一、引言
为了提高工程质量,加快施工进度,减轻劳动量的消耗。目前,在隧道二次衬砌作业中,各施工单位已普及砼泵浇筑工艺。砼泵在出厂时都会随机带一套往复活塞式水洗系统。清洗砼泵、输送管、集料斗是其主要功能。由于对成本的考虑和方便使用,一般在清洗砼泵、输送管、集料斗时,隧道施工单位普遍采用隧道内的高压水,而砼泵自带的水洗系统便成了一套无用的闲置设备。它安装在输送泵上既增加砼泵的总重量,又不美观,而且若误动操作阀还会造成砼泵液压系统油温上升过快等缺点。为了充分发挥机械设备的使用效率,同时解决隧道施工中所需的注浆设备,我单位尝试使用该设备改进成注浆泵,经多次试验,取得成功。
二、改制设计要求
隧道施工工艺日益更新,在现代注浆封堵中,丙凝、水玻璃、水溶性聚氨酯LW等化学材料与水泥按一定配合比混注,设计将两套水洗系统活塞泵改进为一台双缸双液注浆泵,一缸为主缸,另一缸为辅助缸,分别用于注水泥浆和注其它化学材料。其它改进设计要求为:实现水泥与化学材料的双液注浆,按施工需要对注浆量进行比例调配:在砼泵的使用中,不能产生负面影响i随注浆工作的实际需要可在较大范围内调整注浆输送量;可以适应隧道施工时恶劣的工作环境:改制的成本要小;使用安全,可以灵活操作并且方便于维修;外形还要美观。
参考阅读:注浆泵工作压力测试与结构设计改进
三、改进后注浆泵液压回路设计
1、液压泵;2、安全阀;3、三位四通阀;4、压力表;5、溢流节流阀;6、调速阀;7、换向阀组
图1改进后的注浆泵液压回路
改进后注浆泵液压回路设计如图1。
改进后的注浆泵工作原理为:液压泵来的压力油经三位四通阀进入溢流节流阀,经流量调节后,多余油回油箱,调节后的压力油一路经主液压缸液控换向阀组到达主液压缸,使主液压缸工作;另一路压力油到调速阀,调节与主液压缸的流量比后,到辅助液压缸液控换向阀组,使辅助液压缸工作。若不需辅助液压缸工作,只需将调速阀调至零位即可。
四、水洗系统与主机的分离
砼泵液压系统由主液压系统、搅拌系统、冷却和水洗系统三部分组成。要用砼泵水洗系统改进成独立的注浆泵,则必须将水洗系统与砼泵分离。从输送泵散热与水洗系统液压回路中看出,只需用一个油管接头将三位四通阀的进油与冷却器的进油管互连,即可使水洗系统的液压回路与液压油冷却系统分离开。
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五、液压泵和电机的选用
原水泵系统液压泵已留给冷却系统使用,因此需另配液压泵。根据设计参数,液压泵的排量为80L/min额定压力为16MPa。从改进成本上考虑,决定用定量泵,压力可选用16MPa-21MPa的泵,额定转速1500r/min。新选泵为YBE-55A-25V型叶片泵。排量55ml/r,额定压力16MPa,转速600-1500r/min。
由于泵的额定转速1500r/min,因此电机的额定转速也应与之相近。电机的功率一般可参考液压泵说明书中液压泵的驱动功率进行选用,也可根据下式计算得出。
考虑电机允许在短时间超载25%的功率,同时根据注浆工作环境等因素,确定电机的实际功率为18.5KW。电机的型号为Y18OM-4;满载电流35.9A;转速1470r/min。