大的發(fā)展?? 設 計制造和泵送使用技術都逐步得到完善。尤其是近幾年??在混凝土泵 的機動性、穩(wěn)定性、使用性能、技術性能等方面??都取得了突破性的 進展?? 并被廣泛使用。 2 拖式混凝土泵存在的問題 國內工程機械有很多產品的結構??功能與國際著名品牌產品的結 構形似而神非??有些只是依葫蘆畫瓢??照搬照抄??或只做些表面文章。 簡單的仿制導致設計結構及技術參數匹配不合理??許多細節(jié)沒有得到 很好處理。作業(yè)時間一長??一些隱含的深層次問題??如系統匹配、熱 平衡、油溫及可靠性等方面問題就逐漸暴露出來了??存在漏油、滲油 等現象?? 外購、外協件的質量也難以保證。 國內拖式混凝土泵專業(yè)化生產水平低的小作坊式企業(yè)較多??大部 分企業(yè)以自主生產為主??專業(yè)化生產水平很低??工藝落后??勞動生產 率低。一些小公司、小作坊式企業(yè)紛紛起來生產混凝土機械??如在長 沙等地一個地區(qū)就有數十家企業(yè)??這些小企業(yè)的技術創(chuàng)新能力低??生 產產量低、產品質量差、價格低廉??嚴重沖擊和影響著正常的市場銷 售。 國外的混凝土輸送機械都編制了詳細的使用維修說明書??規(guī)定了 嚴格的操作規(guī)程??要求設備使用人員對混凝土泵送機械的原理、結構、 操作及日常維護等進行深入了解??使設備在施工過程中使用起來得心 應手??發(fā)揮的作用越來越大。進口混凝土機械價格昂貴??備品、備件 供貨周期長??價格不菲??因而使用單位一般也會嚴格按使用操作規(guī)程 進行操作?? 并特別注意維修和保養(yǎng)?? 使用起來故障少?? 使用壽命長?? 生產效率高??而國產混凝土輸送機械價格相對來說就便宜得多??備品、 配件供貨也容易得到保證??相比之下使用單位對國產的混凝土輸送機 械使用要求有所松懈 . 操作使用者常不能嚴格按操作規(guī)程進行操作 . 不注重產品的液壓系統清潔度 . 不注意產品的維修與保養(yǎng)工作。 3 拖式混凝土泵發(fā)展戰(zhàn)略探討 3 .1 拖式混凝土泵的輸送能力向兩極發(fā)展?? 主要向高壓、大排量發(fā) 展 壓力更高??輸送量更大將成為今后國產拖式混凝土泵的發(fā)展趨勢。 例如施維英的主導產品 BP400 0、普茨邁斯特公司的 B SA2110?? 這兩 種混凝土泵的最大輸送量超過 10 0m3 /h??最大輸送壓力為 1 6MPa?？? 以適應絕大多數的施工工程使用。施維英產品最大輸送量可達 160 m3 /h??普茨邁斯特公司的最大輸送量可達 150 m 3 /h。如果訂貨有特 殊要求?? 還可以更高。 國產拖式混凝土泵的設計初期??混凝土輸送缸徑為 180 mm 左右?? 輸出排量多集中在 503 /h 以下。目前??拖式混凝土泵市場最常見的輸 送缸徑為 2 00mm?? 行程在 16 00?? 1800 mm?? 輸出排量在 60~80 m 3 /h 左右。隨著國內工程進度的加快??泵送排量也有增大的要求??過去輸 送量在 6 0?? 8 0m3 /h 的占 6 0%左右?? 而現在輸送缸的缸徑也越做越 大??國內使用最大的缸徑已達 230m m??混凝土輸出排量也更大??輸送 量要求 8 0?? 1 20m3 /h 的工程越來越多。但是混凝土輸送泵的大型化 發(fā)展是有限度的。這主要受電動機功率、主油泵排量制約??受結構和 外型尺寸限制??同時超大排量的混凝土輸送泵還受混凝土供應的影響?? 不論是攪拌速度還是運輸速度都不能滿足排量要求??而使混凝土輸送 泵工作能力不能完全發(fā)揮?? 造成浪費。此外?? 泵送壓力也越來越高。 