混凝土攪拌機(jī)液壓系統(tǒng)研究

摘 要：某強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的液壓系統(tǒng)存在高頻液壓振動(dòng)現(xiàn)象，本文采用了一定方法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)改造，該攪拌機(jī)液壓系統(tǒng)的高頻振動(dòng)問(wèn)題被消除，保證了其液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而使得攪拌機(jī)正常得到使用，對(duì)生產(chǎn)效率的提高有著重要的作用和意義。

關(guān)鍵詞：攪拌機(jī)；液壓系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

混凝土攪拌機(jī)在很多混凝土工程施工中都應(yīng)用的極為廣泛，而液壓系統(tǒng)作為其重要的部分，想要確保混凝土攪拌機(jī)能處于穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)中，就必須要保證其液壓系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)要做好對(duì)其的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使其的生產(chǎn)效率得到有效的提高。

一、工程實(shí)例

某混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)中有兩臺(tái)強(qiáng)制式液壓攪拌機(jī)，每臺(tái)攪拌機(jī)由兩臺(tái)型號(hào)為MX750的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和一個(gè)減速比為6的行星減速器共同構(gòu)成，攪拌軸是由行星減速器以4.15的減速比的鏈條來(lái)完成驅(qū)動(dòng)的。驅(qū)動(dòng)攪拌機(jī)的兩臺(tái)液壓馬達(dá)的高壓動(dòng)力油是由額定壓力為31.5Mpa、最大流量為1200L/min的液壓泵站來(lái)提供的。液壓泵站的兩臺(tái)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1450r/min，功率為132KW，由它們分別實(shí)現(xiàn)對(duì)型號(hào)為K5V200DT的軸向柱塞式變量泵的驅(qū)動(dòng)。通過(guò)一臺(tái)功率為0.75KW的電動(dòng)機(jī)來(lái)完成一個(gè)小泵的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而為變量柱塞泵注入變量需要的先導(dǎo)控制油和動(dòng)力油。

二、當(dāng)前系統(tǒng)中的主要問(wèn)題

這兩臺(tái)強(qiáng)制式攪拌機(jī)在使用的過(guò)程中，當(dāng)其在中速的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)所受到的負(fù)載達(dá)到極限，此時(shí)液壓系統(tǒng)的壓力可以達(dá)到21Mpa，而攪拌軸的轉(zhuǎn)速為17r/min。通過(guò)公式 可以將MX750攪拌機(jī)液壓流的流量積算出來(lái)。在該式中，Q、q、 分別表示液壓馬達(dá)的輸入流量（L/min）、液壓馬達(dá)的排量大小（737mL/r）、攪拌軸的轉(zhuǎn)速（r/min）、液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速（r/min）、行星減速器的減速比（6）、鏈條傳動(dòng)的減速比（4.15）、液壓馬達(dá)的容積效率（0.92）。這樣將這些值代入到公式中，就可以將單臺(tái)液壓泵的輸出流量計(jì)算出來(lái)，經(jīng)過(guò)計(jì)算為339.1L/min；在該液壓系統(tǒng)中，液壓馬達(dá)的輸入流量和液壓泵的輸出流量是相等的，這樣可以通過(guò)公式將液壓泵需要的輸入功率（N）計(jì)算出來(lái)，在該式中，Q、Ps、 分別表示液壓泵的輸出流（mL/min）、液壓泵的輸出壓力（MPa）、液壓泵的總效率（最大為0.87）。將這些值代入到該公式中可計(jì)算出單臺(tái)液壓泵的最大輸出功率，經(jīng)過(guò)計(jì)算為136.5KW。計(jì)算得到的輸出功率和原設(shè)備中單臺(tái)電機(jī)的額定功率相比可表明，液壓系統(tǒng)的裝機(jī)功率過(guò)小。在原來(lái)的系統(tǒng)當(dāng)中，是以液壓控制式的變量泵作為液壓泵的，而為了限制電機(jī)出現(xiàn)超載的現(xiàn)象，是通過(guò)附加最高壓力以及恒功率限制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在攪拌器中攪拌臂的所處的位置是各不相同的，所以攪拌軸的負(fù)荷也是處于變化狀態(tài)中的。而攪拌軸的負(fù)荷會(huì)隨著攪拌速度的變化而發(fā)生變化。而且由于攪拌軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，液壓馬達(dá)以及攪拌軸和液壓泵的相響應(yīng)速度不一致，在這種情況下，如果液壓泵的功率和預(yù)設(shè)的恒功率相等時(shí)，液壓泵的先導(dǎo)變量機(jī)構(gòu)其實(shí)是達(dá)不到平衡狀態(tài)的，它會(huì)處于不確定的調(diào)節(jié)狀態(tài)中，從現(xiàn)場(chǎng)的變量先導(dǎo)控制有壓力持續(xù)處于高頻振蕩的狀態(tài)就可證明分析的結(jié)果。高頻振蕩會(huì)給液壓馬達(dá)、液壓泵以及管路造成一定的影響。長(zhǎng)期處于此種運(yùn)行狀態(tài)中，可能會(huì)使得液壓泵、馬達(dá)和管理遭到破壞，所以必須采取有效的措施加以處理。

