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混凝土输送泵车是利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械。由泵体和输送管组成。按结构形式分为活塞式、挤压式、水压隔膜式。泵体装在汽车底盘上，再装备可伸缩或屈折的布料杆，就组成泵车。[3]
混凝土泵车是在载重汽车底盘上进行改造而成的，它是在底盘上安装有运动和动力传动装置、泵送和搅拌装置、布料装置以及其它一些辅助装置。混凝土泵车的动力通过动力分动箱将发动机的动力传送给液压泵组或者后桥，液压泵推动活塞带动混凝土泵工作。然后利用泵车上的布料杆和输送管，将混凝土输送到一定的高度和距离。[3]
发展简史
中国混凝土泵车经历了四个发展阶段[4]：
| 1977年第一阶段 | 长沙建机所、廊坊机械化所和沈阳工程机械厂共同开发颜值出23m臂架式混凝土泵车，这是中国自行设计研制的第一天混凝土泵车，然后仅制造出样车，并未形成量产 |
| 1982年第二阶段 | 湖北建筑接卸产引进日本石川岛播磨株式会社的混凝土泵车上次技术以技贸结合方式合作生产出17m混凝土泵车，并于1983年开始小批量生产，从此结束了中国不能批量生产混凝土泵车的历史 |
| 2007年第三阶段 | 三一重工自主研制的66m混凝土泵车线，超越德国Putzmeister公司生产的62m混凝土泵车，从此不断刷新混凝土泵车臂架高度记录。臂架高度从66m、70m、72m、80m、86m到中联重科101m混凝土泵车发布并亮相于2012年上海宝马展会，短短五年时间，三一重工与中联重科频频创造臂架高度的“世界记录”，使中国臂架高度稳居世界工程领域的制高点 |
| 2012年第四阶段 | 中国企业先后收购控股了注明的德国Putzmeister、Schwing和意大利CIFA公司。从此，无论是企业规模，还是品牌价值，中国在混凝土泵车领域已形成绝对优势 |
泵车部件
混凝土泵车的种类很多，但是其基本组成部件是相同的，混凝土泵车主要由底盘、臂架系统、转塔、泵送系统、液压系统和电气系统六大部分组成。[2]
| 构造部件 | 组成部分 |
|---|---|
| 底盘 | 由汽车底盘、PTO(分动箱)和付梁等几部分组成 |
| 臂架系统 | 由多节臂架、连杆、油缸和连接件等几部分组成组成 |
| 转塔 | 由转台、回转机构、固定转塔(连接架)和支撑结构等几部分组成组成 |
| 泵送系统 | 由泵送机构、料斗、S阀总成、摆摇机构、搅拌机构、配管总成和臂架配管六部分组成 |
| 液压系统 | 主要分为泵送液压系统和臂架液压系统两大部分。泵送液压系统包括主泵送油路系统、分配阀油路系统、搅拌油路系统及水泵油路系统。臂架液压系统包括臂架油路系统、支腿油路系统和回转油路系统三部分。液压系统主要由液压泵、阀组、蓄能器、液压马达及其它液压元件等部分组成 |
| 电气系统 | 主要由控制柜、遥控器及其它电器元件等部分组成 |
混凝土泵
下图为混凝土布料泵车的结构，它主要由专用汽车底盘、混凝土泵、搅拌器、隔筛、布料装置、混凝土分配阀和支腿等组成。[5]
混凝土分配阀
混凝土分配阀是混凝土泵车的关键部分，它应满足平稳的泵送、快速切换；有效的密封，防止混凝土溢出；抽吸阻力小等功能要求。常用的混凝土分配阀有闸板阀、管阀及转阀三种。闸板阀工作原理如图4所示。在料斗出料口和泵的出料口分别有一块闸板，两闸板的位置由具有液压连锁的两液压油缸控制。图4中混凝土缸1处于排料状态，闸板2处于左位，缸1的进料口3被堵住，而此时缸9的进料口8打开吸料。闸板7处于右位，缸1的排料口打开送料，缸9的排料口关闭。缸1排料完毕时，通过电液控制使两液压油缸同时动作，闸板2移到右位，闸板7移到左位，缸1开始吸料，缸9开始排料，从而完成一个工作循环。[6]
