周志紅，曹 奎，田相玉

（中聯(lián)重科混凝土機(jī)械公司，長沙 410013）

一種自適應(yīng)臂架支撐及其控制方法

周志紅，曹 奎，田相玉

（中聯(lián)重科混凝土機(jī)械公司，長沙 410013）

目前混凝土泵車市場上，臂架支撐均以剛性支撐為主，文中以RZ型臂架泵車為例，闡述一種新型自適應(yīng)臂架支撐結(jié)構(gòu)，改善了剛性臂架支撐結(jié)構(gòu)性缺陷，降低了裝配勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也符合混凝土泵車產(chǎn)品智能化的發(fā)展趨勢。

混凝土泵車；臂架支撐；使用壽命；自適應(yīng)

0 引言

混凝土泵車是一種用于輸送和澆注混凝土的專用設(shè)備，它可以將混凝土沿著輸送管道連續(xù)泵送到澆注現(xiàn)場，逐漸成為了建筑施工中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備[1]。其中臂架系統(tǒng)作為泵車的關(guān)鍵部件，其安全、可靠性是決定泵車核心競爭力的關(guān)鍵因素之一。近年來，中聯(lián)、三一、徐工等國內(nèi)大型工程機(jī)械企業(yè)分別收購意大利CIFA、德國大象、德國施維英后，中國的混凝土泵車技術(shù)水平已位于世界前列，隨著混凝土泵車泵送高度的不斷增加，其臂架輕量化技術(shù)的競爭達(dá)到白熱化的程度[2]。由于臂架輕量化技術(shù)的不斷深入，臂架因臂長、自重、加工精度、裝配精度等多因素的影響下，臂架回收折疊后，因其支撐部位的工作尺寸偏差，導(dǎo)致在生產(chǎn)時(shí)，臂架支撐與折疊后的臂架匹配狀態(tài)不一，從而直接影響制造裝配工藝及臂架系統(tǒng)本身性能。本文以主流RZ型臂架泵車為例，來闡述一種新型自適應(yīng)臂架支撐結(jié)構(gòu)。

1 剛性臂架支撐結(jié)構(gòu)

目前混凝土泵車市場上，臂架支撐模式均為剛性支撐結(jié)構(gòu)（如圖1所示）；因其二臂支撐位置與三臂支撐位置落差尺寸為恒定值，這對(duì)制造、裝配提出了更高的要求，同時(shí)還要考慮臂架因自身長度與自重產(chǎn)生的變形量。根據(jù)泵車實(shí)際生產(chǎn)裝配效果來看，剛性臂架支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)以下情形：1）二臂或三臂落不到位；2）通過一臂油缸或三臂油缸行程余量強(qiáng)行將臂架下壓，造成臂架本體裝配應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致臂架變形影響其使用壽命；3）出現(xiàn)三臂支撐座需現(xiàn)場調(diào)整長度，現(xiàn)場配焊等現(xiàn)象。

圖1 剛性臂架支撐結(jié)構(gòu)

圖2 新型臂架支撐結(jié)構(gòu)

2 自適應(yīng)臂架支撐結(jié)構(gòu)及其控制方式

鑒于目前剛性臂架支撐自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文嘗試一種新型自適應(yīng)臂架支撐結(jié)構(gòu)（如圖2所示），融合了機(jī)、電、液技術(shù)特點(diǎn)，消除了剛性臂架支撐結(jié)構(gòu)形式帶來的不利影響，降低了臂架向后展臂時(shí)的最小高度，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率和延長臂架系統(tǒng)使用壽命等特點(diǎn)。其自適應(yīng)臂架支撐液壓控制系統(tǒng)如圖3所示，工作原理如下：

泵車收臂工況：大臂回收，二臂支撐接近開關(guān)檢測到二臂回收到位信號(hào)后，控制器控制電磁換向閥a電磁鐵得電，此時(shí)三位四通電磁閥左位工作，P口和A口導(dǎo)通，B口和T口導(dǎo)通，壓力液壓油從臂架多路閥P口經(jīng)三位四通電磁閥至頂伸油缸無桿腔，此壓力油同時(shí)將液壓鎖打開，頂伸油缸活塞桿帶動(dòng)三臂支撐座伸出，此過程壓力傳感器會(huì)檢測頂伸油缸無桿腔壓力，當(dāng)頂伸活塞桿驅(qū)動(dòng)三臂支撐支撐到三臂結(jié)構(gòu)后，頂伸油缸無桿腔壓力會(huì)迅速上升，當(dāng)該壓力上升至設(shè)定負(fù)載壓力時(shí)，控制器控制三位四通電磁閥電磁鐵失電，此時(shí)頂伸油缸無桿腔液壓油被液控單向閥鎖住，系統(tǒng)保持當(dāng)前的支撐狀態(tài)。

泵車展臂工況：大臂展開，二臂支撐接近開關(guān)檢測到二臂離位信號(hào)后，控制器控制電磁換向閥b電磁鐵得電，此時(shí)三位四通電磁閥右位工作，P口和B口導(dǎo)通，A口和T口導(dǎo)通，壓力液壓油從臂架多路閥P口經(jīng)三位四通電磁閥至頂伸油缸有桿腔，此壓力油同時(shí)將液壓鎖打開，此時(shí)液控單向閥允許液壓油反向流動(dòng)。壓力油驅(qū)動(dòng)頂伸油缸活塞桿帶動(dòng)三臂支撐座收回。

經(jīng)如圖3所示的液壓控制系統(tǒng)分析，我們知道臂架支撐油缸動(dòng)作完全由控制器邏輯程序控制。為了避免電磁感應(yīng)接近開關(guān)誤傳信息，如人為誤操作使電磁感應(yīng)接近開關(guān)感應(yīng)到鋼件而此時(shí)臂架系統(tǒng)正處于泵送工作狀態(tài)的情況，則要求整機(jī)控制系統(tǒng)有一套邏輯控制程序，防止此類問題發(fā)生，避免重大事故，確保施工安全。經(jīng)分析整機(jī)控制系統(tǒng)中此功能判斷邏輯關(guān)系可采用如圖4所示方案。

圖3 液壓控制系統(tǒng)示意

3 結(jié)束語

綜上所述，自適應(yīng)臂架支撐結(jié)構(gòu)很好的解決了目前剛性臂架支撐自身結(jié)構(gòu)缺陷：無法微調(diào)工作尺寸、制造現(xiàn)場反復(fù)調(diào)整、生產(chǎn)效率低等特點(diǎn)，加強(qiáng)了對(duì)臂架系統(tǒng)的防護(hù)，提高臂架系統(tǒng)的可靠性與使用壽命。另一方面，新型臂架支撐結(jié)構(gòu)為客戶降低維護(hù)成本的同時(shí)提高了設(shè)備的使用壽命，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖4 系統(tǒng)判斷邏輯圖

[1] 黃毅,吳斌興,王佳茜,等.混凝土泵車臂架振動(dòng)響應(yīng)的主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究[J].振動(dòng)與沖擊.2012.31(2):91-94.

[2] 馬洪鋒,陸永能,李雪玲.混凝土泵車臂架屈曲試驗(yàn)與分析[J].工程機(jī)械.2015.46(11):27-33.

An adaptive boom support and it’s control method

ZHOU Zhi-hong, CAO Kui, TIAN Xiang-yu

TU646

：B

1009-0134(2017)07-0136-02

2017-03-30

周志紅（1978 -），男，湖南岳陽人，碩士，研究方向?yàn)榛炷帘密囋O(shè)計(jì)。