混凝土泵液壓系統發熱原因及排除方法

　　1.前言
　　從混凝土泵的使用調查中發現，很多類型的混凝土泵，在使用約40min后，液壓系統的溫度可高達60e，在使用約2h后，液壓系統的熱平衡溫度可高達70e以上而混凝土泵液壓系統的正常熱平衡溫度應在50e左右。因此，出現了混凝土泵液壓系統的油溫過高問題即發熱問題。
　　2.混凝土泵液壓系統發熱現象的危害
　　混凝土泵液壓系統的發熱，直接影響混凝土泵的正常工作，發熱現象所造成危害，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、熱膨脹系數不同時，閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現閥芯卡死現象，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象的發生，有些混凝土泵在使用一定時間后，不得不停下來，使系統降溫，從而降低了混凝土泵的開機率，影響了施工進度。因此，應針對系統發熱原因，采取相應措施，控制液壓系統的溫度，保證混凝土泵的正常使用。
　　3.混凝土泵液壓系統發熱的主要原因及排除方法
　　液壓系統的發熱按發熱原因可分為兩大類：一類是由于設計的原因造成的發熱；一類是由于液壓元件故障或使用不當的原因，造成的發熱。顯然，發熱原因不同，其排除方法也不一樣。
　　3.1設計不合理，造成液壓系統的發熱及其排除
　　（1）液壓油的油號選用不當，可能造成液壓系統的發熱所選液壓油在油溫較低時，系統正常工作，但系統工作一段時間后，油溫升高，液壓油黏度下降，造成系統內部泄漏增加，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。解決的方法是：根據系統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，使液壓系統散熱效果降低系統發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小；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的冷卻循環及沉淀雜質的路徑，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的回油路上，僅對攪拌系統的油液進行冷卻，因攪拌系統流量較小，因此整個系統冷卻效果差，使系統發熱。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，造成系統發熱混凝土泵液壓系統一般為高壓大流量系統，如果系統中的液壓元件，主要是換向閥、溢流閥和順序閥規格選用不合理，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，液壓系統設計中在進行液壓元件選型設計時，一定要根據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格選用不合理而造成的系統發熱。
　　（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熱。
　　3.2因液壓系統使用不當或元件故障，造成液壓系統的發熱及其排除
　　（1）油箱內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，從而保證油箱的散熱效果，當油箱內液壓油油面低于最低液面時，要及時向油箱內注油。
　　（2）冷卻器冷卻效果降低，使油液溫升，系統發熱冷卻器冷卻效果降低，可能由以下原因引起：a1冷卻器內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）液壓系統壓力調整不當，造成系統發熱在混凝土泵液壓系統中，由于性能要求，系統中往往設有安全閥、溢流閥和順序閥等。若安全閥的壓力調的過低，安全閥將頻繁開啟，產生溢流損失，造成系統發熱；若壓力調整過高，又會使系統內泄漏增加，使系統發熱，因此，應按液壓系統的負載要求，正確計算和調整安全閥和壓力值，從而保證系統在規定的壓力范圍內工作。當混凝土泵泵送系統主回路為閉式系統時，泵送系統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，系統溫升過高。因此，應合理確定熱交換回路溢流閥的調整壓力值，一般該溢流閥的調整值為（1～115）MPa，泵送系統補油回路的工作壓力為215MPa.當混凝土泵液壓系統中設置順序閥時，一定要了解順序閥的工作特點，正確調整順序閥的工作壓力。如果內控式順序閥的調整壓力過高，當工作液壓缸的工作壓力低于其調整壓力時，順序閥閥口存在壓力損失，引起溫升，造成系統發熱，合理確定內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發熱。
　　（4）內泄增加，可使油溫升高，系統發熱混凝土泵液壓系統的內泄，包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達和液壓閥的內泄，壓力油在泄漏過程中，壓力下降，溫度升高。如果系統的內泄增加，會引起油溫升高，系統過熱，嚴重時，會使系統壓力下降，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發熱。
　　混凝土泵液壓系統在使用過程中的發熱問題已成為不可忽視的問題之一，由于液壓系統的發熱，將導致混凝土泵許多故障的發生。總之，對發熱產生的不同原因，采取一定措施后，可以控制或減輕液壓系統的發熱，提高混凝土泵的開機率和延長使用壽命。