在瞬间分离部位由泵送压力和抽吸压力密封。当滑阀的磨损逐渐加剧时，这个压力也起到自动调整阀板的作用。闸板阀适用于各种配方的混凝土。管阀既是混凝土分配阀，又是混凝土输送管道的组成部分。其形式主要有S形分配阀和裙阀等。裙阀如图2所示，它安装在料斗内。由于其结构外形像华丽的裙子，故而得名。正是由于这种外形，使得这种闸阀在来回摆动时，依次与混凝土缸1和混凝土缸4接合而压送混凝土。能达到瞬间平衡，而且在整个磨损范围内部能自动调整位置。由于混凝土在裙阀摆动时受到挤压，则反作用到裙阀上将合成一轴向挤压力，从而实现了可靠的密封。这种闸阀除了用于泵送混凝土外，还能输送其他稀质流体。[6]
混凝土布料杆
混凝土布料杆是在一定范围内输送混凝土料的可回转、伸缩、折叠的臂架和输送管道。常用的布料杆有3节、4节或5节的，可液压折叠，一般做成箱形臂架结构。根据折叠方式的不同，一般可分为卷合折叠和Z形折叠或两种折叠方式的混合式，见图6。卷合折叠式中，每一节杆从外向内卷合。与此相反，在z形折叠中，每根杆像英制比例尺一样折合或相互重叠折合，这样可使它伸展的空间限制在5m高度之内，以满足隧道施工或楼房内施工的要求。Z形折叠的伸展时间约需5min，卷合折叠约需8min。[7]
泵车分类
混凝土泵车按泵送机构型式，基本上分为两大类，一类是挤压式，其压力和排量较小，另一类是活塞式，其压力和排量较大。[8]
挤压式混凝土泵车
挤压式混凝土泵的工作原理是利用滚轮滚动时挤压橡胶管，使橡胶管具有吸人和输出混凝土能力，从而达到输送目的。图1为挤压式混凝土泵的构造图。驱动轴8带动滚轮架2和三个滚轮4旋转，不断地挤压橡胶软管5。真空吸气口6与真空泵连接。工作时，真空泵不断抽气，造成泵体I内形成负压。支承辊[gǔn]子3的作用是扶持协助挤压后的软管迅速复原，以提高混凝土的吸人性能。若将此泵置于汽车底盘上，并设置臂架式布料杆、底架、支腿、料斗、水洗机构等，即构成一台挤压式混凝土泵车。其结构如图2所示。一般混凝土输出压力为1.8MPa，排出量达50m³/h，臂架最大高度为16m。[6]
活塞式混凝土泵车
活塞式混凝土泵是利用油缸驱动混凝土输送缸的活塞往复运动，借以吸人或压送混凝土而实现混凝土的输送。除此以外，其余均与挤压式混凝土泵车的相同。由于活塞式混凝土泵车的使用性能远比挤压式混凝土泵车的优良，因此获得了广泛的应用。但是活塞式混凝土泵车的结构复杂，成本较高。[8]
工作原理
混凝土搅拌车卸料到泵车料斗后，由泵送系统压送到输送管，经末端软管（件15）排出。各节臂架的展开和收拢靠各个臂架油缸来完成。其中臂架中的1#臂架（件7）的仰角可在-2°～90°内摆动，2#臂架（件10）和3#臂架（件12）可摆动180°，四节臂架依次展开，其中4#臂架（件14）的动作最为频繁，它可以摆动255°左右，其末端的软管在工作时应尽可能靠近浇注部位，同时臂架可以通过回转马达及减速机驱动回转大轴承绕固定转塔作365°旋转。如下图所示。[2]
其输送作业方式有两种[9]：
1、长距离（一般超过15km）输送时，装载干混料，待到达使用地点前10～15分钟时，启动搅拌锥筒旋转（转速为8～12r/min），并由车上配备的水箱向锥筒内定量加水，将干混合料搅拌成混凝土，直至施工地点再反转将料卸出。
