混凝土输送泵双向润滑系统应用研究.doc

混凝土输送泵双向润滑系统应用研究摘要：本文根据流体动力学的基本理论，针对混凝 土泵送设备两个输送缸交替送料的特性，提出新的双向润滑 系统，并对该系统进行数学建模加以分析，在实际作业中得 到验证这种双向润滑系统不仅可以延长输送泵的使用寿 命，有效的改善输送泵的润滑效果，还可以减少近三分之一 润滑剂使用量，大大的降低了成本，减少了环境污染关键词：混凝土输送泵；双向润滑系统；应用分析 混凝土输送泵，又名混凝土泵，由泵体和输送管组成 是一种利用压力，将混凝土沿管道连续输送的机械，主要应 用于房建、桥梁及隧道施工目前主要分为闸板阀混凝土输 送泵和S阀混凝土输送泵再一种就是将泵体装在汽车底盘 上，再装备可伸缩或屈折的布料杆，而组成的泵车混凝土 输送泵的可靠性与使用寿命直接受到润滑系统的控制，尤其 是颗粒污染物和粘度等参数对其影响重大，本文根据流体动 力学的基本理论，针对混凝土泵送设备两个输送缸交替送料 的特性，提出新的双向润滑系统，并在实际中的应用对该系 统加以分析1. 传统泵送润滑系统的特性混凝土输送泵在混凝土的输送过程中，设置了油脂润滑 系统，以确保输送砼和缸的绝对润滑，并且预防输送缸内的水泥渗入到砼密封体导致砼活塞配件磨损而漏浆。

砼输送泵 的砼活塞、换向阀和搅拌轴承座等运动部件因其负荷大、运 动频率高，是重点润滑部位，对润滑脂的要求也比较高，并 且须使用润滑脂泵按照一定的频率强制加压润滑泵送来的 润滑脂直接送入各分配器，推动活塞向润滑点供油；该润滑 系统的工作原理是：压力从一个入口流入，带动脂活塞吸入 油脂，当油脂从另外一个入口流入时，带动脂活塞排出油脂， 油脂经过阻尼器到分配阀，再逐步分配到输送缸润滑各个润 滑点以上传统的泵送润滑系统存在一定的缺陷，其不能准确 的随动润滑砼活塞，而且每次换向，而且油脂在同一缸内每 次都会注射在同一个润滑点上，而另外一个缸的润滑脂在润 滑点处总是注入水中，基于此，会导致设备经常在润滑不良 的状态下工作，加剧设备的磨损，导致检修周期缩短，增加 维修成本，同时润滑效果相当差，润滑油浪费严重2. 双向润滑系统的技术方案笔者通过多年的工作经验，针对上述不足，提出了一种 新型的双向润滑系统解决方案，可以有效的改善混凝土机械 易损件的使用寿命，其原理主要是采用往复柱塞式润滑脂 泵，由液压油驱动双液压缸柱塞，使其做往复式运动并各自 独立完成吸油和压油过程当压力油从前一个口进入推动柱 塞时，带动另一液压缸柱塞打开吸油孔吸油脂，并使液压缸 柱塞向前压油，油脂从后一个口进入双向阀。

当压力油换向 且压力油从后一个口进入推动柱塞时，带动另一液压缸柱塞 打开吸油孔吸油脂，并使液压缸柱塞向前压油，油脂从前一 个口进入双向阀如此往复，泵的两个液压缸柱塞随液压压 力油交替换向工作，同时交替向双向阀供油脂随着液压系 统的交替换向，实现两砼缸活塞定点同步润滑3. 结合流体润滑原理，分析双向润滑系统的应用3. 1.流体润滑基本方程连续方程，即质量守恒方程，是物理学质量守恒定律在 流体力学中的具体表现形式，润滑系统中的润滑介质在管路 中的流动服从Reynolds方程，其方程式可写成如下形式：方程式（1）中：p为流体压力；P为流体密度；U, V， W分别为流体在X，y，z方向上的速度分量Navier-Stokes方程是黏性牛顿流体的微分运动方程， 又称动量方程，将连续方程和Navier-Stokes方程联解，可 得出描述流体润滑油膜压力分布的基本方程，即Reynolds 方程：方程式（2）中，左边第1，2项分别为流体润滑油膜里 由于压力梯度所产生的x向和z向的压力流变化；右边第1， 2项分别表示表面速度引起的剪切流；右边第3, 4, 5项为 Y向挤压运动所引起的流量变化；右边最后一项为该处密度 变化产生的流量变化。

