混凝土输送泵 - 图文(5)

2019-03-10 21:27

例如:德国Schwing公司的BP400型和Putzmeister的BSA2100 型混凝土输送泵,如发动机功率均选用200kW,则这两种泵的泵送能力指数均为:

M?25?N?25?200?5000

这说明上述两种泵属于同一规格档次。 如上述两种泵选用167kW的发动机,则M的值为4175,显然比功率为200kW、M值为5000的泵要小一档规格。

混凝土输送泵的动力功率(N)、混凝土输送量(Qc))和泵送混凝土压力(Pc))的相互关系可用图3-13表示。从以上两式和图3-13中可知:①相同功率的不同混凝土输送泵,其泵送能力指数相同;②在泵送混凝土压力一定时,混凝土输送量随功率的增大面增加;③在动力功率一定时,随着泵送混凝土压力的增大,混凝土输送量随之降低,反之亦然。

Pc(bar)N=200kWN=167kWN=132kWQc(m/h)

图3-13 泵送功率与输送量的关系

(2) 混凝土输送量的计算

混凝土输送量,是指在单位时间内输送混凝土的体积。其计算方法主要有如下三种: a. 能量守恒原理计算

前面提到,在混凝土输送泵给定的功率下,混凝土输送量与泵送混凝土压力的乘积是一定值,按能量守恒原理可列式:

Qc?Pc?Q0?P0 (3-16)

或Qc?(Q0?P0)?Pc者 (3-17)

式中:Q0—— 液压油流量(m/h);

3 P0—— 液压系统压力(0.1MPa)

按式(3-17)对德国 Schwing和Putzmeister公司生产的几种主要混凝土输送泵的混凝土输送量进行验算,验算结果见表3-8。其中的验算结果与生产厂提供的混凝土最大理论输送量基本相同,因而可以认为:生产厂所提供的混凝土最大理论输送量是按式(3-17)计算得出的。

应当指出:由于式(3-17)是按能量守恒原理得出的,式中没有考虑混凝土性状、机械效率等因素的影响,并在具体计算中又采用了液压泵的最大油流量等参数。所以计算出的

混凝土输送量,必然大大高于混凝土实际输送量。

b. 按混凝土输送缸容积和活塞运动速度计算

混凝土输送量也可以用混凝土输送缸容积和活塞运动的乘积来计算。计算式如下:

60VcnZ60FcLnZ15?Dc2LnZQc?????? (3-18)

1?t2/t11?t2/t11?t2/t1式中:Vc—— 每一混凝土输送缸行程容积(m); Fc—— 混凝土输送缸内截面的面积(m); Dc—— 混凝土输送缸的直径(m); Z —— 混凝土输送缸的数量;

L —— 活塞行程(m); n —— 活塞每分钟冲程次数(min

关,一般为0.7~0.9;

t2/t1—— 分配阀换向时间与活塞一个行程的时间之比,据试验结果,比值0.2。

对德国Schwing和Putzmeister公司生产的几种主要混凝土输送泵按式(3-18)的混凝土输送量进行验算,分别取?为0.6、0.7、0.8、0.9及t2/t1?0.2,验算结果见表3-8验算二。

表3-8验算二的验算结果表明:当??0.6进,混凝土输送量的验算结果与生产厂提供的数据基本相同,而当??0.7~0.9,按式(3-18)中活塞冲程次是理论最大值,即活塞运动速度是最大值,故计算结果偏大。而在实际运行中,活塞运行速度受到发动机输出功率、转速、泵机内阻力和管道泵阻力(即混凝土压力)、混凝土坍落度诸多因素的影响,所以,活塞冲程次数不可能达到表3-8所列数值,即混凝土实际输送量要低于验算结果。

c. 按液压油量计算

混凝土输送量也可根据液压油量以下公式进行计算。

2Q0?60V0nZ?60F0LnZ?15?D0LnZ (3-19)

?123);

? —— 混凝土输送缸的充盈系数(或吸入效率),与混凝土坍落度、活塞活塞等有

式中:V0—— 液压缸容积(m); F0—— 液压缸内截面面积(m); D0—— 液压缸内径(m); Z —— 液压缸缸数;

L —— 活塞行程(m)。

整理式(3-18)、式(3-19)得:

2322Q(Dc2/D0)60?10?3q(Dc2/D0)Qc???? (3-20)

1?t2/t11?t2/t1但式(3-20)只适用于高压小排量泵送,对于低压大排量泵送,应将(3-20)式改为:

260?10?3qDc2/(D0/Dr2) Qc?? (3-21)

