混凝土泵液壓系統(tǒng)的發(fā)熱原因
2018-06-14 17:37:05
混凝土泵是通過管道依靠壓力輸送混凝土的施工設(shè)備(shèbèi)，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)(Hydraulic systems)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(wēi hài)，主要有以下幾點(diǎn)：
(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(shí)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(shí)，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(shí)，使工作液體的潤(rùn)滑性能降低，液壓元件的磨損加快，加速了元件的磨損失效，縮短了元件的使用的時(shí)長(zhǎng)。
為了盡量避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，有些混凝土泵(由泵體和輸送管組成)在使用一定時(shí)間后，不得不停下來，使系統(tǒng)(system)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(duì)系統(tǒng)發(fā)熱原因，采取相應(yīng)措施，控制液壓系統(tǒng)(Hydraulic systems)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(jì)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)脑颍斐傻陌l(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(jì)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(hào)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(shí)，系統(tǒng)正常工作，但系統(tǒng)工作一段時(shí)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)。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、 揚(yáng)程、軸功率、水功率、效率等；根據(jù)不同的工作原理可分為 容積水泵、葉片泵等類型。 容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量； 葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量，有 離心泵、 軸流泵和 混流泵等類型。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(jì)不合理，使液壓系統(tǒng)(Hydraulic systems)(system)散熱效果降低系統(tǒng)發(fā)熱油箱的主要功能是儲(chǔ)存液壓油，但它同時(shí)兼有散熱、沉淀雜質(zhì)、分離水分的作用。油箱設(shè)計(jì)不合理，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是油箱體積設(shè)計(jì)過小，由于混凝土泵(由泵體和輸送管組成)屬移動(dòng)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(chǔ)油量均較小;二是有些油箱在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)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（指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少）。
(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(shí)際情況選用，但一般采用風(fēng)冷較多。凱泉泵業(yè)開動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在 葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、 揚(yáng)程、軸功率、水功率、效率等；根據(jù)不同的工作原理可分為 容積水泵、葉片泵等類型。 容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量； 葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量，有 離心泵、 軸流泵和 混流泵等類型。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(duì)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(gè)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(dú)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(shí)應(yīng)注意(attention)兩個(gè)問題，第一個(gè)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，或在總回油路上設(shè)置一低壓驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速與散熱流量相匹配，同時(shí)還可解決主回路壓力沖擊對(duì)冷卻器承壓能力的影響;第二個(gè)問題是如采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，主系統(tǒng)的壓力沖擊對(duì)冷卻器承壓能力的影響，此時(shí)，可在回油路上與冷卻器并裝一個(gè)低壓溢流保護(hù)閥或單向閥對(duì)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(jì)中在進(jìn)行液壓元件選型設(shè)計(jì)時(shí)，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(fàn wéi)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(jì)、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)(Hydraulic systems)設(shè)計(jì)中，管路的設(shè)計(jì)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(tōng guò)流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免管徑設(shè)計(jì)過小，造成流速過高，沿程壓力損失過大，引起發(fā)熱。同時(shí)，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(shí)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(shí)，要及時(shí)向油箱內(nèi)注油。
