Γιατί η περιστρεφόμενη κίνηση της αντλίας σκυροδέματος είναι διαφορετική από οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή περιστροφής
Ένας μηχανισμός περιστροφής γερανού περιστρέφει τον βραχίονα για να τοποθετήσει ένα γάντζο — και το φορτίο κρέμεται ελεύθερα, αυτοκεντραριζόμενο υπό την επίδραση της βαρύτητας. Μια αντλία σκυροδέματος πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με περιστρεφόμενη κίνηση περιστρέφει τον βραχίονα για να τοποθετήσει έναν άκαμπτο σωλήνα — και το σκυρόδεμα ρέει μέσα από αυτόν τον σωλήνα με ταχύτητα 30 έως 150 m3/h, παράγοντας παλμικές δυνάμεις που προσπαθούν να μετακινήσουν τον βραχίονα πλάγια με κάθε κίνηση της αντλίας. Ο βραχίονας του γερανού φέρει ένα παθητικό φορτίο. Ο βραχίονας της αντλίας σκυροδέματος φέρει ένα ενεργό, παλμικό φορτίο που καταπολεμά τον χειριστή σε κάθε θέση έκχυσης.
Αυτή η διάκριση — παθητικό φορτίο ανάρτησης έναντι ενεργητικής παλμικής ροής — είναι αυτό που καθιστά την περιστροφική κίνηση της αντλίας σκυροδέματος ένα μοναδικό μηχανικό πρόβλημα. Η περιστροφική κίνηση πρέπει να παρέχει ταυτόχρονα τέσσερις δυνατότητες που καμία άλλη εφαρμογή μονής περιστροφής δεν απαιτεί μαζί: (1) ομαλή, αργή περιστροφή για την τοποθέτηση του βραχίονα, (2) άκαμπτη συγκράτηση έναντι ροπής ανατροπής, (3) απόσβεση παλμών από το σύστημα τροφοδοσίας σκυροδέματος και (4) λεπτή γωνιακή ανάλυση σε βραχίονες ροπής έως 60 μέτρα.

Μηχανισμός περιστροφής για την περιστροφή του βραχίονα. Ο μηχανισμός περιστροφής της αντλίας σκυροδέματος πρέπει να ελέγχει βραχίονες βραχίονα 12 έως 18 τόνων σε ροπή έως και 60 μέτρα — τον μακρύτερο βραχίονα μοχλού από οποιαδήποτε κινητή εφαρμογή περιστροφής.
Ροπή ανατροπής — Η περίπτωση φόρτωσης που διαστασιολογεί την περιστροφική κίνηση και καθορίζει την ευστάθεια του φορτηγού
Όταν το βραχίονα εκτείνεται στη μέγιστη εμβέλειά του και φορτώνεται πλήρως με σκυρόδεμα, το συνδυασμένο βάρος του βραχίονα, του αγωγού και του σκυροδέματος στο εσωτερικό του παράγει μια ροπή ανατροπής γύρω από το κέντρο περιστροφής. Αυτή η ροπή προσπαθεί να ανατρέψει το φορτηγό από τα υποστηρίγματά του. Ο μηχανισμός περιστροφής πρέπει (1) να περιστρέφει το βραχίονα έναντι αυτής της ροπής κατά την τοποθέτηση και (2) να κρατά το βραχίονα στη γωνία ροής έναντι του ανέμου και της παλμικής κίνησης της αντλίας.
