混凝土泵車水路系統的優化及故障處理

張磊，陳玲，徐道雷，施慶永

（徐州徐工施維英機械有限公司，江蘇 徐州 221004）

0 前言

混凝土泵車施工后，殘留在車上的混凝土凝固很快，必須立即沖洗，目前行業唯一的清洗方式為水泵清洗。合理的設計水路系統是保證水泵正常工作的關鍵，本文從水泵的工作原理及構造，結合實際故障特征，分析了影響水泵工作的各種因素，并提出相應故障改進及應用。

1 水路系統的核心組成及原理

水路系核心組成示意圖見圖 1，工作原理見圖 2。

圖1 水路系統核心組成

圖2 水路系統工作原理

2 常見故障現象及反饋占比

根據市場反饋，水路系統中問題比較集中的問題多為水泵問題，直接原因表現占比（表 1）：漏水 34%、不出水 29%、無壓力 14%、漏油乳化 8%、其它。

表1 水路系統故障占比

3 水路系統的故障分析

3.1 漏水問題原因分析

從市場反饋的水路系統分析中水路管路及水泵泵頭漏水問題比較集中，該質量反饋高發期主要集中 1月、2月、3月份，該時段環境溫度低，多數地區在零度以下，而且泵車多為室外工作停放，均為冰凍所致導致水路連接件以及水泵泵頭凍裂，常規方法將水箱里的水放掉，但排除不了管路中以及泵頭中殘留的水份，導致故障率居高不下。

改進方向：提高泵頭金屬耐寒性能、排除管路多余水份。

（1）重新開發銅泵頭，關鍵部位增加厚度，提高泵頭的抗冰凍能力，不影響水泵裝配尺寸匹配。

（2）嚴格要求泵頭材料 HPb59-1，對每批零件原材料進行材料認定。

（3）為從根本上解決這個問題，在泵進水口增加進水球閥和排水球閥為關鍵改進部位（見圖 3）。

圖3 改進效果

現場測試：

（1）試驗方法結構圖見圖 4。

圖4 試驗結構

（2）現場試驗

關閉進水管路上的球閥，打開排水閥，并讓水泵空轉 3min 即可排空管路中以及泵內余水。圖 5 為水路系統的連接與應用圖。

圖5 水路系統連接及應用

（3）試驗數據見表 2。

表2 水路系統現場排水測試數據

通過上述試驗數據分析：無論在何種轉速的情況下，水泵殘留的水份都可以排空，達到排出殘留水份的目的，即使低于 0° 時，水路系統及水泵殼體無水、無法結冰。

3.2 不出水、無壓力問題的原因分析

排在第二、第三位的為水泵不出水問題，該故障主要是水泵內部進異物（濾網損壞）；或長時間未使用水泵，泵頭中的單向閥（圖 6）打不開，在夏季或秋季氣候干燥，泵內水份蒸發，留下的水漬導致進出水閥盤粘住打不開；泵內干燥吸水能力差，從導致不出水或壓力不穩。

圖6 單向閥

（1）水泵常規濾網采用的是內裝方式，使用一段時間后水箱內酸堿度偏高，而出現腐蝕濾網的現象。除進水濾網過濾功能下降外，其他異物或自身銹蝕掉的濾網殘渣被吸入水泵之中導致水泵卡滯無法正常工作。在保證連接形式和尺寸不變的情況下，現改進為內裝全316 不銹鋼過濾器，耐腐性能提高，通流截面增加。過濾系統提升明顯。

（2）針對水泵長期不使用，因水的特性生成水堿導致單向閥卡滯的問題，只需在圖 7 中，連接自來水水管，開啟自來水，利用自來水本身很小的流動壓力即可沖開單向閥，即可解決水泵不出水、壓力小問題。

圖7 單向閥芯卡滯排出故障圖

3.3 壓力表漏油、乳化問題的改進及分析

排在第四位的為壓力表漏油問題，導致該問題的發生多為泵車使用地域溫差變換大而使壓力表殼體凍裂。溫較低時水泵殼體內未排出的水份結冰變成水柱，沖擊壓力表量程，導致壓力表漏油。改進方向：量程由0～16MPa 改為 0～40MPa，即可有效地解決壓力表損壞漏油、漏水問題。

排在第五位的為水泵內柴機油乳化。

水泵拆解后發現內部油液渾濁呈現乳白色、氣味惡臭，判斷油質乳化。分析有兩點：（1）在水泵加油口處有排氣孔，水流從此處進入，從而導致油品乳化。（2）柱塞組件（普通柱塞）和密封之間存在相對運動，密封損壞后泵頭中的水份被帶入水泵中導致水泵乳化，降低水泵使用壽命。

改進后方向：（1）將加油處的外置排氣孔改為內置，直接隔絕外界水份的飛濺。（2）普通柱塞組件改為陶瓷柱塞組件可以獲得鏡面的表面粗糙度[1]減少運動摩擦，從而降低油品乳化的風險，提升水泵的使用壽命。優化后的排氣帽見圖 8，陶瓷柱塞見圖 9。

4 結語

本文對泵車水路系統的工作原理及結構進行了簡要說明，對水泵常見故障及改進方法進行試驗測試和分析，有效的解決了市場反饋水泵不出水、壓力低、出水量少等問題。針對故障原因指出了對應的改進措施，為水路系統設計及優化有著重要的意義。

圖8 優化后的排氣帽

圖9 陶瓷柱塞圖