(2)冷卻器冷卻效果降低，使油液溫升，系統(tǒng)(system)發(fā)熱冷卻器冷卻效果降低，可能由以下原因引起：a1冷卻器內(nèi)部堵塞或表面污物較多，造成冷卻器安全裝置開啟，冷卻器過流量降低，使散熱流量減少，或冷卻器通風(fēng)不良，使冷卻器的冷卻傳熱系數(shù)降低，冷卻效果降低，因此，混凝土泵(由泵體和輸送管組成)在使用中一定要定期檢查，疏通冷卻器，定期對(duì)冷卻器表面污物進(jìn)行清除，保證冷卻器的內(nèi)部暢通和外部清潔，以保證冷卻器的冷卻效果。凱泉泵業(yè)由此可見，若離心泵葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，則可連續(xù)吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。綜上所述，離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提向高處的。b1冷卻器安全閥或單向閥的開啟壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值，使冷卻器安全保護(hù)裝置在冷卻器未堵塞時(shí)開啟，產(chǎn)生溢流分流，使冷卻器散熱流量減少，因此，冷卻器在使用前，一定要正確調(diào)整安全保護(hù)裝置的開啟壓力，在使用中要定期檢查、校正安全保護(hù)裝置的開啟壓力值。
(3)液壓系統(tǒng)(system)壓力調(diào)整不當(dāng)，造成系統(tǒng)發(fā)熱在混凝土泵(由泵體和輸送管組成)液壓系統(tǒng)中，由于性能要求，系統(tǒng)中往往設(shè)有安全閥（作用：控制壓力不超過規(guī)定值）、溢流閥和順序閥等。若安全閥的壓力調(diào)的過低，安全閥將頻繁開啟，產(chǎn)生溢流損失，造成系統(tǒng)發(fā)熱;若壓力調(diào)整過高，又會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)泄漏增加，使系統(tǒng)發(fā)熱，因此，應(yīng)按液壓系統(tǒng)的負(fù)載要求，正確計(jì)算和調(diào)整安全閥和壓力值，從而保證系統(tǒng)在規(guī)定的壓力范圍(fàn wéi)內(nèi)工作。當(dāng)混凝土泵泵送系統(tǒng)主回路為閉式系統(tǒng)時(shí)，泵送系統(tǒng)中必須設(shè)熱交換回路，熱交換回路中溢流閥的設(shè)定壓力應(yīng)引起重視，設(shè)定壓力過低，會(huì)使泵送液壓缸換向沖擊增加，設(shè)定壓力過高，會(huì)使溢流損失過大，系統(tǒng)溫升過高。因此，應(yīng)合理確定熱交換回路溢流閥的調(diào)整壓力值，一般該溢流閥的調(diào)整值為(1～115)MPa，泵送系統(tǒng)補(bǔ)油回路的工作壓力為215MPa.當(dāng)混凝土泵液壓系統(tǒng)中設(shè)置順序閥時(shí)，一定要了解順序閥的工作特性，正確調(diào)整順序閥的工作壓力。如果內(nèi)控式順序閥的調(diào)整壓力過高，當(dāng)工作液壓缸的工作壓力低于其調(diào)整壓力時(shí)，順序閥閥口存在壓力損失，引起溫升，造成系統(tǒng)發(fā)熱，合理確定內(nèi)控式順序閥的設(shè)定壓力，可使工作缸的工作壓力高于順序閥的開啟壓力，順序閥工作時(shí)，閥口將全開，閥口基本無壓力損失，從而避免了由于順序閥設(shè)定壓力不當(dāng)而造成的系統(tǒng)發(fā)熱。
(4)內(nèi)泄增加，可使油溫升高，系統(tǒng)發(fā)熱混凝土泵液壓系統(tǒng)(Hydraulic systems)的內(nèi)泄，包括液壓泵(Hydraulic pumps)、液壓缸、液壓馬達(dá)和液壓閥的內(nèi)泄，壓力油在泄漏過程(guò chéng)中，壓力下降，溫度升高。如果系統(tǒng)的內(nèi)泄增加，會(huì)引起油溫升高，系統(tǒng)過熱，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)壓力下降，泵送無力，泵送排量降低，攪拌無力，攪拌轉(zhuǎn)速下降等。因此，要定期檢查這些元件，定期更換相應(yīng)的密封元件，及時(shí)對(duì)已損壞、拉傷的零件進(jìn)行更換或修理，甚至更換相應(yīng)的液壓元件，從而避免由于元件泄漏而造成的系統(tǒng)發(fā)熱。
混凝土泵液壓系統(tǒng)在使用過程(guò chéng)中的發(fā)熱問題已成為不可忽視的問題之一，由于液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，將導(dǎo)致混凝土泵許多故障（fault）的發(fā)生。凱泉泵業(yè)由此可見，若離心泵葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，則可連續(xù)吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。綜上所述，離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提向高處的。對(duì)于混凝土泵生產(chǎn)廠家，應(yīng)力求從設(shè)計(jì)入手，把其液壓系統(tǒng)的發(fā)熱降低至最低值，這樣不僅可提高用戶混凝土泵的開機(jī)率和延長(zhǎng)其使用的時(shí)長(zhǎng)，而且可節(jié)能和降低維護(hù)費(fèi)用;對(duì)于混凝土泵用戶，應(yīng)力求從使用維護(hù)入手，嚴(yán)格按生產(chǎn)廠家的要求，正確使用、調(diào)試、巡查、維護(hù)混凝土泵，以減少故障率和減少因使用不當(dāng)而引起的系統(tǒng)發(fā)熱。
混凝土泵液壓系統(tǒng)發(fā)熱原因