| Κλάση Boom | Εμβέλεια (μ) | Μάζα βραχίονα (t) | Ανατροπή (kN·m) | Ροπή περιστροφής |
|---|---|---|---|---|
| Κοντό (20 – 32 μ.) | 20 – 32 | 4 – 7 | 200 – 450 | 5.000 – 10.000 Nm |
| Μέτριο (36 – 47 μ.) | 36 – 47 | 8 – 13 | 500 – 900 | 12.000 – 22.000 Nm |
| Μακρύ (52 – 65 μ.) | 52 – 65 | 14 – 20 | 800 – 1.500 | 25.000 – 45.000 Nm |
Ευαισθησία γωνίας κλίσης στη μέγιστη εμβέλεια: Ένα βραχίονα 58 μέτρων με την άκρη στο σημείο τοποθέτησης ισοδυναμεί με έναν μοχλό 58 μέτρων. Σε αυτήν την ακτίνα, ένα σφάλμα περιστροφής 0,1 μοιρών παράγει μετατόπιση άκρης 58.000 mm x tan(0,1 deg) = 101 mm. Η οπισθοδρόμηση της κίνησης περιστροφής πρέπει να είναι αρκετά χαμηλή ώστε το γωνιακό τζόγο στο ρουλεμάν περιστροφής να μην καταναλώνει σημαντικό κλάσμα της ανοχής τοποθέτησης των 200 mm. Σε 10 λεπτά τόξου οπισθοδρόμησης της κίνησης περιστροφής: γωνιακό τζόγο = 0,167 μοίρες = 169 mm περιστροφής άκρης — ήδη 85% του συνολικού προϋπολογισμού. Συνεπώς, οι κινήσεις περιστροφής αντλίας σκυροδέματος απαιτούν προδιαγραφές οπισθοδρόμησης αυστηρότερες από τις κινήσεις περιστροφής γερανού της ίδιας κατηγορίας ροπής.

Παλμός Αντλίας Σκυροδέματος — Το Δυναμικό Φορτίο που Δεν Αντιμετωπίζει Άλλος Μηχανισμός Περιστροφής
Μια αντλία σκυροδέματος μεταφέρει υλικό μέσω του αγωγού του βραχίονα χρησιμοποιώντας μια δικύλινδρο έμβολο. Κάθε διαδρομή εμβόλου ωθεί μια μικρή ποσότητα σκυροδέματος μέσω του σωλήνα — και κατά τη μετάβαση μεταξύ των διαδρομών (όταν το ένα έμβολο τελειώνει και το άλλο ξεκινά), υπάρχει μια σύντομη απότομη αύξηση της πίεσης και διακοπή της ροής. Αυτό παράγει μια παλμική δύναμη στη συχνότητα της αντλίας (15 έως 30 διαδρομές ανά λεπτό) που επενεργεί σε κάθε καμπή και γωνίωση στον αγωγό του βραχίονα.
Οι δυνάμεις παλμού μεταδίδονται μέσω της δομής του βραχίονα στο ρουλεμάν περιστροφής και στον μηχανισμό κίνησης περιστροφής. Κάθε συμβάν παλμού παράγει μια πλευρική ώθηση δύναμης 2.000 έως 8.000 N στην άκρη του βραχίονα — ισοδύναμη με ένα άτομο που σπρώχνει την άκρη του βραχίονα πλάγια 15 έως 30 φορές ανά λεπτό, κάθε λεπτό, για όλη τη διάρκεια της ροής. Ο μηχανισμός περιστροφής πρέπει να αντιστέκεται σε αυτές τις ωθήσεις χωρίς να επιτρέπει στον βραχίονα να ταλαντώνεται — οποιαδήποτε ταλάντωση στο κέντρο περιστροφής ενισχύεται από τον βραχίονα ροπής 40 έως 60 μέτρων σε μεγάλες μετατοπίσεις της κορυφής.
Γιατί ο παλμός έχει μεγαλύτερη σημασία σε μεγαλύτερες μπούμες: Μια πλευρική δύναμη 2.000 N στην άκρη του βραχίονα σε έναν βραχίονα 28 μέτρων παράγει μια ροπή περιστροφής 56 kN·m. Η ίδια δύναμη 2.000 N σε έναν βραχίονα 58 μέτρων παράγει 116 kN·m — διπλάσια ροπή από την ίδια δύναμη παλμού. Οι μακρύτεροι βραχίονες ενισχύουν το φαινόμενο παλμού στον μηχανισμό περιστροφής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μηχανισμοί περιστροφής αντλίας σκυροδέματος μεγάλης εμβέλειας απαιτούν πιο άκαμπτο πλέγμα γραναζιών, χαμηλότερη οπισθοδρόμηση και υψηλότερη στρεπτική ακαμψία από τις αντλίες μικρής εμβέλειας — παρόλο που η συχνότητα και η δύναμη παλμού της αντλίας είναι ίδιες.

