中聯60混凝土輸送泵S管系統改進設計

中鐵十二局建安公司 設備租賃分公司 王丑寅

一、中聯60混凝土輸送泵存在的問題分析

中聯60混凝土輸送泵在施工現場的生產過程中，由于S管系統經常磨損，聯結螺栓折斷。在現場維修中需要雇用16 t汽車吊將其吊離工作現場，拆解料斗中的攪拌裝置，才能將S管拆卸進行維修，維修后的設備僅能維持一個多月的生產，耽誤了施工進程。為了解決這一現狀，必須對中聯60混凝土輸送泵S管系統進行改進設計。中聯60混凝土輸送泵問題分析流程如圖1所示。

圖1 中聯60混凝土輸送泵問題分析流程

二、問題原因分析

經拆解診斷分析認為，該機型設計有缺陷，因為S管系統是通過鋰基脂強制潤滑，在機械高速運轉過程中，潤滑不充分會使油封磨損，導致料斗中混凝土滲入，造成擺動套與軸座套磨損。具體來說，主供油管孔Φ4.5 mm過小；同時由于油封磨損，使料斗中混凝土滲入，導致S管擺動套與軸座套在擺動過程的阻力增大，加之潤滑不到位，聯結螺栓強度不足，造成擺動套與擺臂連接螺栓及軸座套與機體連接螺栓折斷。

三、擺動套與擺臂聯結部位的改進設計

中聯60混凝土輸送泵的擺動套與擺臂是由2條Φ6 mm的固定銷聯結，固定銷為20鋼。查閱《機械設計手冊》可知，該固定銷的標準剪切強度[τ銷]＝30 MPa。

式（1）和式（2）中，A銷為銷的受力面積，計算公式如下。

式（3）中，n為銷的個數，R為銷的直徑。

將相關數據代入式（2）、式（3），有Q銷≤1.7 kN。

實際運轉中，由于混凝土滲入擺動套與軸座套之間，致使擺動套與擺臂聯結部位螺栓的剪力Q螺栓在10 kN左右。故在改進設計中，在擺動套與擺臂上銑出4個25 mm（長）×20 mm（寬）×10 mm（高）的鍵槽，加入2個25 mm（長）×20 mm（寬）×10 mm（高）的鍵，同樣鍵為20鋼。其剪力為

式（4）中，A鍵為鍵的受力面積，[τ鍵]為鍵的標準剪切強度。將相關數據代入式（4），有Q鍵＝30 kN＞Q螺栓＝10 kN。故滿足使用條件。并在鍵上鉆孔，在擺臂上鉆孔攻絲，各用一條Φ8 mm螺絲固定于擺臂上。

四、加固S管軸機座

S管軸機座固定于機體上，與擺動套之間為滑動摩擦。S管軸機座與機體原先是用8條Φ8 mm的固定螺栓固定，螺栓為20鋼。S管擺動套、擺臂、軸機座結構如圖2所示。

根據設計原理，螺栓的剪切強度

式（5）中，A螺栓為螺栓的受力面積，[τ螺栓]為鍵的標準剪切強度，所以螺栓的剪力

將相關數據代入式（5），有Q螺栓≤12 kN。

在實際運轉中，由于混凝土滲入，S管軸機座與機體連接部位的剪力Q連接往往在15KN左右，改進后設計為8條Φ12 mm的固定螺栓固定。其剪力為

式（7）中，A′螺栓為改進后螺栓的受力面積。將相關數據代入式（7），有Q改進＝27 kN。所以，Q改進＞Q連接，滿足使用條件。

五、改善鋰基脂潤滑系統

鋰基脂隨泵車的運轉由潤滑油泵供應到各潤滑部位，由于主潤滑油管道直徑較細，經分配閥后油量太小，各轉動部位供油壓力不足，供油不充分，達不到潤滑效果，因而導致油封磨損。混凝土滲入進一步加劇了磨損，使得轉動阻力增大，從而使固定螺栓在擺臂的強制作用下被剪斷。將鋰基脂原主供油管道Φ4.5 mm改為Φ6 mm，其相應的接口均擴大孔為Φ6 mm，改善范圍為潤滑油泵至潤滑分配閥之間。

六、結論

改進后的系統，生產工藝簡單，安全可靠，在提高生產效率的同時，節約了材料，節省了維修費用，降低了噪音，系統性能得到了有效改善。該改進方案適合于拖式混凝土輸送泵的S管系統，改進后的中聯60拖式混凝土輸送泵效果良好，值得推廣應用。