Zašto se pogon okretanja betonske pumpe razlikuje od bilo koje druge primjene okretanja
Pogon za okretanje dizalice okreće strelu kako bi pozicionirao kuku - a teret slobodno visi, samocentrirajući se pod utjecajem gravitacije. Betonska pumpa planetarni mjenjač s pogonom okretanja rotira krak kako bi pozicionirao krutu cijev - i beton teče kroz tu cijev brzinom od 30 do 150 m3/h, stvarajući pulsirajuće sile koje pokušavaju pomaknuti krak u stranu sa svakim zamahom pumpe. Krak dizalice nosi pasivno opterećenje. Krak pumpe za beton nosi aktivno, pulsirajuće opterećenje koje se bori protiv operatera na svakoj poziciji izlijevanja.
Ova razlika - pasivno viseće opterećenje naspram aktivnog pulsirajućeg protoka - čini pogon okretanja pumpe za beton jedinstvenim inženjerskim problemom. Pogon okretanja mora istovremeno pružiti četiri mogućnosti koje nijedna druga primjena okretanja ne zahtijeva zajedno: (1) glatku, sporu rotaciju za pozicioniranje grane, (2) kruto držanje protiv momenta prevrtanja, (3) prigušivanje pulsiranja iz sistema za isporuku betona i (4) finu ugaonu rezoluciju na krakovima momenta do 60 metara.
Pogon okretanja za rotaciju grane. Pogon okretanja pumpe za beton mora kontrolirati granu od 12 do 18 tona s polugama do 60 metara - najdužom polugom od svih mobilnih okretnih aplikacija.
Moment prevrtanja - slučaj opterećenja koji određuje veličinu pogona okretanja i stabilnost viličara
Kada je grana ispružena do svog maksimalnog dosega i potpuno natovarena betonom, kombinovana težina grane, cjevovoda i betona u njoj proizvodi moment prevrtanja oko centra okretanja. Ovaj moment pokušava da prevrne viličar sa njegovih stabilizatora. Pogon okretanja mora (1) rotirati granu protiv ovog momenta tokom pozicioniranja i (2) držati granu pod uglom sipanja protiv vjetra i pulsiranja pumpe.
| Boom klasa | Doseg (m) | Masa grane (t) | Prevrtanje (kN·m) | Obrtni moment |
|---|---|---|---|---|
| Kratko (20 – 32 m) | 20 – 32 | 4 – 7 | 200 – 450 | 5.000 – 10.000 Nm |
| Srednja (36 – 47 m) | 36 – 47 | 8 – 13 | 500 – 900 | 12.000 – 22.000 Nm |
| Duga (52 – 65 m) | 52 – 65 | 14 – 20 | 800 – 1.500 | 25.000 – 45.000 Nm |
Osjetljivost ugla vrha pri maksimalnom dosegu: Grana od 58 metara s vrhom na tački postavljanja ekvivalentna je poluzi od 58 metara. Na ovom radijusu, greška okretanja od 0,1 stepen proizvodi pomjeranje vrha od 58.000 mm x tan(0,1 stepen) = 101 mm. Zazor pogona okretanja mora biti dovoljno nizak da ugaoni zazor na ležaju okretanja ne zauzima značajan dio tolerancije postavljanja od 200 mm. Pri zazoru pogona okretanja od 10 lučnih minuta: ugaoni zazor = 0,167 stepeni = 169 mm lutanja vrha - već 85% ukupnog budžeta. Stoga pogoni okretanja pumpi za beton zahtijevaju strože specifikacije zazora od pogona okretanja dizalica iste klase obrtnog momenta.
Pulsiranje betonske pumpe - dinamičko opterećenje s kojim se ne susreće nijedan drugi pogon okretanja
Betonska pumpa dovodi materijal kroz cjevovod pomoću klipne pumpe s dva cilindra. Svaki hod klipa gura kuglu betona kroz cijev - a na prijelazu između hodova (kada jedan klip završi, a drugi počne), dolazi do kratkog porasta pritiska i prekida protoka. To proizvodi pulsirajuću silu na frekvenciji pumpe (15 do 30 hodova u minuti) koja djeluje na svaki zavoj i koljeno u cjevovodu.
Pulsirajuće sile se prenose kroz strukturu grane do ležaja za okretanje i pogona za okretanje. Svaki događaj pulsiranja generira bočni impuls sile od 2.000 do 8.000 N na vrhu grane - što je ekvivalentno osobi koja gura vrh grane bočno 15 do 30 puta u minuti, svake minute, tokom trajanja sipanja. Pogon za okretanje mora se oduprijeti ovim impulsima bez dopuštanja oscilacija grane - svaka oscilacija u centru okretanja pojačava se pomoću kraka momenta od 40 do 60 metara, uzrokujući velika pomjeranja vrha.