197 1 年以前?? 混凝土出口壓力大多不超過 2.94M Pa?? 現在已提高到 10?? 16M Pa?? 而且還有繼續(xù)提高的趨勢。 例如日本極東開發(fā)從 1 980 年開始??研制小型混凝土輸送泵??混 凝土輸送量為 1 0?? 5 5m 3 /h。最小輸送量為 10m 3 / h?? 最大輸送壓力 為 10 MPa?? 機重為 18 00Kg?? 累計銷售 200 0 多臺。國內生產小型混 凝土泵的廠家不多??隨著新農村建設的大力發(fā)展??地、縣級城市建設 步伐的加快和商品混凝土的迅速普及??小型混凝土機械的需求將日益 增加?? 我們應加強這一方面的工作。 3 .2 研制拖式混凝土泵高效可靠的液壓系統 液壓技術是混凝土泵技術性、可靠性最關鍵的部分。普茨邁斯特公司 作為閉式系統的代表??堅持采用閉式系統??不斷地發(fā)展和完善控制功 能??使混凝土泵工作更加精細可靠??堅持采用電開關換向??獨立的擺 動油缸控制系統 .把技術特點放在主油泵排量控制上。而施維英公司 作為開式系統的帶頭人 .也堅持自己的特色 .為解決大流量下的系統 發(fā)熱損失 .減小沖擊 .自行設計了大通徑換向閥 .堅持采用液壓行程 換向 .技術特點放在換向協調匹配上。國內拖式混凝土泵的液壓系統 也是開式系統與閉式系統并存的 .在國際上開式系統廠家占絕大多數 . 產量占 7 0% ??而國內的混凝土泵是從采用閉式系統起家的??所以國 內產量比大約是 1 ?? 1 。開式回路和閉式回路各有優(yōu)缺點?? 閉式 回路換向沖擊小、發(fā)熱量小??結構簡單??而開式回路最突出的特點就 是能夠根據負載很方便地控制泵的排量??特別是在短距離泵送時??泵 送量大?? 能夠充分利用原動力的功率。 國內閉式產品廠家均采用分離油路?? 即一個主油泵為泵送油缸供油?? 一個恒壓油泵加蓄能器為擺動油缸供油??前一個回路是閉式??后一個 是回路是開式回路??所以有些用戶稱之為“ 半開半閉”系統。主泵送 回路上體現了閉式系統特點。在閉式系統中作為一個封閉的管路??工 作液壓其中高速高壓流動??系統很容易發(fā)熱??必須由一個補油泵吸入 油箱中的冷油補充入系統??由低壓限壓閥釋放系統中的熱油。同時補 油泵提供的油流通常作為伺服油用來控制油泵排量。這樣??補油泵的 限定壓力與低壓閥的開啟壓力?? 也就是油泵回油口壓力??之間存在著 復雜而微妙的關系。閉式系統中的四大難題??液壓沖擊、最高泵送速 度降低、油溫過熱、回油吸空??通常都是因為兩個壓力協調不當引起 的。 國內外絕大多數生產拖式混凝土泵的廠家都選用了開式系統?? 其 原因開式系統比閉式系統要簡單得多。但開式系統中有一個很大的油 箱??油泵從中吸油??輸送到換向閥。分配到兩個油缸交替動作??油缸 回油通過換向閥返回油箱。這樣閉式系統四大難題中除了壓力沖擊之 外??其它三個問題迎刃而解。開式系統的主油泵很便宜??但系統組成 復雜、元件較多??整個系統的的成本比閉式系統要貴一些。但必須注 意主油泵吸油口處絕對不允許安裝精細尺寸的濾油器。而大網眼的濾 網不解決實際問題??所以開式油泵都不裝吸油濾油器。由于斜盤柱塞 泵的自吸性很差??所以開式系統的原動機轉速不允許太高??通常不超 過 1800r /min??這就限制了油量流量??也就限制了混凝土泵排量。為 了達到額定排量??可以選用大規(guī)格的主油泵 .也可以選用帶補油泵的 開式油泵 . 這兩種方法都會增加成本。 開式回路仍然存在壓力沖擊的問題 . 而且比閉式系統更嚴重 . 閉 式系統采用泵換向 . 斜盤通過“ 零位 ” . 可以有效解決沖擊。而開 式系統采用閥換向。大流量液動閥在高速切換時所產生的壓力沖擊非 常劇烈而復雜。