2)、在10km以内输进时，则只作为运输机械使用，即将搅拌站拌好的混凝土装八铁简，在运输过程中使锥筒低速旋转(2~4r/min)，防止混凝土产生分层离析现象，直到施工地点后再反转锥筒将料卸出。这种机械虽然可以搅拌混凝土，但搅拌时间相对较长，考虑其使用经济性，不宜充作搅拌机使用。
实际用途
混凝土输送泵车也称臂架式混凝土泵车，是将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在汽车或拖挂车底盘上，并沿臂架铺设输送管道，最终通过末端软管输出混凝土的输送机械。由于臂架具有变幅、折叠和回转功能，施工人员可以在臂架所能及的范围内布料。混凝土输送泵车可以一次同时完成现场混凝土的输送和布料作业，具有泵送性能好、布料范围大、机动灵活和转移方便等特点，特别适用于混凝土浇筑需求量大、超大体积及超厚基础混凝土的一次浇筑和质量要求高的工程。在国家重点建设项目的混凝土施工中都采用了混凝土输送泵车泵送技术，其使用范围已经遍及水利、地铁、桥梁、大型基础、高层建筑等工程中。近年来混凝土泵车已经成为泵送混凝土施工机械的首选机型。[1]
开机前
| 1 | 检查发动机机油，冷却水、离合器液、液压油、清洗水是否足够。混凝土泵的操纵杆都应放在中位。遵守汽车驾驶操作规程。 |
| 2 | 混凝土泵车到达施工现场后，应停放在水平的密实地面上。不准停放在坡地上，防止自动滑行事故的发生。 |
| 3 | 泵车的前、后支腿下部应垫以厚木板，使每条支腿均匀受力和降低对地的压强。停稳后，使泵车的两前轮着地，以减轻前支腿油缸的负荷，同时增加了泵车的稳定性。 |
| 4 | 垂直泵送混凝土时，泵车出口至垂直上升管之间须铺以10m长以上的水平直管。 |
| 5 | 泵车布料杆一般采用三节折叠式臂架。在运输状态时，把三节臂架曲折收缩回来。在工地短距离移动时，必须把第三节臂架收缩回来，第一、第二节臂架移向泵车后方并降到水平位置，锁住布料杆的回转支承装置，容许泵车以低于10km/h的速度慢速移动，以确保泵车移动时的稳定性。当然，最好是把臂架全部收缩回来再移动。 |
| 6 | 确认混凝土符合泵送要求。一般要求混凝土的坍落度为5~23cm。采用Φ100mm输送管时，骨料最大粒径不得超过25mm；采用Φ125mm输送管时，骨料最大粒径不得超过40mm。· |
| 7 | 风速在10m/s（5级风）以上时，禁止使用布料杆。 |
参考资料[6]
开机后
| 1 | 在泵送混凝土前，先泵水60～90kg，再泵送砂浆0.5m3。砂浆配合比是根据泵送的管长来确定，当管长小于150m时，水泥与砂之比为1:2，管长超过150m时，水泥与砂之比为1:1，真砂浆接近泵完时即可泵送混凝土。 |
| 2 | 当混凝土泵的活塞行程可调时，泵送坍落度较大（9cm以上）采用长行程，反之采用短行程。 |
| 3 | 泵送混凝土坍落度的波动不得太大，其变化范围控制在15%以内。 |
| 4 | 泵送混凝土一旦开始，应连续进行。遇到混凝土暂时供应不上时，!可减慢泵送速度来保持其连续性。泵送暂时中断时，将受料斗里的混凝土每隔4~5min搅拌叶片转3～4转，开动混凝土泵正-反行程3～4次，以防止混凝土离析，初凝和堵塞。这时受料斗中的混凝土料面应保持一定高度，否则将造成吸空和外喷。当泵送中断时间超过30min，必须把残留在管道中的混凝土清理干净。 |