所显示的广义Reynolds方程是黏性 牛顿流体动力润滑的基本微分方程，方程的待求变量为X向 和Z向的压力分布它允许计及密度和黏度的变化，允许采 用不同的膜厚公式，允许考虑固体表面的弹性变形对润滑特 性的影响3. 2.数值计算方法分析润滑力学问题需要求解非线性离散方程组，且润滑 剂在变黏度、变密度效应下，方程的系数都不是常数，整个 方程呈现高度的非线性特征而对于非稳态问题，方程中含 有膜厚的时间导数项，既要考虑切向卷吸运动，又要考虑法 向挤压运动本文采用FTCS （时间向前空间中心）差分格式 求解Reynolds方程，并且用Matlab软件编写程序计算，考 虑到对称性，砼活塞环可只分析其圆周长的四分之一计算 时首先给定压力分布和中心膜厚的初值，依此计算各节点处 的膜厚、润滑油黏度及润滑油密度等参数，然后求解 Reynolds方程，得到新的压力分布如压力分布不满足收敛 条件，则修正压力分布进行下一次计算，直到新旧压力差小 于某个定值，然后由压力分布积分求解载荷由于该问题的数值稳定性差，雅可比法的收敛速度是比 较慢的，当网格数较多时，并不是现实的解法采用高斯一 塞得尔迭代虽然比雅可比法稍好，但对于网格数较大的算例 来说，耗时仍然过长。

因此这里采用SOR （逐次超松弛法） 来求解上述差分方程，并采用一定的方法来解决数值稳定性 问题3. 3.计算结果分析4. 双向润滑系统的优点双向润滑系统在户外施工部门的使用过程中，证明双向 润滑系统具有极佳的稳定性，在工程机械领域，沃尔沃、凯 斯、詹阳动力等品牌部分机型的使用客户配置了该系统4. 1.领先的技术双向润滑系统适合能在低压下加注到润滑点的高级润 滑脂润滑脂的加注工作通常在机器启动时进行，加注时双 向润滑系统会保证在准确的时间间隔内定时定量地注入润 滑脂这将使润滑脂在轴承支承面迗到最佳分布状态，不断 维持良好的密封状态同时使润滑脂的消耗量减半双向润 滑系统中含有双固态管道系统，并可通过定量加注器向每一 个润滑点施加润滑脂，这种坚固结构可在任何施工环境下保 证润滑过程中的操作安全性双向润滑系统能防止不必要的 磨损，减少机器意外故障的发生率4. 2.良好的经济效益在连续润滑活动部件的作用下，机器将保持最佳工作状 态双向润滑系统可使机器在持续工作的状态下不间断得到 润滑，帮助操作者预防由机械损伤及相关安全风险所导致的 机器停工现象的发生操作者也可从油渍的、费时的手动加 注润滑工作中解脱出来，同时减少环境污染，节约资源。

双向润滑系统可减少润滑液的消耗量迗35%左右使用双向润 滑系统可减少使用维护成本，减少运动件之间的切肖1磨损， 提高密封性能，防潮防腐，有效排除杂质4.3.友好的用户界面驾驶室内显示器会显示所有相关信息，例如润滑脂罐中 润滑脂液位较低双向润滑系统泵中的数据管理系统可对润 滑过程实施连续性的监控该系统还将在存储器中存储有关 控制和诊断方面的操作信息，并通过操作台显示器通知操作 员5.结束语双向润滑系统通过交替换向液压系统压力油，实现了两 砼缸活塞同步准确定点润滑，不仅延长了输送泵的使用寿 命，有效的改善了输送泵的润滑效果，还可以减少润滑剂使 用量，大大的降低了成本，为今后实现产品高效、环保、节 能及深入的理论研究提供了新的方向和很好的解决方案参考文献：[1] 汤如龙，袁栋，董旭辉.双向润滑系统在混凝土输 送泵及泵车中的应用[J].工程机械，2011, 42： 55-57.[2] 吴红航.计算流体力学的理论方法及应用[M].北京： 科学出版社，1988.[3] 牛凤林.浅谈混凝土输送泵润滑脂的选用[J].建筑机械化，2001, 5： 71.［4］宁高平.高效、环保、节省____TWTN双向润滑系统为 工程机械的持续施工而设计［几大世界，細，6: 3丄。