如何改善閥的換向性能是使用開式系統廠家的主要研 制工作。通常換向閥的閥體不便改動 .而是在閥芯上下功夫 .例如在 軸肩上例角、開坡口、開卸荷槽、月牙槽等等調節(jié)閥開度變化曲線 . 以改善性能。開式系統的另一個難點在于主油泵排量控制 .這是一個 既簡單又復雜的問題。復雜的程度取決于對產品性能的要求程度。如 果產品的排量小 .混凝土出口壓力低 .可以不作任何外部控制 .只由 工作壓力直接調整排量。一個性能完善、功能優(yōu)越的開式控制系統比 同樣性能的閉式控制系統要復雜的多。設計時不易掌握 .制造時不易 調整 .故障時不易維修 .成本很高 .所以絕大多數的廠家都采用簡化 的方案。 3 .3 優(yōu)先研制操作方便、性能可靠和價格低廉的拖式混凝土泵 混凝土泵車作為一種集機電液訊為一體的技術密集型產品??對操 作和維修的技術要求高。在我國由于此類設備造價昂貴??操作和維修 要求高?? 一般除一些實力雄厚的施工單位和國家重點工程均選用外?? 大多數中、小施工單位都會對它望而卻步。因此??我國現代全液壓混 凝土機械的發(fā)展?? 只有從簡易的拖式混凝土泵起步?? 降低制造成本?? 充分發(fā)揮混凝土泵的輸送效率高、價格低廉、操作簡單、維修方便的 優(yōu)勢??逐步向高端產品發(fā)展??才能占有國內市場??最終達到全部替代 進口的目的。 我國是發(fā)展中國家??經濟實力還較薄弱??因此研制方向應符合我 國國情??其操作功能和配套設備應優(yōu)先考慮其實用性。就我國目前絕 大部分操作工人的技術水平和經濟實力而言??應根據市場需要選準方 向??優(yōu)先研制操作簡單方便和價格低廉的拖式混凝土泵。如拖式混凝 土泵的發(fā)展重點應該放在相當于 HBT 60 -13 -90S 拖式混凝土泵上。這 種機型的主要特點是??內裝有電動機??機重 6t 左右??混凝土輸送量 在 60?? 7 0m3 /h??基本上滿足各種混凝土施工的要求。研制過程中必 須注意以下幾點???? 1??配備高可靠性的電動機?? 根據用戶要求可選 配相應功率的柴油機為動力????為液壓系統提供可靠的動力保證。?? 2?? 強化它的主要功能— — 混凝土泵送??配備可靠、高效的泵送系統??并 可靈活、方便地調節(jié)輸送能力?? 提高輸送缸、眼睛板、切割環(huán)、 S 管閥的使用壽命??從而提高混凝土的輸送效率??降低設備使用的綜合 成本。?? 3??完善并合理匹配先進的液壓系統??以保證混凝土輸送作 業(yè)可靠高效地運行?? 充分發(fā)揮能耗低?? 輸送快、使用效率高的優(yōu)點。 ?? 4??降低成本??盡可能選用國產液壓、電器元件??對某些系統進行 簡化或應用戶的要求選配??如遙控操作系統、水洗系統、牽引橋系統 等。如我公司在 2006 年就成功開發(fā)了全國產液壓件的 HBT 60A -13 - 90S 拖式混凝土泵?? 該泵采用貴州力源生產的 A8V 107 主 泵、北京華德生產的電液比例換向閥以及國產電器元件??使整機銷售 價格低于 2 0 萬元。 3 .4 優(yōu)選配套零部件?? 提高國產拖式混凝土泵的設計、制造水平 配套零部件質量的優(yōu)劣嚴重影響著拖式混凝土泵的制造水平的 高低??如??電動機、發(fā)動機、電器元件、液壓元件、密封件和緊固件 等??因拖式混凝土泵不同于一般工程機械??其工況使用條件極為惡劣?? 負荷變化大??并伴隨較強的沖擊和振動??故為其配套的零部件必須滿 足這種工況要求。以前我國相當一部分配套件不能滿足這種要求??但 現在隨著我國加入 WT O 和全球經濟一體化進程的加快?? 無論國產或 國外元器件??