三、對(duì)攪拌機(jī)液壓系統(tǒng)的處理

考慮到液壓系統(tǒng)的裝機(jī)功率偏小，決定每臺(tái)攪拌機(jī)增加兩臺(tái)功率為75KW的電機(jī)泵組，A11VO130的液壓控制式變量泵，同時(shí)附加恒定功率控制以及最高壓力限制。這樣就可以在最大程度上使得原來(lái)的電機(jī)泵組的輸出功率得到降低，同時(shí)使得新增的電機(jī)泵組能輸出最大功率。下圖圖1為改造之后的液壓系統(tǒng)圖。在該圖中，1-15分別表示：油箱、功率為75KW的電機(jī)泵組、功率為132KW的電機(jī)泵組、功率為0.75KW的先導(dǎo)泵組、先導(dǎo)控制變量泵、溢流閥、比例減壓閥、壓力表、單向閥、比例減壓閥、壓力表、溢流閥、電液換向閥、型號(hào)為MX750的液壓馬達(dá)、行星減速器。

經(jīng)過(guò)改造之后，攪拌軸的轉(zhuǎn)速為8r/min，利用上文中液壓泵的輸出流量的計(jì)算公式，單臺(tái)新增液壓泵的輸出流量計(jì)算出來(lái)，為159.6L/min；然后通過(guò)液壓泵的最大輸入功率公式，將單臺(tái)新增液壓泵的最大輸入功率計(jì)算出來(lái)，為64.2KW。這時(shí)在攪拌機(jī)處于中速運(yùn)行狀態(tài)中，單獨(dú)啟動(dòng)原來(lái)設(shè)備電機(jī)泵組的流量和功率，原設(shè)備攪拌軸的轉(zhuǎn)速為14r/min，單臺(tái)原設(shè)備液壓泵的輸出流量為279.3L/min，單臺(tái)原設(shè)備液壓泵的最大輸出功率為112.4KW。在改造時(shí)對(duì)電液的控制參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整，使得新增的電機(jī)泵組的最大輸出功率為64KW，而原來(lái)電機(jī)泵組的輸出功率為112KW，這樣原來(lái)電機(jī)泵組的負(fù)荷就得到了有效的降低，同時(shí)可以進(jìn)行儲(chǔ)備，液壓振動(dòng)從根本上得到了治理，同時(shí)對(duì)泵變量進(jìn)行調(diào)整所引起的液壓沖擊和機(jī)械沖擊都得到了治理。

四、改造的效果分析

在完成改造之后，對(duì)改造的效果進(jìn)行了分析。分別將兩臺(tái)攪拌機(jī)的攪拌樁轉(zhuǎn)速設(shè)置在22r/min，即就是在中速的運(yùn)行狀

態(tài)中，高速設(shè)計(jì)定在27.5r/min，對(duì)攪拌機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶岣撸@樣使得攪拌時(shí)間縮短，也就等于使得生產(chǎn)效率得到了有效的提高。混凝土的生產(chǎn)周期和改造之前相比明顯縮短，同時(shí)消除了原來(lái)液壓系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)現(xiàn)象，保證了生產(chǎn)質(zhì)量。系統(tǒng)在該種之后的這一年多來(lái)，一致處于穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)中。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，液壓系統(tǒng)在攪拌機(jī)中是相當(dāng)重要的，想要保證攪拌機(jī)正常運(yùn)行，必須保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，所以要確保對(duì)液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，文中對(duì)原有存在問(wèn)題的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造，獲得了良好的效果。

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