1 引言

混凝土泵是通過管道依靠壓力輸送混凝土的施工設(shè)備,混凝土泵液壓系統(tǒng)一般為高壓大流量系統(tǒng)。從混凝土泵的使用調(diào)查中發(fā)現(xiàn),很多類型的混凝土泵,在使用約40min后,液壓系統(tǒng)的溫度可高達(dá)60e,在使用約2h后,液壓系統(tǒng)的熱平衡溫度可高達(dá)70e以上而混凝土泵液壓系統(tǒng)的正常熱平衡溫度應(yīng)在50e左右。因此,出現(xiàn)了混凝土泵液壓系統(tǒng)的油溫過高問題即發(fā)熱問題。

2 混凝土泵液壓系統(tǒng)發(fā)熱現(xiàn)象的危害

混凝土泵液壓系統(tǒng)的發(fā)熱,直接影響混凝土泵的正常工作,發(fā)熱現(xiàn)象所造成危害,主要有以下幾點：(1)工作液體的溫度升高后,使工作液體的黏度下降,泵的泄漏增加,泵的實際流量有所下降；(2)液壓系統(tǒng)及元件的密封件在高溫下變質(zhì),彈性變性能力降低,使密封性能降低,甚至密封失效,使泄漏增加；(3)當(dāng)液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨脹系數(shù)不同時,閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現(xiàn)閥芯卡死現(xiàn)象,致使混凝土泵不能工作；(4)工作液體的黏度下降時,使工作液體的潤滑性能降低,液壓元件的磨損加快,加速了元件的磨損失效,縮短了元件的使用壽命。

為了盡量避免上述現(xiàn)象的發(fā)生,有些混凝土泵在使用一定時間后,不得不停下來,使系統(tǒng)降溫,從而降低了混凝土泵的開機(jī)率,影響了施工進(jìn)度。因此,應(yīng)針對系統(tǒng)發(fā)熱原因,采取相應(yīng)措施,控制液壓系統(tǒng)的溫度,保證混凝土泵的正常使用。

3 混凝土泵液壓系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因及排除方法

液壓系統(tǒng)的發(fā)熱按發(fā)熱原因可分為兩大類：一類是由于設(shè)計的原因造成的發(fā)熱；一類是由于液壓元件故障或使用不當(dāng)?shù)脑?造成的發(fā)熱。顯然,發(fā)熱原因不同,其排除方法也不一樣。

3.1 設(shè)計不合理,造成液壓系統(tǒng)的發(fā)熱及其排除

(1)液壓油的油號選用不當(dāng),可能造成液壓系統(tǒng)的發(fā)熱所選液壓油在油溫較低時,系統(tǒng)正常工作,但系統(tǒng)工作一段時間后,油溫升高,液壓油黏度下降,造成系統(tǒng)內(nèi)部泄漏增加,伴隨泄漏的增加更促使了油溫的上升,形成油溫的惡性循環(huán)。解決的方法是：根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載及正常工作溫度要求,選擇合適黏度的液壓油。

(2)油箱設(shè)計不合理,使液壓系統(tǒng)散熱效果降低系統(tǒng)發(fā)熱油箱的主要功能是儲存液壓油,但它同時兼有散熱、沉淀雜質(zhì)、分離水分的作用。油箱設(shè)計不合理,主要表現(xiàn)在兩個方面：一是油箱體積設(shè)計過小,由于混凝土泵屬移動型液壓設(shè)備,油箱體積一般為液壓泵流量的一倍左右,因此,油箱散熱面積及儲油量均較??；二是有些油箱在結(jié)構(gòu)上設(shè)計不合理,吸油管口和回油管口較近,中間又不設(shè)隔板,從而縮短了油液在油箱內(nèi)的冷卻循環(huán)及沉淀雜質(zhì)的路徑,甚至造成大部分回油直接進(jìn)入吸油管,使油箱的散熱效果降低,油溫升高。解決方法是：適當(dāng)增加油箱體積,使油箱體積為(1125~115)Q,并盡量加大吸油管口與回油管口之間的距離,吸、回油管之間應(yīng)設(shè)置隔板,以確保油箱應(yīng)有的散熱功率。

(3)散熱流量較小,冷卻器安裝位置不合理,使系統(tǒng)散熱能力降低混凝土泵的冷卻方式有風(fēng)冷和水冷兩種,用戶可根據(jù)實際情況選用,但一般采用風(fēng)冷較多。有些混凝土泵因考慮冷卻器的承壓要求,將冷卻器設(shè)置在攪拌系統(tǒng)的回油路上,僅對攪拌系統(tǒng)的油液進(jìn)行冷卻,因攪拌系統(tǒng)流量較小,因此整個系統(tǒng)冷卻效果差,使系統(tǒng)發(fā)熱。解決的方法：一是可采用獨立冷卻回路,提高冷卻效果。二是將冷卻器設(shè)置在系統(tǒng)總回油路上,以加大散熱流量,提高冷卻效果,但此時應(yīng)注意兩個問題,第一個問題是冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不能過低,否則將降低冷卻效果,可采用電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇,或在總回油路上設(shè)置一低壓驅(qū)動馬達(dá),使馬達(dá)轉(zhuǎn)速與散熱流量相匹配,同時還可解決主回路壓力沖擊對冷卻器承壓能力的影響；第二個問題是如采用電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇,主系統(tǒng)的壓力沖擊對冷卻器承壓能力的影響,此時,可在回油路上與冷卻器并裝一個低壓溢流保護(hù)閥或單向閥對冷卻器進(jìn)行最高承壓保護(hù)。

(4)液壓元件選型不當(dāng),造成系統(tǒng)發(fā)熱混凝土泵液壓系統(tǒng)一般為高壓大流量系統(tǒng),如果系統(tǒng)中的液壓元件,主要是換向閥、溢流閥和順序閥規(guī)格選用不合理,不能滿足大流量要求,從而在使用中,使閥口液流流速過高,造成較大的壓力損失而使油溫升高,因此,液壓系統(tǒng)設(shè)計中在進(jìn)行液壓元件選型設(shè)計時,一定要根據(jù)液壓元件所承受的最高工作壓力、所通過的最大流量以及所要求的壓力和流量調(diào)整范圍進(jìn)行元件的選擇,盡量減少閥口壓力損失,從而減少由于液壓元件規(guī)格選用不合理而造成的系統(tǒng)發(fā)熱。

(5)管路設(shè)計、安裝不合理,造成壓力損耗大,使壓力能轉(zhuǎn)換成熱能在液壓系統(tǒng)設(shè)計中,管路的設(shè)計與安裝不能忽視,各管路管徑應(yīng)嚴(yán)格按其工作壓力和通過流量進(jìn)行設(shè)計,避免管徑設(shè)計過小,造成流速過高,沿程壓力損失過大,引起發(fā)熱。同時,還應(yīng)注意管路的安裝,既要做到外觀整齊,又要避免管路集聚及管路的急轉(zhuǎn)彎,影響管路的自然散熱或造成局部壓力損失過大引起發(fā)熱。

3.2 因液壓系統(tǒng)使用不當(dāng)或元件故障,造成液壓系統(tǒng)的發(fā)熱及其排除

(1)油箱內(nèi)液壓油油面低于最低液面,使油箱散熱功率降低混凝土泵在使用過程中,要隨時觀察油箱內(nèi)液壓油的油面高度,始終保持液壓油油面高度在正常油位范圍內(nèi),從而保證油箱的散熱效果,當(dāng)油箱內(nèi)液壓油油面低于最低液面時,要及時向油箱內(nèi)注油。