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60e，在使用約2h后，液壓系統(tǒng)的熱平衡溫度可高達70e以上而混凝土泵液壓系統(tǒng)的正常熱平衡溫度應在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。 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，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率，影響了施工進度。因此，應針對系統(tǒng)發(fā)熱原因，采取相應措施，控制液壓系統(tǒng)的溫度，保證混凝土泵的正常使用。 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?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。 設計不合理，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，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)的負載及正常工作溫度要求，選擇合適黏度的液壓油。 （2）油箱設計不合理，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、分離水分的作用。油箱設計不合理，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是油箱體積設計過小，由于混凝土泵屬移動型液壓設備，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??；二是有些油箱在結構上設計不合理，吸油管口和回油管口較近，中間又不設隔板，從而縮短了油液在油箱內(nèi)的冷卻循環(huán)及沉淀雜質的路徑，甚至造成大部分回油直接進入吸油管，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、回油管之間應設置隔板，以確保油箱應有的散熱功率。 （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冷和水冷兩種，用戶可根據(jù)實際情況選用，但一般采用風冷較多。有些混凝土泵因考慮冷卻器的承壓要求，將冷卻器設置在攪拌系統(tǒng)的回油路上，僅對攪拌系統(tǒng)的油液進行冷卻，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，但此時應注意兩個問題，第一個問題是冷卻風扇的轉速，冷卻風扇的轉速不能過低，否則將降低冷卻效果，可采用電動機驅動風扇，或在總回油路上設置一低壓驅動馬達，使馬達轉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驅動風扇，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閥或單向閥對冷卻器進行最高承壓保護。 （4）液壓元件選型不當，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)設計中在進行液壓元件選型設計時，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）管路設計、安裝不合理，造成壓力損耗大，使壓力能轉換成熱能在液壓系統(tǒng)設計中，管路的設計與安裝不能忽視，各管路管徑應嚴格按其工作壓力和通過流量進行設計，避免管徑設計過小，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。 因液壓系統(tǒng)使用不當或元件故障，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。 （2）冷卻器冷卻效果降低，使油液溫升，系統(tǒng)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，混凝土泵在使用中一定要定期檢查，疏通冷卻器，定期對冷卻器表面污物進行清除，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。b1冷卻器安全閥或單向閥的開啟壓力低于標準值，使冷卻器安全保護裝置在冷卻器未堵塞時開啟，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)整安全保護裝置的開啟壓力，在使用中要定期檢查、校正安全保護裝置的開啟壓力值。 （3）液壓系統(tǒng)壓力調(diào)整不當，造成系統(tǒng)發(fā)熱在混凝土泵液壓系統(tǒng)中，由于性能要求，系統(tǒng)中往往設有安全閥、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，又會使系統(tǒng)內(nèi)泄漏增加，使系統(tǒng)發(fā)熱，因此，應按液壓系統(tǒng)的負載要求，正確計算和調(diào)整安全閥和壓力值，從而保證系統(tǒng)在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)工作。當混凝土泵泵送系統(tǒng)主回路為閉式系統(tǒng)時，泵送系統(tǒng)中必須設熱交換回路，熱交換回路中溢流閥的設定壓力應引起重視，設定壓力過低，會使泵送液壓缸換向沖擊增加，設定壓力過高，會使溢流損失過大，系統(tǒng)溫升過高。因此，應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)補油回路的工作壓力為215MPa。當混凝土泵液壓系統(tǒng)中設置順序閥時，一定要了解順序閥的工作特點，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，當工作液壓缸的工作壓力低于其調(diào)整壓力時，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，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定壓力不當而造成的系統(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)的內(nèi)泄，包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達和液壓閥的內(nèi)泄，壓力油在泄漏過程中，壓力下降，溫度升高。如果系統(tǒng)的內(nèi)泄增加，會引起油溫升高，系統(tǒng)過熱，嚴重時，會使系統(tǒng)壓力下降，泵送無力，泵送排量降低，攪拌無力，攪拌轉速下降等。因此，要定期檢查這些元件，定期更換相應的密封元件，及時對已損壞、拉傷的零件進行更換或修理，甚至更換相應的液壓元件，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，將導致混凝土泵許多故障的發(fā)生。對于混凝土泵生產(chǎn)廠家，應力求從設計入手，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率和延長其使用壽命，而且可節(jié)能和降低維護費用；對于混凝土泵用戶，應力求從使用維護入手，嚴格按生產(chǎn)廠家的要求，正確使用、調(diào)試、檢查、維護混凝土泵，以減少故障率和減少因使用不當而引起的系統(tǒng)發(fā)熱?？傊?，對發(fā)熱產(chǎn)生的不同原因，采取一定措施后，可以控制或減輕液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，提高混凝土泵的開機率和延長使用壽命。