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常熟连城机械分享:混凝土泵车的润滑与密封
所属分类:公司新闻发表时间:2019-01-09

常熟连城机械分享:混凝土泵车的润滑与密封


混凝土泵车是高度机、电、液一体化的机械产品,也是在筑路机械中比较昂贵的设备。一般来讲,混凝土泵车的工作环境相对恶劣、工作强度大,容易造成泵车的早期磨损,因此整机的润滑保养和密封技术的改进就变得十分重要。如果没有做好泵车重要零部件的润滑、密封就会降低其使用寿命,当泵车关键零部件磨损严重时,就必须返厂拆卸和组装,这样将会给单位带来巨大的经济损失。现根据本人日常工作中的一些经验,对日常润滑保养中比较容易忽略的半固体润滑进行总结,并对传统胶圈密封方法提出改进。
    混凝土泵车产业在我国迅猛发展,其中以三一重工、中联重科为龙头,徐工集团、福田重机、辽宁海诺、安徽星马等为代表的企业紧随其后。然而普茨迈斯特机械有限公司(也称为大象)、施维英等外资企业在泵车制造领域仍具有先进的技术,且在市场上占据着重要地位。
    国产混凝土泵车的关键零部件大多采用进口原件,如德国力士乐的液压泵组和控制阀,哈威的电液比例阀,STIEBEL分动箱等,然而进口元件价格较高,且当生产商无库存时从国外调运时间较长。做好泵车的主要零部件的维护保养可以延长设备的使用寿命,减少维修费用,为企业创造更多的经济价值。

泵车润滑保养
    为使泵车在全天候、满负荷运转条件下仍能持久、正常地工作,就必须保证零部件的耐磨性、可靠性,因此机械设备的润滑保养尤为重要。
1.1润滑方式
    根据润滑剂的分类,可将润滑分为液体润滑和半固体润滑。
1.1.1液体润滑 
    液体润滑的散热能力较好,摩擦系数小,使用时加油较方便,形成的油膜较均匀,如:臂架回转减速箱采用MOBIL齿轮油的液体润滑。其他液体润滑详见表1。
表1  泵车液体润滑加油表
序号    加注部位    油液规格    油液加注量    油液要求
1    回转减速器    HD80W-90    6.5L    MOBIL
2    取力齿轮箱    SHC220    8L    
3    柴油机机油箱    5W-40    34L    MOBIL或SHELL
表2  泵车半固体润滑加油表
序号    加注部位    油液规格    油液加注量    油液要求
1    润滑油箱    00#半固体锂基脂    >1/2油位    清洁
2    油钟    锂基脂    油脂溢出    清洁
1.1.2半固体润滑
    由于润滑点不易加油,又要求防止污物的侵入,所以泵车大都采用半固体润滑,如:半流体锂基润滑脂为泵车臂架轴瓦处提供润滑。
    一般而言,在泵车润滑系统中液体润滑是在比较封闭的箱体或管路中,空气、水分和杂质难以侵入,其不易氧化或变质。半固体润滑的密封性虽远差于前者,但其起到了降低摩擦、避免磨耗与腐蚀、防止固体与液体对轴承污染的作用,所以半固体润滑效果是影响泵车保养的主要因素。
1.2半固体润滑保养失效解析
    臂架是泵车重要的支撑结构,其展开方式有回折形、Z形、S形、RZ结合形,在每节臂架的销轴处都存在摩擦。当臂架全部展开时,重力都要靠臂架上的销轴支撑,巨大的压力使锂基脂结构受到破坏,引起其软化、稠度下降和析油量增加等现象。在轴瓦摩擦过程中产生的铜、铁等磨损微粒会起到催化作用,加剧脂的氧化,最终导致润滑脂失效。
    此外,由于半固体润滑处密封条件不好,导致润滑脂中混入尘土、杂质和水分而使润滑脂质量变差,影响轴瓦润滑,严重时会造成轴瓦内的油线堵塞。此时应在黄油枪内加入柴油,从油嘴注入并清洗轴瓦然后加入适量新润滑脂。
    综上,臂架的半固体润滑效果决定着泵送时布料杆运转的灵活、准确及抖动量的大小。为了保证臂架设备的润滑,应严格按照设备说明书选购润滑脂,控制润滑脂的稠度等级、机械安定性、抗水性等指标。并且注意对粉尘、砂浆的清理,及时清洁销轴边缘的污物。
    三一重工、中联重科等生产的泵车已经采用润滑脂集中润滑系统如图1,为搅拌马达、S管阀等处润滑,已经可以比较及时、方便的供给润滑脂。但必须注意系统中的润滑脂的压力,一般控制在4.0~6.0MPa范围内,当润滑脂在10.0MPa的压力下,即出现润滑脂析油现象。

