中联60混凝土输送泵S管系统改进设计

2012-10-19中铁十二局建安公司设备租赁分公司王丑寅

河南科技 2012年16期

中铁十二局建安公司设备租赁分公司王丑寅

一、中联60混凝土输送泵存在的问题分析

中联60混凝土输送泵在施工现场的生产过程中，由于S管系统经常磨损，联结螺栓折断。在现场维修中需要雇用16 t汽车吊将其吊离工作现场，拆解料斗中的搅拌装置，才能将S管拆卸进行维修，维修后的设备仅能维持一个多月的生产，耽误了施工进程。为了解决这一现状，必须对中联60混凝土输送泵S管系统进行改进设计。中联60混凝土输送泵问题分析流程如图1所示。

图1 中联60混凝土输送泵问题分析流程

二、问题原因分析

经拆解诊断分析认为，该机型设计有缺陷，因为S管系统是通过锂基脂强制润滑，在机械高速运转过程中，润滑不充分会使油封磨损，导致料斗中混凝土渗入，造成摆动套与轴座套磨损。具体来说，主供油管孔Φ4.5 mm过小；同时由于油封磨损，使料斗中混凝土渗入，导致S管摆动套与轴座套在摆动过程的阻力增大，加之润滑不到位，联结螺栓强度不足，造成摆动套与摆臂连接螺栓及轴座套与机体连接螺栓折断。

三、摆动套与摆臂联结部位的改进设计

中联60混凝土输送泵的摆动套与摆臂是由2条Φ6 mm的固定销联结，固定销为20钢。查阅《机械设计手册》可知，该固定销的标准剪切强度[τ销]＝30 MPa。

式（1）和式（2）中，A销为销的受力面积，计算公式如下。

式（3）中，n为销的个数，R为销的直径。

将相关数据代入式（2）、式（3），有Q销≤1.7 kN。

实际运转中，由于混凝土渗入摆动套与轴座套之间，致使摆动套与摆臂联结部位螺栓的剪力Q螺栓在10 kN左右。故在改进设计中，在摆动套与摆臂上铣出4个25 mm（长）×20 mm（宽）×10 mm（高）的键槽，加入2个25 mm（长）×20 mm（宽）×10 mm（高）的键，同样键为20钢。其剪力为

式（4）中，A键为键的受力面积，[τ键]为键的标准剪切强度。将相关数据代入式（4），有Q键＝30 kN＞Q螺栓＝10 kN。故满足使用条件。并在键上钻孔，在摆臂上钻孔攻丝，各用一条Φ8 mm螺丝固定于摆臂上。

四、加固S管轴机座

S管轴机座固定于机体上，与摆动套之间为滑动摩擦。S管轴机座与机体原先是用8条Φ8 mm的固定螺栓固定，螺栓为20钢。S管摆动套、摆臂、轴机座结构如图2所示。

根据设计原理，螺栓的剪切强度

式（5）中，A螺栓为螺栓的受力面积，[τ螺栓]为键的标准剪切强度，所以螺栓的剪力

将相关数据代入式（5），有Q螺栓≤12 kN。

在实际运转中，由于混凝土渗入，S管轴机座与机体连接部位的剪力Q连接往往在15KN左右，改进后设计为8条Φ12 mm的固定螺栓固定。其剪力为

式（7）中，A′螺栓为改进后螺栓的受力面积。将相关数据代入式（7），有Q改进＝27 kN。所以，Q改进＞Q连接，满足使用条件。

五、改善锂基脂润滑系统

锂基脂随泵车的运转由润滑油泵供应到各润滑部位，由于主润滑油管道直径较细，经分配阀后油量太小，各转动部位供油压力不足，供油不充分，达不到润滑效果，因而导致油封磨损。混凝土渗入进一步加剧了磨损，使得转动阻力增大，从而使固定螺栓在摆臂的强制作用下被剪断。将锂基脂原主供油管道Φ4.5 mm改为Φ6 mm，其相应的接口均扩大孔为Φ6 mm，改善范围为润滑油泵至润滑分配阀之间。