此时全部臂架配管由两部分组成:首端切换管道11和末端切换管道12之间部分;以及末端切换管道12以后至卸料软管的其余部分。
﹙ii﹚在混凝土泵车的首端臂架与臂架转塔的铰接处的首端臂架上,设置混凝土管道切换装置10。安装在首端臂架上的管道切换装置10,可随首端臂架以臂架与臂架转塔铰接轴轴线为中心旋转。该装置由驱动链轮13、首端链轮14、末端链齿轮15、末端齿轮16、传动链条17、锁止钩18构成。
其中首端链轮14与首端切换管道11同轴线固定相连,可同轴线旋转。传动链条17将其与驱动链轮13相连。末端齿轮16与末端切换管道12同轴线固定相连,并可同轴线旋转。
短距离泵送时,首端臂架与第二、三节臂架处于蜷收状态,锁止钩18保证第一、二两节臂架处于蜷收状态相对位置不变。末端链齿轮15与末端齿轮16啮合,传动链条17将末端链齿轮16与驱动链轮13相连。
3.3 工作原理
在进行短距离泵送施工时(见图4),混凝土泵车的首端臂架2,第二节臂架6,第三节臂架4处于蜷收状态。锁止钩18使首端两节臂架相对位置不变。此时,安装在首端臂架上的管道切换装置10上的末端链齿轮15,与末端齿轮6处于啮合状态。驱动链轮13驱动首端可切换臂管11,末端可切换臂管12旋转对接。混凝土从转塔弯管泵出,经首端可切换臂管11,末端可切换臂管12直接通过第三节臂架的臂架配管5及后
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面的部分末端臂架的臂架配管9泵送至施工地点。
图4中还显示,在短距离泵送施工时,首端臂架2及第二臂架6、第三节臂架4处于蜷收状态。首端臂架的臂架配管3,第二节臂架的臂架配管7处于不参加泵送施工的状态。
在展开全部臂架进行长远距离泵送时(见图5),首先利用切换装置的驱动链轮13,驱动首端可切换臂管11,末端可切换臂管12旋转。分别使首端可切换臂管11与对首端臂架的臂架配管3对接,末端可切换臂管12与第三节臂架的臂架配管5对接。混凝土从转塔弯管泵出,经首端可切换臂管11,泵送至首端臂架配管3,再依次通过后面臂架配管及卸料软管泵送至施工地点。
图5中显示,在长距离泵送施工时,首端臂架2及第二臂架6、第三节臂架4处于展开状态。全部臂架配管依次参加泵送施工的状态。此时,锁止钩18释放,末端齿轮16也与末端链齿轮15脱离啮合。首端臂架2,第二节臂架6,第三节臂架4,及部分末端臂架8顺次展开。混凝土从转塔弯管泵出,依次经首端可切换臂管11,首端臂架的臂架配管3,第二节臂架的臂架
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配管7,末端可切换臂管12,第三节臂架的臂架配管5,通过其后臂架的臂架配管泵送至施工地点。
3.4.方案的效果及特点
泵车短距离泵送的解决方案,与现在仍旧沿用的施工技术方案相比较,可以产生以下积极效果。(见下表)
短距离泵送时混凝土泵车不同泵送施工状况的比较
泵车现在泵送施工的状况 泵车改进后泵送施工的状况 ﹡只展开部分末端臂架进行泵送; ﹡1臂竖起,4、5臂展开; 1. 混凝土通过部分臂架配管,长度减少40%; 2. 臂展高度降低约50%; 臂架﹡展开全部五节臂架进行泵送; 工作﹡1臂竖起,2、3、4、5臂依次展开; 状况 管道1. 混凝土通过全部臂架配管; 长度 2. 臂架高拱蜷曲; 臂展高度 1. 工况:泵送压力高;液压系统工作压力高; 1. 工况:泵送压力降低;液压系统工作压车载发动机负荷较大; 力降低;车载发动机负荷较小。 工况 2. 效果:液压、泵送系统负荷小;管道和及 2. 效果:液压、泵送系统负荷大;管道和各系 统高磨损;发动机高油耗、高排放; 各系统低磨损;发动机油耗、排效果 整车重心高,稳定性差; 放下降;整车重心低,稳定性好; ﹡短距离泵送选择使用部分臂架进行施工; ﹡不论泵送距离远近,必须将泵车全臂架展开 泵送﹡结构简单; 进行泵送。 结构 ﹡成本低、易实施; 特点 ﹡不影响臂架受力;
由比较可见,若泵车进行短距离泵送施工应用短距离泵送技术,相对臂展高度将降低50%,臂架配管的长度可以减少40%。毋容置疑,这种变化与原有的展开全部臂架进行短距离泵送的施工方式相比,泵送压力、液压系统工作压力、发动机负荷都将明显下降;相应的磨损消耗、功耗、能耗也会下降;提高功效、节能减排的效果自不待言。
短距离泵送技术方案的特点是:发现短距离泵送存在的问题,探索解决这些问题的途径。提出的解决方案虽然应用的不是高新技术(其实高新技术并不表明就是创新),但是实用技术的应用特点得到了充分的体现:结构简单,工作可靠、实用性强。短距离泵送技术方案是以结构
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改进的方式达到解决实际问题的目的,这一特点所产生的效果将在未来应用中得到更充分的体现。
短距离泵送技术方案的另一特点是:臂架展开收回的机械运动过程与管道切换机构的工作过程比较协调。长远距离泵送时,在臂架展开前进行管道切换,之后展开全部臂架。施工结束收回臂架,管道切换机构的末端齿轮16与末端链齿轮15只是啮合或分离的变化,其传动关系保持不变。短距离泵送时,在臂架展开前进行管道切换,之后只展开部分末端臂架即可进行泵送施工。这对于臂架结构是RZ形式的泵车,施工过程更加方便。
4. 结束语
泵车投放市场应用至今已经几十年,只是近十余年得到了大量应用。泵送技术也获得了飞速发展。但是不考虑泵送距离,展开全部臂架进行泵送施工的方式却始终未变。随着市场的需求泵送距离的不断提升,短距离泵送存在的浪费问题日趋严重。在节能降耗的当前,在注重环保节约资源的新形势下,对这一问题的解决显得更加迫切。
因为水平和能力的局限,在此提出的方案不可能涵盖短距离泵送涉及的所有技术问题,也不是解决短距离泵送所有问题的最终方案。方案的一些细节还需进一步完善,如:管道连接处的连接结构(在此未作介绍)及密封问题;管道切换连接的自动化控制;实施对臂架和臂架管道转换遥控的一键切换等。但它为进一步提高泵车施工效率、节能降耗,提出了新的研究方向,提供了新的技术开发空间。
本文作者简介:
董连城 现就职于天津市汉沽运输公司 高级工程师
该论文在工程机械协会2011年混凝土机械分会论文交流活动中获奖; 该方案在2011 (BICES)北京国际工程机械展会活动中获创意奖。
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