混凝土攪拌機液壓系統研究

摘 要：某強制式混凝土攪拌機的液壓系統存在高頻液壓振動現象，本文采用了一定方法進行了優化設計，通過改造，該攪拌機液壓系統的高頻振動問題被消除，保證了其液壓系統的正常運行，進而使得攪拌機正常得到使用，對生產效率的提高有著重要的作用和意義。

關鍵詞：攪拌機；液壓系統；優化設計

混凝土攪拌機在很多混凝土工程施工中都應用的極為廣泛，而液壓系統作為其重要的部分，想要確保混凝土攪拌機能處于穩定可靠的運行狀態中，就必須要保證其液壓系統的可靠性，同時要做好對其的優化設計，以使其的生產效率得到有效的提高。

一、工程實例

某混凝土生產系統中有兩臺強制式液壓攪拌機，每臺攪拌機由兩臺型號為MX750的液壓馬達驅動和一個減速比為6的行星減速器共同構成，攪拌軸是由行星減速器以4.15的減速比的鏈條來完成驅動的。驅動攪拌機的兩臺液壓馬達的高壓動力油是由額定壓力為31.5Mpa、最大流量為1200L/min的液壓泵站來提供的。液壓泵站的兩臺主電機的轉速為1450r/min，功率為132KW，由它們分別實現對型號為K5V200DT的軸向柱塞式變量泵的驅動。通過一臺功率為0.75KW的電動機來完成一個小泵的驅動，進而為變量柱塞泵注入變量需要的先導控制油和動力油。

二、當前系統中的主要問題

這兩臺強制式攪拌機在使用的過程中，當其在中速的運行狀態時所受到的負載達到極限，此時液壓系統的壓力可以達到21Mpa，而攪拌軸的轉速為17r/min。通過公式 可以將MX750攪拌機液壓流的流量積算出來。在該式中，Q、q、 分別表示液壓馬達的輸入流量（L/min）、液壓馬達的排量大小（737mL/r）、攪拌軸的轉速（r/min）、液壓馬達的轉速（r/min）、行星減速器的減速比（6）、鏈條傳動的減速比（4.15）、液壓馬達的容積效率（0.92）。這樣將這些值代入到公式中，就可以將單臺液壓泵的輸出流量計算出來，經過計算為339.1L/min；在該液壓系統中，液壓馬達的輸入流量和液壓泵的輸出流量是相等的，這樣可以通過公式將液壓泵需要的輸入功率（N）計算出來，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算出單臺液壓泵的最大輸出功率，經過計算為136.5KW。計算得到的輸出功率和原設備中單臺電機的額定功率相比可表明，液壓系統的裝機功率過小。在原來的系統當中，是以液壓控制式的變量泵作為液壓泵的，而為了限制電機出現超載的現象，是通過附加最高壓力以及恒功率限制來實現的。在攪拌器中攪拌臂的所處的位置是各不相同的，所以攪拌軸的負荷也是處于變化狀態中的。而攪拌軸的負荷會隨著攪拌速度的變化而發生變化。而且由于攪拌軸的轉動慣量較大，液壓馬達以及攪拌軸和液壓泵的相響應速度不一致，在這種情況下，如果液壓泵的功率和預設的恒功率相等時，液壓泵的先導變量機構其實是達不到平衡狀態的，它會處于不確定的調節狀態中，從現場的變量先導控制有壓力持續處于高頻振蕩的狀態就可證明分析的結果。高頻振蕩會給液壓馬達、液壓泵以及管路造成一定的影響。長期處于此種運行狀態中，可能會使得液壓泵、馬達和管理遭到破壞，所以必須采取有效的措施加以處理。

三、對攪拌機液壓系統的處理

考慮到液壓系統的裝機功率偏小，決定每臺攪拌機增加兩臺功率為75KW的電機泵組，A11VO130的液壓控制式變量泵，同時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的電機泵組的輸出功率得到降低，同時使得新增的電機泵組能輸出最大功率。下圖圖1為改造之后的液壓系統圖。在該圖中，1-15分別表示：油箱、功率為75KW的電機泵組、功率為132KW的電機泵組、功率為0.75KW的先導泵組、先導控制變量泵、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、型號為MX750的液壓馬達、行星減速器。

經過改造之后，攪拌軸的轉速為8r/min，利用上文中液壓泵的輸出流量的計算公式，單臺新增液壓泵的輸出流量計算出來，為159.6L/min；然后通過液壓泵的最大輸入功率公式，將單臺新增液壓泵的最大輸入功率計算出來，為64.2KW。這時在攪拌機處于中速運行狀態中，單獨啟動原來設備電機泵組的流量和功率，原設備攪拌軸的轉速為14r/min，單臺原設備液壓泵的輸出流量為279.3L/min，單臺原設備液壓泵的最大輸出功率為112.4KW。在改造時對電液的控制參數進行重新調整，使得新增的電機泵組的最大輸出功率為64KW，而原來電機泵組的輸出功率為112KW，這樣原來電機泵組的負荷就得到了有效的降低，同時可以進行儲備，液壓振動從根本上得到了治理，同時對泵變量進行調整所引起的液壓沖擊和機械沖擊都得到了治理。

四、改造的效果分析

在完成改造之后，對改造的效果進行了分析。分別將兩臺攪拌機的攪拌樁轉速設置在22r/min，即就是在中速的運行狀

態中，高速設計定在27.5r/min，對攪拌機的輸出轉速進行了適當的提高，這樣使得攪拌時間縮短，也就等于使得生產效率得到了有效的提高。混凝土的生產周期和改造之前相比明顯縮短，同時消除了原來液壓系統中的高頻振動現象，保證了生產質量。系統在該種之后的這一年多來，一致處于穩定可靠的運行狀態中。

五、結語

綜上所述，液壓系統在攪拌機中是相當重要的，想要保證攪拌機正常運行，必須保證液壓系統的穩定可靠，所以要確保對液壓系統的優化設計，文中對原有存在問題的液壓系統進行了優化改造，獲得了良好的效果。

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