混凝土泵车使用效率的影响因素及应对措施

罗云松

(中铁四局集团钢结构有限公司，合肥 230022）

混凝土泵车使用效率的影响因素及应对措施

罗云松

(中铁四局集团钢结构有限公司，合肥 230022）

近年来，我国经济发展速度较快，各地区对交通的要求也在日益提升，在这一大背景下，如何提升工程机械使用效率便成为相关工作人员迫切需要解决的问题。高铁施工过程中，混凝土泵车是经常会使用到的一种大型设备，液压系统是其主要工作系统，但是因为实际工作中，混凝土泵车泵送高性能混凝土和所处施工环境较差，所以液压系统经常会出现各种故障。本文通过故障树的方法对混凝土泵车使用过程中的制约因素及其解决措施进行研究。

高铁施工 机械设备 设备使用 设备维护

一、沪宁城际铁路概况

沪宁城际铁路是华东首条时速达350公里的高速铁路，是当时我国乃至世界上标准最高、里程最长、运营速度最快的城际铁路，是长三角地区构建一小时都市圈的重要通道，是铁路系统服务上海世博会“两线一站”重点工程之一，全长为300.209公里，建设投资432.8亿元，2008年7月1日开工建设，2010年7月1日开通运营。中铁四局集团承建沪宁站前一标段工程，全长43.5公里，正线特大中桥梁28座共23.47公里，预制箱梁262孔，混凝土浇筑工程量巨大，混凝土泵车在建设过程中广泛应用，沪宁城际铁路建设创造高铁建设四年的定额工期两年完成的建设奇迹，混凝土泵车功不可没。所以通过中铁四局沪宁一标段的工程建设泵车使用实例来分析混凝土泵车使用中的制约因素及其解决措施，具有实效性。

二、故障树

故障树的本质是连通图。从逻辑的角度入手，对从结果到起因这一过程进行描绘。故障树会通过对可能发生的故障或者已经发生的故障中所蕴含的信息来找出产生故障的根本原因，进而找到相对应的解决措施来解决故障问题。故障树法是工程机械管理中解决工程机械故障问题的常用方法。

三、混凝土泵车泵送液压系统故障分析

沪宁城际铁路桥梁混凝土为高性能混凝土，具有物料掺量大、水胶比低、粘稠度高、泵送阻力大等特点，混凝土泵车泵送物料难度大；沪宁城际全线抢工，施工便道差，粉尘大，工作范围狭窄等，混凝土泵车工作环境恶劣。三一、中联、大象等知名品牌泵车在沪宁城际铁路建设中都出现过堵管、爆管、憋压等现象。本文通过分析沪宁城际铁路施工混凝土泵车使用、保养、维修情况，结合相关文献资料，将混凝土泵车泵送液压系统会产生的故障总结如下；

1.功能性故障

常见的液压系统功能故障主要体现在砼活塞故障、泵送系统自身换向出现故障以及泵送系统自身压力不足等方面。砼活塞故障产生的主要原因包含插装阀们严重磨损、密封件严重磨损、插装阀的盖板堵塞等。而泵送系统换向出现问题的主要表现形似体现在泵送系统停止换向或者是有悖于常规换向的乱换向。导致上述问题的原因主要包含；电磁铁出现故障、设备摆缸小液动阀出现故障、四通阀出现故障以及摆缸四通阀出现故障等多种原因，这些情况的产生都会直接影响到设备的正常运行。而系统压力不足代指系统自身压力不能满足液压系统的基本需求， 进而引发故障。故障的主要体现形式表现在恒压阀出现故障、换向阀出现故障以及主溢流阀的阀芯出现严重磨损等情况。

