混凝土泵车裙阀制造技术及应用探讨

2019-06-28韩猛张娟

散装水泥 2019年2期

韩猛张娟

（1徐州徐工施维英机械有限公司，江苏徐州221004；2江苏万邦生化医药集团有限责任公司，江苏徐州221004）

裙阀系统是徐工新一代混凝土泵车创新结构件之一，关键技术融合德国施维英，该型混凝土泵车兼具中德双方优势血统，秉承了“安全、可靠、环保、领先”的设计理念，具备泵送效率高、节能低耗的特点。裙阀因其壁厚不均、材质要求高、机械性能要求高等制约因素，毛坯铸造质量直接关系到裙阀质量的稳定性，对裙阀堆焊、加工、装配及泵送系统性能发挥起着至关重要的作用。

一、裙阀特点

1、裙阀发展概况

1902年，德国制造出第一台混凝土泵，并获得了专利权。1927年，德国人弗利茨·海尔设计了第一台可应用于生产的混凝土泵。德国施维英公司1965年开始生产混凝土泵车；1968年，推出42m布料杆泵车；1982年，摒弃了刚注册专利的S管阀后，推出了裙阀系统，极受市场欢迎。与S形管阀相比，裙阀零部件受力情况得到改善，阀室流道短，结构紧凑，改变了阀体为易损件的传统概念，大大降低了泵送成本，并一直独享此专利。徐工与德国施维英合资后，吸收融合了施维英裙阀泵送技术，开发并推出多款裙阀泵送系统。

2、裙阀优势简介

裙阀类属于混凝土分配阀的一种，是混凝土泵的核心机构，它是位于料斗、混凝土缸和输送管三者之间、协调各部件动作的机构。采用裙阀系统的混凝土泵的使用性能（如堵管问题、输送容积效率以及工作可靠性等）得到了大幅提升。裙阀结构具备流道短、进出料流道变化缓慢、没有死角、泵的容积效率高、压送阻力和吸入阻力减小、摆动阻力较一般的S阀小、避免混凝土在阀门处堵塞等特点。

裙阀呈裙子形状，进料口小，出料口大，阀体短、内径大，维护方便，持久耐用。混凝土泵送时，裙阀一半填充混凝土，减小磨损。进料端切割环与眼镜板的间隙在使用过程中，磨损范围内可以实现自动补偿。另外，由于流道变短，料斗设计时的吸料性更好，混凝土泵送时管道阻力也相应减小。其优势在于不仅可以泵送混凝土，还可以输送稀薄的介质。

与传统S阀相比，裙阀优势比较明显。传统的S阀无法实现等弯矩设计，轴承环、眼镜板、切割环等易损件受力不均，磨损快，寿命低，偏载及不均匀磨损大大降低S阀眼镜板密封性，因此，易漏浆，泵送阻力大、泵送油耗大。裙阀内部结构通畅无阻，内外部的耐磨堆焊层表面磨损后可再堆焊（裙阀的独特之处，混凝土单边磨损，磨损低）。裙阀采用等弯矩设计使大轴两端轴承件、密封件及眼镜板、切割环等磨损小且均匀，因此，使用寿命更高，易损件寿命提高两倍以上，理论寿命达到S阀的2倍。同时，由于配合密封性好，不易漏浆，泵送阻力减少，同等压力下可泵送更高的高度，还节省了泵送能耗。尤其对于高层泵送，高密封性还可实现真正水洗，减少混凝土余料的浪费，更环保。裙阀底部与料斗可实现完美无缝拟合，解决了S阀因易积料而带来的易堵管、泵送阻力大、油耗大等无法根除的顽疾。

二、裙阀性能

传统S阀材质通常采用25CrMoV，国标参考GB/T3077-2015《合金结构钢》。化学成分见表1，机械性能指标见表2。

表1 化学成分

表2 机械性能

裙阀耐磨性及承压性能要求比S阀更高，裙阀可采用与S阀相似材质，但对机械性能指标要求更高。

三、裙阀制造及应用

传统S阀为同行内主流分配阀，制造难度较低，国内生产厂家较多。阀体可采用铸造或结构件焊接成型，对铸造难度、热处理工艺要求较低。裙阀阀体结构较复杂，壁厚不均匀，毛坯只能采用铸件，制造难度较大。铸造模具、浇注原料、浇注工艺及材料成分控制不当，关键位置容易产生气孔、夹渣、缩孔、缩松等铸造缺陷。毛坯铸造后如热处理工艺选择不合理，则无法激发出材料最佳机械性能。裙阀毛坯制造完成后，需进行耐磨材料堆焊，堆焊过程需控制焊接热输入及焊前焊后热处理，如工艺控制不当，容易导致基体材料性能发生变化。机加工过程中，因配合零件较多，尺寸精度要求很高，任何尺寸加工误差均会导致配合零件装配困难。以上问题最终会导致裙阀过早磨损、炸裂等故障。