国内混凝土泵车的发展概况
我国从1982年引进日本技术开始批量生产砼泵车,经过20余年的发展,砼泵车的设计水平、制造能力都有了很大提高。目前我国砼泵车生产制造企业有十余家,生产能力主要集中在三一重工、湖北建机、辽宁海诺、上海普茨迈斯特、安徽星马、中联重科等几个企业,产量约占全行业的90%以上。在1999年以前,全国的砼泵车年销量仅为50辆左右。2000年以后,泵车的产销量迅速增长,2001年产量为248辆,2002年产量已达500辆(当年还进口混凝土泵车70辆),2003年销量估计达到1000辆左右。
在泵车的三大部分—底盘、泵送系统和臂架中,国内产品几乎大部分采用进口件。底盘几乎都是进口的,臂架系统过去也是基本上采用进口产品,目前除三一重工的泵车臂架已基本实现国产化外,其它各厂大多采用进口意大利或德国臂架。随着各公司生产能力的增强,泵车泵送和臂架系统将逐步国产化。
1、泵送系统
由于一些大型工程的施工需要,泵车的砼输送量不断增大,以满足在短时间内浇灌大量砼的需要。现在一般砼泵车的理论输送量是100~120m3/h,国外最大理论输送量已达200m3/h,国内生产的泵车最大理论输送量已达150m3/h。 泵送系统配置大直径的输送缸(直径为230mm或250mm甚至280mm),具有吸料性能好,冲程次数少的优点,不仅减少了磨损,而且降低了运营成本。
砼输送泵具有高压小排量和低压大排量2种泵送方式,因此高低压切换是砼泵车最重要的操作方式之一。传统的泵车采用换接油缸连接胶管的办法,不仅浪费时间和液压轴,而且会污染液压系统。而新型泵车采用了全自动高低压切换技术,切换时无需停机,操作仅在一瞬间完成,大大简化了泵车操作。
砼分配阀形式主要有S管阀和闸板阀。此外各生产商还开发了一些各具特色的分配阀,如普茨迈斯特公司的C型阀、施维茵公司的裙阀等。针对我国施工中所使用的骨料多为碎石的特点,国内生产商在易损件耐磨性方面进行了一些研究,采用新耐磨材料、新工艺、新技术,较好地解决了易损件磨损快、更换频繁、影响设备正常施工等问题,使其寿命大大提高。
2、臂架系统
砼泵车的作业范围受臂架长度的制约,臂架长度越长其作业范围越大,适用范围也越广。但臂架越长,车辆行驶尺寸也越长,泵车在市区行驶以及在工地上施工时往往受到限制。但总的来说,随着商品砼的发展,砼泵车朝档次更高、布料臂架更长的方向发展。臂架由过去的37m占主流,逐步过渡到42~45m为主,目前国产泵车臂架的最大长度已达到56m。普茨迈斯特公司生产的世界上最大泵车,臂架垂直高度达62m,5节臂,其最大砼输送量可达200m3/h。为了适合城市狭窄空间臂架展开和对复杂结构的施工作业的需要,国外一些厂家采用多节臂技术和单侧支撑技术,使得作业更加灵活。
臂架节数有3、4、5节三种。其折叠方式有Z形、R形、RZ形等几种。由于Z形折叠臂架的打开空间更低,因此更便于狭窄施工场所作业。从生产制造和使用方便的角度综合考虑,目前臂架的折叠方式大多采用RZ形混合折叠方式。
由于臂架系统是一多冗余度机构,操作人员通过控制每一节布料臂的动作,使臂架末端到达理想的浇注位置时容易产生偏差。因此,一种智能臂架控制系统已经出现,它只需要指令末端出口位置,在计算机控制下就能实现多节布料臂协调动作,使臂架按设定程序连续布料或直接到达末端预定位置。
3、液压系统与电控系统
液压系统有开式和闭式两种。一般来说,开式回路具有油液清洁度高、油温低、液压元件集成化、工作可靠、维修方便等优点,但换向冲击较大;闭式回路换向平稳,但液压油温度高,影响系统寿命。目前液压系统正向集成化方向发展,普遍采用开式及恒功率系统,采用大流量的变量油泵。同时,全液压控制技术、计算机控制技术取得了突破性进展,全液压换向和计算机闭环控制系统已经被广泛应用。
砼泵车电控系统一般采用PLC控制,除实现泵车控制外还具有故障诊断功能,配有能直观显示多种信息的多功能液晶显示器,方便操控。同时还配备可操纵泵车各种功能的无线或有线遥控器,成为操纵泵车的人性化平台。无线遥控技术、臂架电比例控制系统、泵送排量无级调节技术的应用,使得操控庞大的泵车变得格外轻松自如。
4、底盘
砼泵车选用的底盘几乎都是进口的,而且主要集中在沃尔沃(VOLVO)、五十铃(ISUZU)和奔驰(Mercedes-Benz)几种专用底盘上。五十铃底盘技术成熟,在国内服务完善;沃尔沃和奔驰底盘外观豪华、驾驶舒适、自动化程度高,采用柴油电喷技术,油耗低。目前砼泵车采用的底盘均达到欧Ⅱ或以上标准,能满足大中城市对汽车排放的要求。
随着我国城市建设的快速发展和交通、水利等基础建设规模的不断扩大,商品砼的应用日益广泛,用户对商品砼机械的需求会更加旺盛。可以预见,砼泵车将得到越来越多用户的青睐,国产砼泵车也将继续呈现快速发展的局面。
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