從質量到價格都有了長足的進步??大大拓寬了國內廠家 選擇的余地??一些關鍵部件特別是液壓元件的選型可以采用進口產品?? 從而提高國產拖式混凝土泵的產品質量和可靠性?? 降低設備故障率。 為了提高液壓系統的可靠性??越來越多的廠家選用全套進口液壓 元件。作為賣方有些國外液壓公司為了擴大市場份額??常常把自己在 混凝土泵領域內為先進產品多年配套的經驗和技術傳授給中國企業(yè)?? 中國企業(yè)只需用零件價格就可以得到產品和最先進的混凝土泵技術?? 這無凝是非常合算的事情。用戶作為最終受益者??得到技術先進、性 能可靠的產品??這對中國建筑工業(yè)是很大的支持與幫助。正是因為這 個原因?? 技術支持較好的德國液壓件公司占據了中國市場主導地位?? 美國人次之?? 而日本公司則失去了中國混凝土泵的配套市場。 在耐磨材料方面??生產廠特別是老生產廠經過多年探索??已經成 功地制造出泵 1 .2~3 萬 m2 的耐磨板和耐磨環(huán) (具體壽命取決于混 凝土類型和泵送高度 ) .這個壽命和進口件相差無幾 ,高級合金鑄鐵 焊條的廣泛應用??使國內的生產廠已經跨過了耐磨材料這一關。相對 其它大型建筑材料??拖泵的電器控制系統非常簡單??易于理解和掌握。 通過使用進口和替代進口電器元件?? 電氣系統的可靠性已不存問題?? 拖泵使用時可能由于機器的劇烈振動而造成電氣元件的損壞??很多廠 家采取了優(yōu)選配套件的措施??例如用發(fā)光二極管代替燈泡??電氣元件 使用插裝件等。電氣系統的發(fā)展方向是集中化、自控化。集中化是指 關鍵電器元件被子特殊制造的集成組件取代??可以完成精確控制功能?? 減小體積和耗電量?? 發(fā)熱????簡化系統。自控化指裝入微處理器使機 器自動檢測、識別故障??自動排除??現在有的國內廠已初步完成這一 方案。如果在未來的發(fā)展中??引入高性能主機板??裝入工作程序和故 障程序??采用多余度系統??使機器在正常狀態(tài)下自動工作??在故障時 自動判斷排除??成為“ 無人看守”機器??我國在拖泵電氣領域將走在 世界前列。 從國外拖式混凝土泵的結構看??鑄件極少??焊接件所占比例很大?? 因此加工周期短??制造成本低??從加工裝備水平看??國外產品的關鍵 工序特別是精加工大多由數控設備加工完成??在切割、焊接、熱處理 等方面自動化程度較高。為使國產拖式混凝土泵質量的技術水平得到 保證?? 上述兩個方面必須進一步加強。 3 .5 研制專用拖式混凝土泵?? 小批量、多品種適應用戶要求 “ 十一五” 期間?? 是我國鐵路大規(guī)模建設最關鍵的時期?? 我國將 完成 9800 公里時速達 20 0-300 公里的客運專線建設任務??建設總投 資 12 500 億元。高速客運專線 8 0%以上采用高架無渣路基軌道。大 型混凝土箱梁的預制??是客運專線最重要的工程??也是一項全新的技 術課題?? 要求其使用壽命達 1 00 年。因此?? 混凝土箱梁的預制必須 采用配比非常嚴格的高性能、耐久性混凝土。高性能混凝土其強度高?? 粘度大、流動性差、吸料困難、阻力大等特點??給泵送帶來了非常大 的困難?? 普通的混凝土輸送泵很難滿足泵送要求。 近年來?? 中聯、佳爾華等廠家開發(fā)了為了適應高性能混凝土的泵 送要求?? 在高性能混凝土吸入性能和泵送效率方面進行了深入研究?? 研制開發(fā)出用于高速鐵路制梁專用拖式混凝土泵。該泵具有雙動力、 雙系統、高壓力、大排量、不堵管、保證工況等特點。能保證在遠距 離、高壓力狀態(tài)下實現大排量泵送制梁專用的強度高、粘性大 C50 以上標號混凝土??正是制梁專用混凝土泵與普通混凝土泵的不同之處。 