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中国造出世界上最长的臂架泵车,技术为何这么厉害?

iCMS2020-07-09 16:46

中国造出世界上最长的臂架泵车,技术为何这么厉害?

近年来,中国的摩天大楼一座座拔地而起。

世界上摩天大楼的前十名中,中国就占了半数。


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不过你是否想过一个问题:

摩天大楼动辄数百米,修建时混凝土是如何送上去的?

除了依靠专门的管道,还有一种车辆也在其中发挥着重要作用,那就是 混凝土泵车

这一期咱们就来聊聊这个东西。

泵车,简单说是用来输送混凝土的,它将快速行驶、泵送和布料功能相结合,能够把混凝土通过臂架系统精确地输送到指定位置,既保证质量,又能提升速度。

咱们首先来看看它的样子:

它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。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。


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这里就要说到咱们中联重科101米碳纤维臂架泵车。它是目前最长臂架泵车的世界吉尼斯纪录保持者,也是人类第一次把泵车臂架做到了一百米以上。


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101米是什么概念?

这么说吧,它可以“伸手就能摸到30层楼”。也就是说该泵车可以轻松覆盖30层以下建筑的混凝土浇筑施工,它大大提高建筑施工领域整体工作效率、同时降低能耗。

对了,武汉火神山、雷神山医院的建成也用到了泵车。

三一重工的混凝土泵车“大红"以及中联重科的“小绿军团”用的56米混凝土泵车,都给咱们留下了很深的印象。


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这台101米的泵车,它的底盘采用的是一台型号为R620的7轴斯堪尼亚重卡,全长15.5米。发动机采用的是一台斯堪尼亚V8发动机,最大输出620马力,峰值输出扭矩3000牛米。

上装部分,采用的是7节臂仿生学臂架,末端四节臂采用的是碳纤维轻量化材质,可减轻臂架重量40%以上,这也是中国人首次将碳纤维技术应用到泵车上面。它每小时可泵送混泥土245立方米。

这标志着咱们在混泥土工程机械研发达到了世界先进水平。


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在咱们的印象里混凝土泵车就是个傻大胖,其实它是个非常精细的装备。

臂架是混凝土泵车的关键部件,不但要伸到几十米的高度,还要承受泵送时的巨大压力。

这里我着重说说这个臂架。

先问大家一个问题:"你觉得泵车臂架越轻到底是好还是坏?"

从材料学的角度来看,臂架越重,其受到自身的负载越大,更容易导致臂架材料自身形变,使臂架使用寿命减短。臂架越重,要展开臂架就要做更多的功,臂架油泵就要输出更大的压力。

所以,臂架越轻越好。

那么怎么能实现这个功能呢?

从臂架的组成来说,它主要由臂架、油缸和泵管这三部分组成。

所以要从这三部分着手解决才行。


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业界目前有两种方向,

一种是使用超高强度钢材。

比如三一重工的86米臂架泵车,所有臂架全部采用的是超强度钢打造,可以承受1800兆帕的高强度。这意味着钢板每平方厘米要能承受住18吨的压力,相当于只用一根手指就能顶起一头成年非洲象。


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另外一种就是使用碳纤维臂架。比如中联重科101米碳纤维臂架泵车。

碳纤维材料作为新型的建筑材料,其比重只有铁的1/4,但是强度是铁的10倍,硬度超过钢,有着非常优越的抗拉强度,这将会大大减少了钢制臂架自身负载。


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而要把混凝土准确的输送到指定位置,还需要用计算机来控制它方向,速度,以及如何避免输送过程中的晃动。

那么问题来了,混凝土泵车是怎么将混凝土输送到几十米的高处的?

首先混凝土拌料车将混泥土倒入泵车料斗中,料斗底部有2个液压缸,里面各有一个活塞,交替做往复运动,当活塞向后退的时候混泥土被推进缸内,向前推的时候混泥土被推出去。


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在两个缸口中间有个S型的分配阀,它左右摆动不停的跟左边或右边的缸口连接,跟缸口连接的时候,这个缸里的混泥土正好被往外推,推进S阀最后进入管道输送到作业点。


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所以混凝土是被两个活塞轮流推上去的。

整个过程涉及到泵送系统,液压系统,电控系统,臂架系统协同工作才可以。


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泵送系统是混凝土泵车的的执行机构,用于将混凝土沿管道连续输送到浇注现场。

液压系统是通过改变压强实现能量转换增加作用力。

电控系统是借助电源电力,将操作指令传达给机械各部件。

臂架系统是完成混凝土的输送,支撑整车,保证其在输送过程中的稳定性。


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所以说混凝土泵车是一个庞大的系统工程,同时也是机械工程行业中的高端设备。

最后我想说:

对于工业领域来说,再好的创意,再牛的设计,到了制造阶段,都逃不过工艺和材料。

上世纪90年代,臂架泵车还是被国外垄断的技术。而如今咱们靠着自身的努力,也拥有了碳纤维臂架技术。

咱们从无到仿制再到今天制造技术领先国际水平,不论在工程建设还是在国际救援中都能见到咱们泵车的身影,也出现了多家世界一流的混凝土机械设备制造公司,他们都是中国工程机械的名片。


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总结来说,材料落后还是普通存在的现象。

但在很多领域,我们真的进步了很多,个别领域也值得全世界为我们点赞。

本文来源:网易—52赫兹实验室

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