Zašto je pulsiranje važnije na dužim krakovima: Bočna sila od 2.000 N na vrhu grane dužine 28 metara proizvodi moment okretanja od 56 kN·m. Ista sila od 2.000 N na grani dužine 58 metara proizvodi 116 kN·m - dvostruko veći moment od iste sile pulsiranja. Duže grane pojačavaju efekat pulsiranja na pogonu okretanja. Zbog toga pogoni okretanja pumpi za beton dugog dometa zahtijevaju krući zahvat zupčanika, manji zazor i veću torzijsku krutost od pumpi kratkog dometa - iako su frekvencija i sila pulsiranja pumpe identične.
Pogon okretanja prenosi i stalni moment prevrtanja od težine grane i dinamičke sile pulsiranja iz sistema za isporuku betona - istovremeno, satima po izlivanju.
Brzina i glatkoća okretanja - Zašto rotacija grane betonske pumpe mora biti sporija od rotacije dizalice
Mobilna dizalica se može okretati brzinom od 2 do 4 o/min bez problema - ovješeni teret se sam centrira pod utjecajem gravitacije, a položaj kuke se stabilizira u roku od nekoliko sekundi. Grana pumpe za beton je kruta - nema samocentriranja. Svako rotacijsko ubrzanje ili usporavanje na pogonu okretanja proizvodi odgovarajuće bočno ubrzanje na vrhu grane. Na grani od 58 metara, čak i blaga brzina okretanja od 0,5 o/min proizvodi brzinu prevrtanja od 3 m/s. Naglo zaustavljanje pri ovoj brzini generira silu usporavanja vrha koja može saviti granu ili opteretiti ležaj okretanja iznad njegovog nazivnog kapaciteta.
Pogon okretanja mora također omogućiti proporcionalnu kontrolu brzine - operater koristi džojstik ili daljinski upravljač za pozicioniranje strele, a brzina okretanja mora biti proporcionalna otklonu džojstika od nule do maksimuma. Svaka mrtva zona, promjena koraka ili nelinearnost u odzivu brzine proizvodi trzavo kretanje strele koje se pojačava na vrhu. Planetarni mjenjač s pogonom okretanja Ever-Power iz Koreje moraju se glatko spajati pri najnižim brzinama zupčanika - zahtjev za kvalitetom površine zuba zupčanika koji premašuje standardne specifikacije pogona za okretanje dizalice.
Tri načina kvara koja utiču na pogone okretanja pumpe za beton
Pulsiranje betonske pumpe proizvodi oscilaciju bočne sile od 15 do 30 Hz na okretnom ležaju. Ova oscilacija ljulja kuglice ili valjke ležaja u uskom kontaktnom pojasu - isti mehanizam trenja koji utiče na ležajeve skretanja vjetroturbina, ali na 15 do 30 Hz umjesto postepenih korekcija skretanja. Tokom 3.000 do 5.000 sati rada izlivanja, trenje dovodi do korozije na trkaćim stazama koje povećava zazor okretnog ležaja i smanjuje preciznost pozicioniranja grane. Kvalitet zahvata zupčanika pogona okretanja ne može kompenzirati istrošeni zazor ležaja - kada se ležaj istroši, cijeli okretni prsten mora se zamijeniti.
Zupčanik pogona za okretanje i zubi zupčanika okretnog prstena rade u okruženju prskanja betona, cementne prašine i vode za ispiranje. Čestice cementa (kalcijum silikat, visoko alkalan, pH 12 do 13) koje ulaze u mrežu zupčanika djeluju istovremeno kao abraziv i hemijski zagađivač - bruse površine zuba dok alkalna vlaga napada mast i čeličnu površinu. Izložena mreža zupčanika i prstena na betonskoj pumpi (za razliku od zatvorene mreže zupčanika u pogonu za skretanje vjetroturbine) nema zaštitu kućišta od ove kontaminacije.
Kako se zubi zupčanika i obrtni prsten troše zbog kontaminacije i pulsirajućeg opterećenja, povećava se zazor u zahvatu zupčanika. Pri dometu od 58 metara, svaka lučna minuta dodatnog zazora dodaje 17 mm nesigurnosti pomjeranja vrha grane. Novi pogon za okretanje sa 5 lučnih minuta zazora proizvodi 85 mm nesigurnosti vrha - unutar budžeta od 200 mm. Nakon 5.000 sati rada ulijevanja, zazor može narasti na 15 lučnih minuta - što proizvodi 255 mm nesigurnosti vrha koja prelazi toleranciju. Rukovatelj grane kompenzira manjim, sporijim pokretima pozicioniranja - smanjujući produktivnost za 10 do 20% prije nego što se pogon za okretanje konačno zamijeni.
Gore: Ispitni centar — svaki pogon za okretanje betonske pumpe se testira na zazor prije isporuke. Dolje: Jedinica pogona za okretanje ZR serije.
Planetarni mjenjač s okretnim pogonom za betonske pumpe — Često postavljana pitanja
Korea Ever-Power nudi planetarne mjenjače s pogonom za okretanje betonskih pumpi od 5.000 do 45.000 Nm s niskim zazorom i ležajevima otpornim na pulsiranje. Navedite model pumpe i dužinu grane za preporuku specifikacija.
Urednik: Cxm