Η περιστροφική κίνηση μεταδίδει τόσο τη σταθερή ροπή ανατροπής από το βάρος του βραχίονα όσο και τις δυναμικές δυνάμεις παλμικής κίνησης από το σύστημα παροχής σκυροδέματος — ταυτόχρονα, για ώρες ανά έκχυση.
Ταχύτητα και Ομαλότητα Περιστροφής — Γιατί η Περιστροφή του Μπούμου της Αντλίας Σκυροδέματος Πρέπει να Είναι Αργότερη από την Περιστροφή του Γερανού
Ένας κινητός γερανός μπορεί να περιστραφεί με 2 έως 4 σ.α.λ. χωρίς πρόβλημα — το αναρτημένο φορτίο αυτοκεντράρεται υπό την επίδραση της βαρύτητας και η θέση του γάντζου σταθεροποιείται μέσα σε δευτερόλεπτα. Ένας βραχίονας αντλίας σκυροδέματος είναι άκαμπτος — δεν υπάρχει αυτοκεντράρισμα. Οποιαδήποτε περιστροφική επιτάχυνση ή επιβράδυνση στον μηχανισμό περιστροφής παράγει μια αντίστοιχη πλευρική επιτάχυνση στην άκρη του βραχίονα. Σε έναν βραχίονα 58 μέτρων, ακόμη και μια ήπια ταχύτητα περιστροφής 0,5 σ.α.λ. παράγει ταχύτητα άκρης 3 m/s. Ένα απότομο σταμάτημα από αυτήν την ταχύτητα δημιουργεί μια δύναμη επιβράδυνσης της άκρης που μπορεί να λυγίσει τον βραχίονα ή να ασκήσει τάση στο ρουλεμάν περιστροφής πέρα από την ονομαστική του ικανότητα.
Η περιστροφική κίνηση πρέπει επίσης να παρέχει αναλογικό έλεγχο ταχύτητας — ο χειριστής χρησιμοποιεί ένα joystick ή τηλεχειριστήριο για να τοποθετήσει το βραχίονα και η ταχύτητα περιστροφής πρέπει να είναι ανάλογη με την εκτροπή του joystick από το μηδέν έως το μέγιστο. Οποιαδήποτε νεκρή ζώνη, αλλαγή βήματος ή μη γραμμικότητα στην απόκριση ταχύτητας παράγει μια σπασμωδική κίνηση του βραχίονα που ενισχύεται στην άκρη. Πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με περιστρεφόμενη κίνηση Korea Ever-Power πρέπει να εμπλέκεται ομαλά στις χαμηλότερες ταχύτητες του πινιόν — μια απαίτηση για ποιότητα επιφάνειας δοντιού γραναζιού που υπερβαίνει τις τυπικές προδιαγραφές κίνησης περιστροφής γερανού.