1?t2/t1式中:Dr—— 活塞杆直径(m)。

取??0.7~0.9,按式(3-20)、式(3-21)对混凝土输送量进行验算,结果如表3-8验算三所示。

表3-8验算三中由于考虑了机械效率与换向阀换向的停顿时间等因素,故验算结果均低于厂方提供的数据。从表3-8验算三中可知,当??0.7、0.8、0.9时,按式(3-20)、式(3-21)验算结果,分别为厂方提供的混凝土最大输送量的60.67%、69.34%和78%,此验算结果比较接近于实际使用时的混凝土输送量。

通过以上三种不同方法的验算,基本上可以得出如下结论:①国外生产的混凝土输送泵,生产厂方提供的最大输送量是按式3-17计算得出的,由于此式是按能量守恒原理建立起来的,没有考虑客观因素和机械效率诸多因素的影响,所以其计算结果必然大于实际混凝土输送量;②按液压油流量的计算方法,即按式(3-19)计算所得出的混凝土输送量,比较接近于实际使用时的混凝土输送量。

d. 混凝土输送量与油泵排油量、发动机功率的关系

混凝土输送量与发动机功率、油泵排量、混凝土输送缸直径、活塞运动速度等成比。混凝土输送量与泵送距离、泵送压力、液压缸直径等成反比。

(3) 高低压转换的计算

现代的活塞式混凝土输送泵,为了满足使用需要,一般均具有高低压转换功能。其转换方式,一般都是改变液压驱动方式,即改变液压油的进油途径,以实现高压或低压泵送。

如图3-14所示,将液压缸的活塞端腔连通,活塞端腔为进油腔,由于进油腔面积较大,在供油恒定时,会导致活塞运动速度减慢,冲程频率降低,因而混凝土排量减小。但是,由于进油腔截面积与混凝土输送泵缸截面积之比增大,故混凝土泵送压力增高,即按图3-14的管路连接,可实现高压小排量泵送。

高低压转换的计算式如下:

Q0?(P0?Pk)?Qc?Pc (3-22)

式中:P0为空载时的供油压力,由于Pk值与P0值相比甚小,在粗算时可忽略不计,故上式可改为:

Qc?P0?Qc?Pc (3-23)

在活塞运动速度一定时,液压油流量和混凝土输送量分别与液压缸、混凝土泵送缸的截面积成正比,故上式可改写为:

F0?P0?Fc?Pc (3-24)

式中:F0—— 进油腔截面积;

P0—— 混凝土泵送缸截面积。

图3-14 高低压转换示意

整理得:

2D0?Dr2当低压大排量泵送时 Pc?P0 (3-25) 2Dc当高压小排量泵送时 Pc?P0(D02) (3-26) Dc按式(3-25)、式(3-26),对高压和低压泵送时的P c值验算,结果见表3-8验算四。由表3-8验算四中可知:验算结果与厂方资料基本一致。

根据以上计算公式也可得知,如欲提高混凝土泵送压力,则需:①提高液压泵输出压力;②在混凝土泵送缸直径不变的情况下,增大液压缸直径;③在液压缸直径不变情况下,缩小混凝土泵送缸直径。

表3-8 混凝土输送量、泵送压力的验算

项目 型号 液压泵最大油流量q(L/min) 液压系统压力(MPa) 液压驱动方式 P 28 r P 28 r P 28 r P 35 r P 35 r P 35 r 320 390 640 250 297 542 BP2000-2 BP4000-20 BP8000-20 BSA1406 D-20 BSA1408 D-20 BSA2100 HD-20 混凝土泵最大泵送压力(MPa) 混凝土泵最大理论输送量(m/h) 混凝土泵缸生产厂资料 的直径Dc(m) 活塞行程(m) 混凝土泵缸缸数 活塞每分钟冲程次数(次/min) 液压缸内径D0(m) 液压缸直径Dr(m) 0.08 0.08 0.09 0.063 0.063 0.08 0.12 0.125 0.15 0.11 0.11 0.14 17 29 16 27 18 28 17 25 22 32 17 25 1.6 2 2 2 2 2 1.4 2 1.4 2 2.1 2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 310.0 5.6 10.9 6.5 15.8 10.1 10.6 7.1 10.6 7.1 16.0 11.5 51 87 59 102 68 107 45 65 58 85 65 97 验算一 混凝土最大输送量(m/h ) 353.76 96 60.11 100.8 68.5 106.46 49.53 73.94 58.84 87.85 71.14 98.97 混凝土输送量(m/h)?=0.6 351.29 87.5 60.34 101.82 67.89 105.6 44.88 66 58.08 84.48 67.32 99 验算二 混凝土输送量(m/h)?=0.7 混凝土输送量(m/h)?=0.8 混凝土输送76.94 131.24 90.52 152.74 101.82 158.4 67.32 99 87.12 126.72 100.98 148.5 3359.84 102.08 70.4 118.8 79.2 123.2 52.36 77 67.76 98.56 78.54 115.5 68.39 116.66 80.46 135.77 90.51 140.8 59.84 88 77.44 112.64 9.76 132


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