2.油污染

混凝土泵车中，液压油也是十分重要的一个组成部分，液压油污染会体现在下述两个方面。首先是油温的异常，产生油温异常的主要原因就是因为冷却系统出现故障或是油温太高，二车共同存在时，便会出现液压油污染。其中冷却系统产生故障的主要原因包含风冷马达的转速过低、风冷马达自身散热片工作出现故障或者散热功率不够，也有可能是因为风冷马达因外力影响而停止转动，这些因素都会引起设备异常工作，影响设备的实际使用效率。而液压油污染主要受到过滤器与颗粒的影响。如果设备过滤器产生故障或者是液压油当中存在颗粒，那么就容易引液压油污染。从沪宁城际铁路混凝土泵车使用情况来看，过滤器之所以会出现故障，主要原因包含下述几方面：首先是因为过滤器破损，过滤器是设备使用过程中会因为各种原因而产生破损，影响设备运行。还有一些设备生产厂家没有对过滤器是否合格进行检测就将过滤器投入到使用中，也会影响到过滤器的使用效率。而液压系统当中出现颗粒的主要原因就是因为零件的磨损导致的，磨损的零件必然存在消耗，而这部分消耗会以颗粒的状态存在于过滤器中，也有一部分设备中的颗粒的从外部进入的。

四、故障树的建立及解决措施

不论工程设备出现何种问题，都需要从问题产生的根本原因入手，下图2为沪宁城际铁路混凝土泵车产生故障的故障树构件图。

图2 .沪宁城际铁路混凝土泵车故障树示意图

其中 T代表了泵送液压的故障、A1代表功能故障、A2代表液压油所产生的问题、B1代表砼活塞出现的故障、B2代表泵送系统产生的换向故障、B3代表泵送系统自身压力不足、B4代表油温异常、B5代表油污染、B6代表设备冷却系统产生的故障。B7代表油温度过高、B8代表设备过滤系统产生的故障、B9代表颗粒、而X1-XN则代表最基础的导致故障产生的因素。

1.通过分析最小割集来看，共有30组最小割集，所以可以判定混凝土泵车液压系统共有30种出现故障的方式，其中任何一个割集出现问题，都会产生故障。若基本事件越多，那么出现割集的几率越小，反之亦然。所以在施工过程中可以从割集的体现模式入手，逐一排查可能出现问题的环节，进而保证设备的正常运行。

2.从最小径集的角度出发，图中共有最小径集5个，所以我们可以从这5方面出发来防止系统故障的产生，与此同时也需要从每一个途径当中找到其所包含的基本事件。比如想要阻止P3的发生，那么 X1-X25所有条件都不成立，才能保证设备的正常运行，所以在制定相应防治措施的时候，需要从所有基本事件入手来分析问题，出现问题后解决问题与预防故障的产生，这二者在对工程的影像上，明显后者要小于前者。

3.加强设备的日常维护，定期更换液压油，清洗液压系统相关的阀门与管路等，定期更换过滤器。如果设备使用效率比较高，工程量较大，也可以使用液压系统的最高标准对其进行维护。定期对设备中的液压油进行检查，采用抽样的模式来检测其油质，如果发现油质有恶性改变的方向，必须在第一时间更换液压油。因为相同品牌的液压油所要求的基础使用条件是有差异的，所以各种液压油的实际使用寿命也是有差异的。

4.在对液压油污染状态进行监控时，可以使用堵塞信号型设备，将其安装于要求比较高的液压系统上。对液压设备的回油系统来说，不仅可以将传感器安装于回油管路钱，也可以将其安装于过滤系统当中，通过这一模式对油污染的情况进行监控，也可以对液压系统元件进行监控。

5.现场机械管理人员积极与混凝土泵车厂家售后服务人员沟通，提高泵车耐磨混凝土管路配置，降低管路磨损；提高混凝土泵车的吸料性和S管的摆缸推力等，是解决功能性故障的有效途径。

6.混凝土泵车使用方自身在保证混凝土高性能前提下提高混凝土可泵送性如优化高性能混凝土施工配合比，选用优质粗骨料，加强日常监控；改善施工作业环境；泵车使用有专人负责指挥，杜绝违章作业等，可有效降低故障频率。

结束语：

本文以沪宁城际铁路建设过程中混凝土泵车使用情况为基准，对施工过程混凝土泵车液压系统出现的各种问题进行了简要分析，从多角度提出了针对问题的解决方式，希望可以通过上述分析，延伸到其它工程机械维修保养管理，提升施工单位机械设备的实际使用效率，降低施工单位的机械施工成本，提升市场竞争力。

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