摘 要：某強制式混凝土攪拌機的液壓系統(tǒng)存在高頻液壓振動現(xiàn)象，本文采用了一定方法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，通過改造，該攪拌機液壓系統(tǒng)的高頻振動問題被消除，保證了其液壓系統(tǒng)的正常運行，進(jìn)而使得攪拌機正常得到使用，對生產(chǎn)效率的提高有著重要的作用和意義。

關(guān)鍵詞：攪拌機；液壓系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

混凝土攪拌機在很多混凝土工程施工中都應(yīng)用的極為廣泛，而液壓系統(tǒng)作為其重要的部分，想要確?；炷翑嚢铏C能處于穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)中，就必須要保證其液壓系統(tǒng)的可靠性，同時要做好對其的優(yōu)化設(shè)計，以使其的生產(chǎn)效率得到有效的提高。

一、工程實例

某混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)中有兩臺強制式液壓攪拌機，每臺攪拌機由兩臺型號為MX750的液壓馬達(dá)驅(qū)動和一個減速比為6的行星減速器共同構(gòu)成，攪拌軸是由行星減速器以4.15的減速比的鏈條來完成驅(qū)動的。驅(qū)動攪拌機的兩臺液壓馬達(dá)的高壓動力油是由額定壓力為31.5Mpa、最大流量為1200L/min的液壓泵站來提供的。液壓泵站的兩臺主電機的轉(zhuǎn)速為1450r/min，功率為132KW，由它們分別實現(xiàn)對型號為K5V200DT的軸向柱塞式變量泵的驅(qū)動。通過一臺功率為0.75KW的電動機來完成一個小泵的驅(qū)動，進(jìn)而為變量柱塞泵注入變量需要的先導(dǎo)控制油和動力油。

二、當(dāng)前系統(tǒng)中的主要問題

這兩臺強制式攪拌機在使用的過程中，當(dāng)其在中速的運行狀態(tài)時所受到的負(fù)載達(dá)到極限，此時液壓系統(tǒng)的壓力可以達(dá)到21Mpa，而攪拌軸的轉(zhuǎn)速為17r/min。通過公式 可以將MX750攪拌機液壓流的流量積算出來。在該式中，Q、q、 分別表示液壓馬達(dá)的輸入流量（L/min）、液壓馬達(dá)的排量大小（737mL/r）、攪拌軸的轉(zhuǎn)速（r/min）、液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速（r/min）、行星減速器的減速比（6）、鏈條傳動的減速比（4.15）、液壓馬達(dá)的容積效率（0.92）。這樣將這些值代入到公式中，就可以將單臺液壓泵的輸出流量計算出來，經(jīng)過計算為339.1L/min；在該液壓系統(tǒng)中，液壓馬達(dá)的輸入流量和液壓泵的輸出流量是相等的，這樣可以通過公式將液壓泵需要的輸入功率（N）計算出來，在該式中，Q、Ps、 分別表示液壓泵的輸出流（mL/min）、液壓泵的輸出壓力（MPa）、液壓泵的總效率（最大為0.87）。將這些值代入到該公式中可計算出單臺液壓泵的最大輸出功率，經(jīng)過計算為136.5KW。計算得到的輸出功率和原設(shè)備中單臺電機的額定功率相比可表明，液壓系統(tǒng)的裝機功率過小。在原來的系統(tǒng)當(dāng)中，是以液壓控制式的變量泵作為液壓泵的，而為了限制電機出現(xiàn)超載的現(xiàn)象，是通過附加最高壓力以及恒功率限制來實現(xiàn)的。在攪拌器中攪拌臂的所處的位置是各不相同的，所以攪拌軸的負(fù)荷也是處于變化狀態(tài)中的。而攪拌軸的負(fù)荷會隨著攪拌速度的變化而發(fā)生變化。而且由于攪拌軸的轉(zhuǎn)動慣量較大，液壓馬達(dá)以及攪拌軸和液壓泵的相響應(yīng)速度不一致，在這種情況下，如果液壓泵的功率和預(yù)設(shè)的恒功率相等時，液壓泵的先導(dǎo)變量機構(gòu)其實是達(dá)不到平衡狀態(tài)的，它會處于不確定的調(diào)節(jié)狀態(tài)中，從現(xiàn)場的變量先導(dǎo)控制有壓力持續(xù)處于高頻振蕩的狀態(tài)就可證明分析的結(jié)果。高頻振蕩會給液壓馬達(dá)、液壓泵以及管路造成一定的影響。長期處于此種運行狀態(tài)中，可能會使得液壓泵、馬達(dá)和管理遭到破壞，所以必須采取有效的措施加以處理。

三、對攪拌機液壓系統(tǒng)的處理

考慮到液壓系統(tǒng)的裝機功率偏小，決定每臺攪拌機增加兩臺功率為75KW的電機泵組，A11VO130的液壓控制式變量泵，同時附加恒定功率控制以及最高壓力限制。這樣就可以在最大程度上使得原來的電機泵組的輸出功率得到降低，同時使得新增的電機泵組能輸出最大功率。下圖圖1為改造之后的液壓系統(tǒng)圖。在該圖中，1-15分別表示：油箱、功率為75KW的電機泵組、功率為132KW的電機泵組、功率為0.75KW的先導(dǎo)泵組、先導(dǎo)控制變量泵、溢流閥、比例減壓閥、壓力表、單向閥、比例減壓閥、壓力表、溢流閥、電液換向閥、型號為MX750的液壓馬達(dá)、行星減速器。

經(jīng)過改造之后，攪拌軸的轉(zhuǎn)速為8r/min，利用上文中液壓泵的輸出流量的計算公式，單臺新增液壓泵的輸出流量計算出來，為159.6L/min；然后通過液壓泵的最大輸入功率公式，將單臺新增液壓泵的最大輸入功率計算出來，為64.2KW。這時在攪拌機處于中速運行狀態(tài)中，單獨啟動原來設(shè)備電機泵組的流量和功率，原設(shè)備攪拌軸的轉(zhuǎn)速為14r/min，單臺原設(shè)備液壓泵的輸出流量為279.3L/min，單臺原設(shè)備液壓泵的最大輸出功率為112.4KW。在改造時對電液的控制參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整，使得新增的電機泵組的最大輸出功率為64KW，而原來電機泵組的輸出功率為112KW，這樣原來電機泵組的負(fù)荷就得到了有效的降低，同時可以進(jìn)行儲備，液壓振動從根本上得到了治理，同時對泵變量進(jìn)行調(diào)整所引起的液壓沖擊和機械沖擊都得到了治理。

四、改造的效果分析

在完成改造之后，對改造的效果進(jìn)行了分析。分別將兩臺攪拌機的攪拌樁轉(zhuǎn)速設(shè)置在22r/min，即就是在中速的運行狀

態(tài)中，高速設(shè)計定在27.5r/min，對攪拌機的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶岣?，這樣使得攪拌時間縮短，也就等于使得生產(chǎn)效率得到了有效的提高?；炷恋纳a(chǎn)周期和改造之前相比明顯縮短，同時消除了原來液壓系統(tǒng)中的高頻振動現(xiàn)象，保證了生產(chǎn)質(zhì)量。系統(tǒng)在該種之后的這一年多來，一致處于穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)中。

五、結(jié)語

綜上所述，液壓系統(tǒng)在攪拌機中是相當(dāng)重要的，想要保證攪拌機正常運行，必須保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，所以要確保對液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，文中對原有存在問題的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造，獲得了良好的效果。

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