發布日期：2022-04-27 點擊率：63
0 引言
我國混凝土泵車的市場前景與現代化建設的進程密切相關。作為“車、泵、站”為一體的施工機械，對保證工程質量、提高施工速度、增加施工安全等起著十分重要的作用。近年來，我國的拖式混凝土泵車得到了飛速發展，按照各廠家產品生產能力等的不同，大致可以分成以三一重工、中聯重科為代表的第一梯隊，以鴻得利、佳爾華等為代表的第二二梯隊，以及其他生產能力都相對較小的第三梯隊廠家。
對中小生產企業而言，充分發揮混凝土泵車輸送效率高、操作簡單、維修方便的優勢；研制操性能可靠、價格低廉的產品以及時補充國內市場，然后逐步向高端產品方向發展，是目前企業得以生存的戰略方針。
關于混凝土泵車產品性能、質量的提高或生產成本的降低，目前研究主要側重于其液壓系統的改進與檢測，或換向管閥及整體結構穩定性的結構設計研究。對于混凝土泵車控制系統的設計研究涉及不多，劉會勇等開發了功能完備的混凝土泵智能監測和控制系統；王佩君等采用PLC對混凝土泵的電氣系統進行了改造設計。也有廠家嘗試采用單片機自行開發微控制器進行控制系統設計，這種方法可降低整個系統成本，但自行開發的微處理器可靠性較低。從市場使用來看，目前細石混凝土泵車的控制系統己大多采用PLC，但所使用PLC大多為價格相對較高的德國西門子系列或日本三菱系列。相對而言，在細石混凝土泵車上采用性價比相對較高的國產信捷PLC，在降低細石混凝土泵成本、提高其使用維修性能等方面具有積極的市場意義。
1 系統構成
1．1 工作原理
細石混凝土泵的基本原理是由電動機帶動液壓泵產生壓力油驅動液壓缸，液壓缸活塞桿再帶動混凝土缸活塞把混凝土推入輸送管道，通過混凝土分配閥和液壓缸之間的順序動作，使混凝土不斷從混凝土料斗吸入混凝土缸，并通過輸送管道輸送到澆注地點。
電機啟動，液壓泵5向系統供油。壓力油液經主換向閥7驅動兩個主液壓缸1差動進行泵送工作。不工作時，進入主換向閥7的液壓油經中位流回油箱，液壓泵處于卸荷狀態。液壓泵最大工作壓力由溢流閥6控制。兩個主液壓缸的無桿腔相通，形成閉合油路。每當活塞運動到行程終點后，壓力油會自動打開油缸的單向閥向閉合油路補油一次，實現自動補油功能。
電機啟動，壓力油液經減壓閥4、分配換向閥3驅動兩分配閥液壓缸2工作。兩分配閥液壓缸有桿腔與油箱相通。當一個分配閥液壓缸活塞桿伸出時，分配閥向另一個液壓缸方向擺動，使其活塞桿縮回，同時由油箱向有桿腔補充油液。
1．3 其他輔助系統
加散熱器，采用風冷對液壓系統散熱。用兩只電接點溫度表控制油溫上下限，溫度高于60℃時風冷開始工作，當油溫冷卻至30℃以下時，風冷停止工作。
配備自動潤滑系統，潤滑泵每隔一段時間注油30秒對相對轉動件進行潤滑。
振動系統可為設置的料斗篩提供動力，若料斗中物料不足時，可單獨啟動振動電機向料斗中篩取充足的物料。
2 電氣系統設計
2．1 工作過程
接通電源并上電后，按下“啟動”按鈕，控制電源啟動。旋開“電機啟動”，主電機工作。旋開“泵送”按鈕，電磁閥Y0和Y2先得電，開始正常泵送；主液壓缸1的活塞觸發限位傳感器X0后，電磁閥Y1和Y3得電，繼續進行泵送工作；待主液壓缸1的活塞再次觸發限位傳感器X1后，電磁閥Y0和Y2再次得電；如此循環。工作完成后，旋回“泵送”按鈕，泵送停止。旋回“電機啟動”按鈕，主電機停止工作；按下急停按鈕，斷開控制電源，整機停止工作。
如果在正常工作過程中輸送管發生堵管現象，系統壓力升高，主油路液壓表指示異常，需使系統反泵一段時間。
2．2 硬件系統的設計
由細石混凝土泵車的工作系統組成和工作過程可知，需控制的執行電氣元件為：主電機、分配閥換向閥與主換向閥中的電磁鐵、散熱器、潤滑系統中的潤滑電機以及振動電機等。
根據設計要求，選擇信捷XC2-16R-E型號的PLC即可滿足要求。為了盡量減輕PLC的運行負擔，采用PLC和外置繼電器共同控制換向閥中的電磁閥以及散熱器。
根據主電機功率，采用漏電斷路器以及兩接觸器利用“星-三角”接法來進行啟動保護和控制。
潤滑電機采用接觸器和繼電器組合使用，利用PLC控制。時間繼電器可用于調試潤滑間隔所需時間，待時間確定后在PLC中更改，最終完成電機所需要的啟動和停止。
振動電機的保護和控制由漏電斷路器與接觸器的組合使用來實現，其啟動和停止由旋轉按鈕來控制。
所選用漏電斷路器、接觸器與繼電器均為國產德力西品牌。具有較高的性價比優勢。
其中“啟動”按鈕用于啟動和停止控制電源。“正反泵”按鈕表明旋開正泵時料斗內的混凝土料向目的地輸送，反泵時將料往料斗內抽回。“泵送”按鈕旋開時開始泵送，旋回后停止泵送。“點動1、2”按鈕可使按住其中之一按鈕時，其一主液壓缸活塞桿向前移動，另一活塞桿后退；按住另一點動按鈕，活塞桿移動方向相反。“振動”主要用于控制振動電機的啟停。
3 結論
在滿足同樣性能要求的情況下，信捷的產品價格要比國外品牌同等產品的價格低40％左右，這對于在保證產品性能的前提下節省產品成本來說是一個有效途徑。
采用以信捷XC2-16R-E型號PLC為主的國產電氣元件對細石混凝土泵電氣系統進行開發設計。所設計電氣系統經菏澤永安機械制造有限公司檢驗使用，反映其在環境惡劣的建筑施工現場運行一年多來，穩定性良好。
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