| 5 | 在正常泵送过程中，有时出现油压表指示压力上升过高和输送管路振动现象，这往往是输送管道堵塞的征兆，可先采用上述正-反行程来排除，也可用木锤敲打锥形管、弯管等容易产生堵塞的部位来排除。如这些办法都不能排除堵塞，应及时拆开输送管，清除堵在管内的混凝土。 |
| 6 | 在连续泵送混凝土时，应每隔2小时更换一次水洗槽坚的脏水，并检查一下混凝土泵活塞的行程有无变化。如行程有变化即进行调整。 · |
| 7 | 在连续泵送过程中，受料斗中的混凝土料面应始终保持在搅拌轴的上面（约为受料斗高度的 ），防止混凝土泵吸空。 |
| 8 | 如遇混凝土坍落度过低，不准在受料斗加水搅拌。应在搅拌车加水泥砂浆（其水灰比与所泵混凝土相同），经搅拌均匀后卸入泵车的受料斗。 · |
| 9 | 不许把泵车布料杆当作起重机吊臂使用，以及在布料杆上吊挂任何重物。 · |
| 10 | 泵送接近结束时，要调小混凝土缸的行程，减慢泵送速度，以减小残留在混凝土缸内的混凝土量。 |
参考资料[6]
停机后
| 1 | 每次泵送混凝土工作结束后，；需要立即把残留在混凝土缸和管道中的混凝土清理和冲洗干净。 |
| 2 | 当采用空气清洗时，必须严格按操作规程进行。操作人员必须离开到管端5m远的地方，切勿靠近，以免气流喷出伤人。 |
| 3 | 在冬季，应把泵车上所有的水放尽，以免冻裂机件。 |
| 4 | 在进行班后保养作业时，如紧固松动的零件，对传动零部件进行注油润滑，添加液压油等，·应先确认发动机停止运转，加压油箱的压力确已释放，才可进行。 |
参考资料[6]
其他安全事项
| 1 | 定期加强检查，及时保护维修，尤其是发现早期裂纹的时候，要及时进行补焊； |
| 2 | 尽量避免在高压力下使用，或者尽量减少在高压力下的使用次数。需要避免在吊臂与纵向中心轴线，成80度到90度角附近的吊臂拉伸操作，因为当吊臂水平拉伸时，吊臂的重心向外移动，会使力矩大大增加； |
| 3 | 避免共振效应，泵送开关频率尽可能远离吊臂的自由振动频率。不要为了提高泵送速度而单方面增加液压油的流量，因为增加流量会增加泵送切换频率，容易造成共振效应； |
| 4 | 控制使用载荷强度，防止过早疲劳开裂。所谓的载荷强度取决于两个方面，一个是应力峰值的大小，另一个是交变循环的次数。每种材料的使用寿命都是有限的，如果前期使用过多过于强烈，肯定会影响使用寿命的。 |
参考资料[8]
市场规模
随着近年来混凝土泵送技术的产业化，中国的泵车市场占有率赶超国外品牌，由过去的10%转变为90%，从而主导了中国的混凝土泵车市场。[10]截止2022年，中国混凝土泵车重点企业主要有三一重工、中联重科、徐州徐工北汽福，其中三一重工占据了50%的市场份额，占比第一，为中国混凝土泵车行业中的龙头企业，占比第二的为中联重科，占比31.4%，徐州徐工占比12%，北汽福田占比0.3%，其他企业占比5.9%。[4]
参考资料 10
- 混凝土泵车的使用和维修 — 知网空间
- 混凝土泵车基本构造及工作原理 — 懂车帝
- 调研分析报告 混凝土泵车行业发展现状深度分析 — 中研网
- 2022年中国混凝土泵车行业发展现状分析，泵送技术带动行业快速发展「图」 — 华经情报网
- 水泥泵车的工作原理是什么? — 中国汽车网汽车频道
- 电气百科：接地变压器、浮头式换热器、盾构机、混凝土输送泵车 — 今日头条
- 混凝土泵车的结构和工作原理 — 搜狐网
- 泵车是干什么用的 — 中国汽车网汽车频道
- 混凝土泵车出料时搅拌筒反转 — 百度有驾
- 我国混凝土泵车行业发展前景广阔 — 机械管理网