混凝土泵一般具有高低壓切換功能,近距離泵送時采用低壓大排量狀態(tài),遠距離泵送時采用高壓小排量狀態(tài)。高壓狀態(tài)下,兩泵送油缸有桿腔連通,無桿腔作為驅動腔;低壓狀態(tài)下,兩泵送油缸無桿腔連通,而有桿腔作為驅動腔。
高低壓切換的實現(xiàn)方法主要有3種:人工倒換膠管;人工倒換閥塊;采用兩位六通換向閥自動操作。人工倒換膠管為傳統(tǒng)切換方式,缺點是切換時漏油、易污染、操作速度慢,且膠管彎曲半徑限制了管路通徑不能太大;人工倒換閥塊操作方式在一定程度上改善了人工倒換膠管切換方式的缺點,但在操作速度上仍遠不能滿足近年來高端市場對快速切換的需求。采用特制兩位六通換向閥的自動切換方式見圖1。
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| 圖1 采用兩位六通換向閥的混凝土泵 |
按圖1中兩位六通換向閥6所示位置,2個泵送油缸9與10的無桿腔通過換向閥6內(nèi)腔連通,變量油泵2輸出的壓力油經(jīng)電液換向閥5與換向閥6,進入泵送油缸9或140的有桿腔,另一個泵送油缸10或9的油液經(jīng)換向閥6與電液換向閥5回油,此即為低壓大排量狀態(tài)。當換向閥6電磁鐵得電,該換向閥切換到另一工作位置時,2個泵送油缸9與10的有桿腔通過換向閥6內(nèi)腔連通,變量油泵2輸出的壓力油進入泵送油缸的無桿腔,即為高壓小排量狀態(tài)。
由于安裝空間、經(jīng)濟成本及市場需求狀況等因素,目前用于混凝土泵高低壓切換的特制兩位六通換向閥均為25mm通徑,額定流量約為400~500L/min,用于中小流量的混凝土泵尚可,而當系統(tǒng)油泵流量達到300~500L/min,并采用低壓驅動狀態(tài)時,油缸無桿連通腔流量將達到500~800L/min,切換閥壓力損失將大幅升高。
針對上述問題,提出了解決方案,見圖2。與圖1比較,圖2在兩泵送油缸無桿腔之間設置了一個蓋板式二通插裝閥9,在圖示低壓大排量狀態(tài)下,插裝閥9在控制油路作用下處于開啟狀態(tài),而當換向閥6切換為高壓小排量狀態(tài)時,插裝閥9在控制油路作用下處于關閉狀態(tài)。
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| 圖2 采用蓋板式二通插裝閥的混凝土泵 |
該插裝閥選用面積比為1∶2的方向閥。先導控制換向與大小腔切換共用一個電磁換向閥。由于泵送系統(tǒng)初始為泵送換向閥M型中位卸荷,柱塞泵出油口壓力很低,無法滿足該系統(tǒng)先導控制要求,因此,泵送換向閥與大小腔切換閥的控制油取自擺動系統(tǒng)的蓄能器。蓄能器工作狀態(tài)充油壓力在13~17MPa之間變化,若以該壓力作為插裝閥的先導控制油壓,當工作油壓達到26MPa以上時,插裝閥將難以保持關閉狀態(tài),因此,僅以擺動系統(tǒng)蓄能器內(nèi)的壓力油作為插裝閥的先導控制油不能滿足要求。為此,以梭閥將擺動系統(tǒng)蓄能器內(nèi)的壓力油與泵送系統(tǒng)柱塞泵油口的壓力油組合,以確保在大腔工作狀態(tài)時插裝閥可靠關閉。
2、油冷卻系統(tǒng)改進
當環(huán)境氣溫高于15℃時,在無強制冷卻情況下液壓系統(tǒng)油溫一般將高于70℃,因而混凝土泵需配置大功率油冷卻器。
目前,市場上混凝土泵配置的冷卻器有兩種類型,即翅片式風冷式冷卻器與水冷式冷卻器。配裝水冷式冷卻器的混凝土泵主要適用于南方市場,其工地環(huán)境特點是高溫季節(jié)長而能保證冷卻水的供應;配裝風冷式冷卻器的混凝土泵主要適用于北方市場,其工地環(huán)境特點是低溫季節(jié)長。
由于混凝土泵內(nèi)部空間所限,風冷式冷卻器一般無法導風,吸風口靠近本機熱源,使高溫時散熱效果不佳。隨著混凝土泵規(guī)格逐步加大,雖然風冷卻器越來越大,夏季仍然難以保證油溫保持在最佳溫度范圍內(nèi)。
解決該問題的思路是采用復合式冷卻系統(tǒng),即以風冷為主,水冷為輔,環(huán)境氣溫33~35℃以下只用風冷,33~35℃以上兼用水冷。具體設計方法是在保持主泵送系統(tǒng)回油進風冷卻器的基礎上,增加一個小型水冷卻器,將原未經(jīng)冷卻的攪拌與擺動系統(tǒng)回油導經(jīng)水冷卻器回油箱(在主系統(tǒng)中串接大型冷卻器安裝不便)。
根據(jù)徐州貝司特公司產(chǎn)品的使用情況看,動力為90~110KW的混凝土泵,采用散熱面積為18~20平方米的風冷散熱器配合熱交換量為3~4KW的小型水冷卻器,即可將系統(tǒng)油溫控制在預期目標內(nèi)。
3、液壓系統(tǒng)清潔度改進
固體顆粒污染是混凝土泵液壓系統(tǒng)的主要污染形式,是導致系統(tǒng)早期故障多的主要原因,經(jīng)分類測試表明,其產(chǎn)生途徑主要是制造過程元器件內(nèi)的殘留與早期磨合產(chǎn)生的磨屑?;炷帘霉腆w顆粒污染帶來的早期故障多的問題,長期未能有效解決,原因分析為:(1)混凝土泵生產(chǎn)企業(yè)未能有效保證生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)清潔度;(2)機器自身的過濾系統(tǒng)因液壓沖擊與背壓要求等原因,并非全流量過濾,過濾比一般達不到75%;(3)由于綜合考慮濾芯流量特性、濾芯尺寸、納污容量及成本等,濾芯過濾精度一般不會很高,一般吸油過濾精度為80~100μm,回油過濾精度為10~15μm。
解決辦法:機器8h出廠試驗過程中,以專用精細過濾裝置代替機器自身的油箱與吸回油過濾器,使機器出廠時油箱、油液與濾芯均處于清潔狀態(tài)。專用精細過濾裝置主要包括一個油箱與幾個精度為3~5μm的大容量回油過濾器,該過濾裝置可保證所有回油箱的油液都經(jīng)過高精度過濾,使系統(tǒng)與油液得到不斷凈化,直至達到預定要求。系統(tǒng)經(jīng)過8h出廠試驗,基本完成初步磨合階段,從
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