图1  泵车润滑系统

泵车轴承的密封
2.1胶圈密封的失效
    泵车的搅拌马达、S管阀长期处于与混凝土接触的运转状态,现广泛采用橡胶密封圈的密封形式,当设备运转时大量的
混凝土在搅拌叶的搅动下会冲击料斗的四壁,在密封圈处形成对轴承座内的正压,砂浆沿着密封圈的间隙进入润滑系统(如图2)。橡胶密封圈在砂粒的磨损和碱性砂浆的腐蚀下加速老化,致使大量较小硬颗粒进入轴承的间隙,游离于两摩擦表面之间,在摩擦表面上产生极高的接触应力,构成三体磨粒磨损,类似于研磨作用,使轴承和轴径表面磨损。

图2  泵车S管阀轴承座
    磨粒磨损的伤痕是线状的,方向也与轴径运动方向一致。当出现缺少润滑脂情况时将会产生剧烈的磨粒磨损,磨粒磨损将导致轴承几何尺寸与形状改变、精度丧失、轴承间隙加大,使轴承性能在预期寿命前急剧劣化。
2.2轴端气帘密封
    预防轴承磨损,平时就要多观察润滑脂的状态,当润滑脂与砂浆混合,从轴承座流出时,润滑脂会变白,用手捻磨会发现有灰尘。如果想从根本上解决这一问题,就需要有从轴承座内对搅拌料斗的正压,将砂浆阻止在密封圈的外侧,减少与密封圈的接触(轴承见图3)。然而只靠润滑脂提供的压力是不行的,泵车的自动润滑系统是间歇性供油的,不能提供稳定的压力,而且排放大量的润滑脂无疑会提高运营成本,也会严重影响混凝土和易性。所以需要轴端处加稳定的气帘进行密封。

图3  搅拌料斗内轴承位置图
1——S"管阀轴承座2.——搅拌轴承座
2.2.1设计方案
    在泵车的设计中,是把混凝土泵和布料杆安装在汽车底盘上,混凝土泵利用汽车发动机的动力,通过分动箱将动力传给液压泵,然后带动混凝土泵工作。由于要求发动机稳定、可靠,所以生产商都采用德国奔驰、瑞典沃尔沃、日本五十铃等知名品牌汽车作为泵车底盘。
    综上,由泵车底盘储气罐引出的气源就比较方便和稳定了,通过调压阀将气压固定在1-1.5bar之间。并且对S管阀的密封进行调整,使其在摆动终止点的配合达到最小极限尺寸,并在橡胶密封圈前端加如图4的垫圈,搅拌马达轴承座的密封圈前端也加垫圈(如图4)。

图4  气帘密封垫圈结构
2.2.2工作原理
    在S管阀摆动行程中,气体通过开启的电磁阀在密封圈前端形成与轴角度成1450轴向气帘密封,阻止砂浆的侵入。而在终止点时,气体被电磁阀封闭,静止的S管阀轴与轴承座达到配合最紧密状态将砂浆隔离,这种方案可以减少气体的浪费。在泵车停歇期间,发动机处于怠速状态,转速降低,因此由底盘空压机为储气缸提供的气体减少。这时S管阀的电磁阀关闭,保证储气缸的气压。电磁阀的控制与摆动油缸的运动是同时的,所以其信号可以与摆动油缸一起由泵车的PLC同步控制。为防止混凝土在泵车料斗内凝结,搅拌马达始终处于旋转状态,所以其气源处于长开,防止混凝土磨损密封圈后浸入轴承座内。

结论
    润滑保养以零部件为单元,为泵车提供基础的保养。气帘密封也给泵车的润滑又增加了一层保险,但还需要综合现场灵活操作、正确的维护保养、库存备件的科学管理等,才能将泵车的故障率降到最低,保证使用时间,为企业创造更多的经济财富。

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