制梁專用混凝土泵由于采用加大油缸設計??改進液壓閥組??加強型攪 拌系統??獨特的料斗設計??具有良好的吸料性。一級小變徑、大口徑 輸送管?? 良好的泵送密封性等是解決高強度混凝土泵送難題的關鍵。 相對于普通大功率混凝土泵來說?? 其泵送效果?? 輸送排量大大提高?? 有效地降低了鐵路施工單位的設備整體采購成本、設備維護成本和能 源成本。 即使是年產近千臺的大公司也不是只限于幾種產品。而是根據用 戶要求在壓力、排量、動力種類、附屬功能等各項參數上進行“ 靈活 生產”??甚至可以保證任意兩臺產品都不完全相同。這種柔性生產需 要生產者擁有更多的技術儲備?? 更高效的生產組織管理。 3 .6 對混凝土泵送的施工技術進行有效的研究 用戶總是要求對于各種級配的混凝土泵都應該有很好的適應性。 在泵送實踐中??最難泵送的并不是低坍落度的半干硬性混凝土??也不 是含水量有大量骨料混凝土??而是那些水泥、沙子含量太低、坍落度 太大、極易離析的混凝土。許多施工者為了降低成本??總是想方設法 地減小水泥用量。正是因為中國建筑工地混凝土的多樣性、復雜性、 用戶對分配閥提出了苛刻的要求??既要適應低質量混凝土??以降低成 本??又要保證管路密封??滿足高壓遠距離輸送需要。實際上??這種完 全滿足用戶要求的分配閥還有待于研究。 歷史上出現過的分配閥主要有球閥、旋轉板閥、閘板閥和管式閥 等。其中的球閥、旋轉板閥由于自身受力性能不佳??壽命短、磨損后 密封性差?? 在 7 0、 80 年代在沈陽廠、夾江廠用過之后?? 已退出市 場競爭?? 閘板閥和管式閥占有全部市場。 在斜置式閘板閥料斗和 S 閥料斗中??混凝土流動的路線是不一樣 的??斜置式板閥的料斗幾乎完全位于混凝土缸上部??料斗中的混凝土 進入缸中的路線基本上是垂直下降的?? 而 S 閥料斗中混凝土進入混 凝土缸的路線幾乎是水平的??進料過程中??混凝土首先下降??在下降 到缸口后??再水平進入混凝土缸。對于攪拌良好的混凝土這兩種料斗 的吸料性能相差不大。但如果混凝土離析??骨料會堆集在料斗的底部?? 在板閘中?? 閘板向上提?? 在重力作用下?? 骨料會直接進入混凝土缸。 但在 S 閥料斗中?? 骨料會堆集在缸口互相擠壓?? 只靠混凝土缸活塞 后拉所形成的真空很難將其吸入缸內?? 并且 S 閥的大部分閥體都埋 在骨料中?? 阻力極大?? 很難擺動。 S 閥在離析的混凝土中停留時間 稍長?? 那么只能打開料斗放料口放出堆積的骨料。 閘板閥是通過兩塊閘板在油缸帶動下在閘室中作直線運動??交替 遮蓋和放開缸口?？煞譃榱⑹?、水平、斜置三種??斜置式最廣泛。這 種閥板前緣很薄??插入混凝土阻力小??運動部件質量輕??慣性小??所 以驅動油缸負荷輕??可以使用低壓系統和小直徑油缸??有利于降低成 本。閘板閥最大的缺點就是閘板磨損后?? 與閘室外的間隙無法補償?? 而失去密封性能?? 不能高壓輸送?? 而且閘室更換比較困難。 管閥有許多種類 ,但最廣泛應用于拖式混凝土泵上的是裙閥和 S 閥。裙閥的特點是?? 進口細?? 出口大?? 象裙子?? 閥體短?? 內徑大?? 不節(jié)流??壓力損失小。通過精確計算??可以使裙體力矩平衡??消除斜 斗“ 抬頭”現象?；剞D達阻力小??磨損后可補償。其缺點是??兩端滑 動??而且都需要密封??成本高??結構緊湊??拆裝困難。裙閥是施維英 公司專利??國際上獨此一家??是除了標牌之外??施維英泵最明顯的標 志。國內只有一家廠生產類似的產品??預計在近幾年里??不會有大量 裙閥出現。 當今國際國內應用最廣泛的就是 S 型管閥?? 簡稱 S 閥。 S 閥應 該包括四部分??眼睛板?? 以下簡稱板??、自動耐磨環(huán)或浮動耐磨環(huán)或 切割環(huán)?? 