Τρεις τρόποι βλάβης που επηρεάζουν τους κινητήρες περιστροφής αντλίας σκυροδέματος
Ο παλμός της αντλίας σκυροδέματος παράγει μια πλευρική ταλάντωση δύναμης 15 έως 30 Hz στο ρουλεμάν περιστροφής. Αυτή η ταλάντωση ταλαντώνει τις σφαίρες ή τους κυλίνδρους των ρουλεμάν σε μια στενή ζώνη επαφής — ο ίδιος μηχανισμός τριβής που επηρεάζει τα ρουλεμάν εκτροπής της ανεμογεννήτριας, αλλά στα 15 έως 30 Hz αντί για τις σταδιακές διορθώσεις εκτροπής. Πάνω από 3.000 έως 5.000 ώρες λειτουργίας χύτευσης, η τριβή παράγει κοιλώματα στον αγωγό που αυξάνουν το διάκενο του ρουλεμάν περιστροφής και μειώνουν την ακρίβεια τοποθέτησης της μπούμας. Η ποιότητα του πλέγματος του γραναζιού κίνησης περιστροφής δεν μπορεί να αντισταθμίσει το φθαρμένο διάκενο του ρουλεμάν — μόλις το ρουλεμάν υποστεί κοιλώματα, πρέπει να αντικατασταθεί ολόκληρος ο δακτύλιος περιστροφής.
Το γρανάζι κίνησης περιστροφής και τα δόντια του δακτυλίου περιστροφής λειτουργούν σε περιβάλλον πιτσιλίσματος σκυροδέματος, σκόνης τσιμέντου και νερού έκπλυσης. Τα σωματίδια τσιμέντου (πυριτικό ασβέστιο, εξαιρετικά αλκαλικό, pH 12 έως 13) που εισέρχονται στο πλέγμα του γραναζιού δρουν ταυτόχρονα ως λειαντικό και χημικός μολυσματικός παράγοντας — τρίβοντας τις επιφάνειες των δοντιών, ενώ η αλκαλική υγρασία προσβάλλει το γράσο και την επιφάνεια του χάλυβα. Το εκτεθειμένο πλέγμα δακτυλίου πινιόν σε μια αντλία σκυροδέματος (σε αντίθεση με το κλειστό πλέγμα γραναζιών σε μια ανεμογεννήτρια με σύστημα κίνησης εκτροπής) δεν διαθέτει προστασία από αυτή τη μόλυνση.
Καθώς τα δόντια του πινιόν και ο οδοντωτός δακτύλιος περιστροφής φθείρονται από τη μόλυνση και την παλμική φόρτιση, η οπισθοδρόμηση στο πλέγμα των γραναζιών αυξάνεται. Σε απόσταση 58 μέτρων, κάθε λεπτό τόξου επιπλέον οπισθοδρόμησης προσθέτει 17 mm αβεβαιότητας μετατόπισης της άκρης του βραχίονα. Ένας νέος μηχανισμός περιστροφής με 5 λεπτά τόξου οπισθοδρόμησης παράγει 85 mm αβεβαιότητας άκρης — εντός του προϋπολογισμού των 200 mm. Μετά από 5.000 ώρες εργασίας χύτευσης, η οπισθοδρόμηση μπορεί να αυξηθεί σε 15 λεπτά τόξου — παράγοντας 255 mm αβεβαιότητας άκρης που υπερβαίνει την ανοχή. Ο χειριστής του βραχίονα αντισταθμίζει κάνοντας μικρότερες, πιο αργές κινήσεις τοποθέτησης — μειώνοντας την παραγωγικότητα κατά 10 έως 20% πριν από την τελική αντικατάσταση του μηχανισμού περιστροφής.

Επάνω: Κέντρο δοκιμών — κάθε περιστρεφόμενη μονάδα κίνησης αντλίας σκυροδέματος δοκιμάζεται για αντίστροφη κίνηση πριν από την παράδοση. Κάτω: Μονάδα περιστρεφόμενης κίνησης σειράς ZR.
Πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με περιστρεφόμενη κίνηση για αντλίες σκυροδέματος — Συχνές ερωτήσεις
Η Korea Ever-Power παρέχει πλανητικά κιβώτια ταχυτήτων με περιστροφική κίνηση για αντλίες σκυροδέματος από 5.000 έως 45.000 Nm με προδιαγραφές χαμηλής οπισθοδρόμησης και ρουλεμάν με ονομαστική παλμική ισχύ. Δώστε το μοντέλο της αντλίας σας και το μήκος της μπούμας για μια σύσταση προδιαγραφών.
Επιμέλεια: Cxm