以下簡稱環(huán)?? 、浮動環(huán)密封以及 S 閥管。 S 閥之所以被廣 泛應用?? 在于 S 閥最大的優(yōu)點?? 環(huán)的浮動與自緊。浮動指環(huán)在 S 閥 上沒有軸向固定??可以自由串動??自緊指高壓混凝土會作用在一個設 計好的環(huán)面上??將環(huán)與板貼緊。使用普茨邁斯特公司技術的廠家還將 換向油缸傾斜一個角度放置?? 油缸伸出時的一個分力將把 S 閥向后 推?? S 閥帶著環(huán)更緊地壓向板。浮動與自緊的結果就是板、環(huán)磨損 后??環(huán)在混凝土壓力下自動補償間隙??保證與板的緊密貼合??保證密 封性能?? 而且混凝聚土壓力越高?? 密封越好。 為了提高混凝土的吸料性??利用導流部件?? 用弧形板代替導流管?? 將垂直下降的混凝土變向直接送到缸口??不依賴真空吸入。一是改變 混凝土流動方向??將料斗的混凝土直接送到缸口提高吸入性能??二是 加強攪拌功能?? 和 S 閥一起將開始離析的混凝土強行攪拌?? 對料斗 與分配閥形狀應用計算機優(yōu)化設計。改善混凝土泵對混凝土的適應性?? 在 S 閥系統中可以設計出相應的 S 閥和料斗結構?? 即短 S 閥系統。 縮短料斗前后壁的距離?? 相應地縮短 S 閥的軸向長度和回轉半徑?? 盡可能使料斗底部的混凝土存量減少??在吸入過程中使混凝土形成由 上至下的垂直下降運動??這樣就類似于斜置式板閥而改善了吸料性能?? 同時小尺寸 S 閥的回轉阻力減小??可以改善受力狀態(tài)??提高可靠性。 3 .7 開展產品零部件的 “ 三化 ”工作?? 解決國產拖式混凝土泵品 種單一問題 中國工程機械行業(yè)協會混凝土機械分會要求各研制單位開展料斗、 S 閥、混凝土輸送缸、液壓油缸及液壓系統等主要零部件的 “ 三化 ” 工作??要求新產品的研發(fā)必須走模塊化研發(fā)制造的道路??提高產品的 通用性、互換性??各種組件部件實現系列化??以滿足用戶的各種需求?? 擴大市場占有率。從而有效地縮短產品開發(fā)周期??降低產品研發(fā)費用?? 確保產品質量和技術水平??解決系列產品多功能、多用途的難題。因 此??各研制單位應從長計議??攜手合作??組織強有力的技術力量去開 展這方面的工作?? 并積極采用國際標準。 也許有一天?? 用戶在外觀大同小異的幾臺混凝土泵前?? 打開機罩 一看里面元件的類型、布置、聯接部件模式幾乎一模一樣??這是很有 可能的事情。因為所有的生產廠家集中向一家液壓公司定貨??采用了 同樣的液壓系統??肯定要產生相同的面孔。但是相同的液壓系統由不 同的廠家生產裝配??應用效果并不一樣??這是因為各廠家在多年的實 際生產使用中積累了經驗教訓??必然要作相應改動和調整??這些細節(jié) 的變化很小?? 卻很有效。使用相同技術的廠家在激烈的市場競爭中?? 只有在細微之處下功夫?? 才能有自己的生存之地。 我國是一個快速發(fā)展的國家??混凝土的工程量十分浩大。根據《工 程機械“ 十一五”發(fā)展規(guī)劃》預測??預計 2008 年拖式混凝土泵將達 到 10 000 臺的市場規(guī)模。綜合國內市場需求、技術發(fā)展水平及國外 產品狀況??筆者認為我國拖式混凝土泵應繼續(xù)大力發(fā)展。隨著我國經 濟的逐步繁榮??基礎設施建設速度加快??拖式混凝土泵市場前景廣闊。 在發(fā)展拖式混凝土泵的產品中??我國已經積累了一定的經驗??具備了 一定的基礎。在不久的將來??我國將形成具有自己特色的拖式混凝土 泵的系列產品??在國際市場和國內市場上占有一席之地 .為我國的經 濟建設作出更大的貢獻。