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摘要：本文介绍了混凝土泵的起源以及在国内外的发展，提出混凝土泵减振技术的重要性，表明了减振技术能够有效地降低泵送设备的损坏率，提高系统的稳定性和可靠性。对我国的混凝土泵减振技术和专利进行了归纳总结及初步分析，并展望了混凝土泵的未来发展趋势。
關键字：混凝土泵 减振技术 发展趋势
中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：
凝土泵是一种水泥混凝土输送设备，它可以将混凝土通过管道压送，水平或竖直运输或浇筑混凝土，满足各种混凝土施工的需要，广泛应用于建筑、桥梁、隧道、水利等工程。混凝土泵分为拖式泵和车载泵两种，工作原理基本相同，区别体现在底盘、支撑系统、液压系统和电气系统的构造。根据泵结构的不同，混凝土泵又可分为活塞式、挤压式和水压隔膜式。其中最常用的是活塞式混凝土泵。
混凝土泵的国内外发展
混凝土泵是在上世纪初开始出现的。1907年德国人最先研制并取得了专利，1927年德国的Fritz Hell设计制造了第一台在实际生产中获得成功的混凝土泵，1932年荷兰人J.C.kooyman设计出了卧式缸，成功地解决了混凝土泵的构造原理问题，大大提高了工作的可靠性。现代的混凝土泵技术均是在此基础上发展而来。50年代中期，原西德的Torkret公司首先发展用水做工作介质的液压泵。1959年原西德的施维英(Schwing)公司生产出真正的全液压混凝土泵，奠定了现代混凝土泵的技术基础。其后，混凝土泵的设计制造和泵送使用技术日趋完善。为了提高混凝土泵的机动性，60年代中期又研制了混凝土泵车。同时，为了使混凝土泵浇注更加方便，又在混凝土泵车上安装了可以回转和伸缩的布料杆[2]。
我国混凝土泵的历史从1979年开始，上海宝钢工程从日本三菱重工引进了四部DC-5115B型混凝土泵车，配以容量6m3的混凝土运输搅拌车，在各种大型钢筋混凝土工程上得到应用。直到九十年代中期，我国自己生产的臂架式混凝土泵车，呈现多品种、系列化雏形。但国产化率比较低，销售价格比较昂贵。随着我国建设事业的迅速发展，高校和企业的大力研发，混凝土泵技术发展非常迅速。现阶段，国内混凝土机械生产厂家多达200多家，产品数量大，常规产品已基本能满足施工需要。各生产厂家的生产条件普遍得到了改善，生产能力进一步增强。125 m3/h以下国产混凝土泵已占据国内市场主导地位，出口数量也在逐年增加，国外混凝土泵机械进口数量逐年下降。三一重工、中联重科、徐州重型及福田重机是国内生产能力最强的几大生产厂家，辽宁海诺、湖北建机、安徽星马和上海鸿得利等企业也具备一定的市场竞争力。这些厂家的总产量占了全行业的90%以上。其中三一、中联均有多项技术指标创造世界纪录。在近几年全球经济环境不佳的状态下，我国混凝土泵行业仍然欣欣向荣。2008年6月，中联重科并购意大利CIFA，获得60%的股权；2012年1月三一重工与中信基金购得普茨迈斯特公司100%股权；同年7月，徐工购得施维英52%的股权。这为我国未来的混凝土泵发展提供了非常优秀的平台。
但是，国内混凝土泵生产厂家与国际先进水平的厂家相比较，仍有不足之处。一是国内基础零部件制造水平较低，混凝土泵车整机成本30%～50%的基础零部件几乎都由国外企业供给，这严重限制了我国研发的资金和自主创新的水平，使得我国与欧美国家在高技术应用方面的差距增大[4]。二是国内产品在智能化、稳定性和可靠性等方面与国外产品相比均有一定差距。三是部分厂家急功近利，科研投入较少，特色产品较少，仿制产品较多，导致市场上产品雷同率高，佳品发展困难。
混凝土泵减振技术研究
高压大流量液压系统启动和停止时引起流体和运动部件运动状态急剧变化，在惯性作用下，系统内瞬间出现了很高的压力，即液压冲击。在泵送分配阀换向时，会出现急起急停现象，质量较大的混凝土将产生很大的惯性冲击。液压冲击和惯性冲击不仅影响系统性能稳定性和工作可靠性，还会引起振动和噪声以及连接件的松动等现象，甚至使焊缝开裂、液压元件和测量设备损坏。还会使电磁阀发生掉线、产生卡滞，造成系统瘫痪。为了减小应力，泵车臂架不得不做的笨重，随之而来的是车架、支腿以及汽车底盘等一系列尺寸或重量的加大，这也就影响了泵车的布料长度以及泵车作业的灵活性[5]。
在减少泵送液压冲击方面，有如下研究成果：
彭秀英[6]、赵燕[7]、刘昕辉[8]等人从不同角度分析了混凝土泵液压冲击的原囚，并提出了增大阻尼、延长换向时间、并接蓄能器、增加节流阀等改进措施来减小液压冲击。
在液压冲击的主动控制方面，陈国安等人[9]认为混凝土泵液压系统产生换向液压冲击的主要原因是在换向过程中，主油泵所提供的油流量与系统换向时对油液的需求量不匹配，最有效的解决措施是对主油泵和换向阀进行综合控制，实现主油泵排量调节时机和换向阀换向时机两者的协调配合。
陈保钢等[10]提出了采用柔性换向控制技术来降低冲击的方法。换向过程中，主动调整泵送液压系统换向阀、分配系统换向阀和主油泵排量动作的逻辑顺序，保证泵送液动换向阀换向时，流经泵送液动换向阀换向的流量接近于零的临界状态。
利用连续泵送来实现减振的目的也是一个研究方向。该方向既解决了泵送过程中的振动问题，又实现了泵送过程的连续性，提高了泵送效率。连续泵送技术通常通过改变分配阀的构造或混凝土运输方式来实现。
回流混凝土泵的发展趋势
据近年来国内外的一些调查资料表明，混凝土泵主要有以下几个方面的发展趋势：
向大排量方向发展。由于现在大型工程越来越多，工期要求尽可能短，这就要求泵送排量增大。现在国内泵送排量多为120m3 /h左右，最大可达240m3 /h。
泵送压力向高压方向发展。正如大型工程增多，世界高层标致性建筑数量也大幅增长，因此泵送压力也有增大的要求。目前国产常用泵送出口压为12~14Mpa，仍可进一步增大。
吸料效率的增加。吸料效率的增加可以提高泵送效率，降低混凝土流动阻力，减少系统的能耗，缩短工期，节约资金。
更加合理的分配阀。分配阀向结构简单、流道合理、摆动迅速、不易堵塞的方向发展。另外，还注重材质和通用性的研究，使其更加耐磨并形成标准化、系列化。
减振技术的使用。大型混凝土泵车在工作时，泵送系统的微小振动必然造成臂架顶端的较大摆动，使施工难度加大，从而影响工作效率，因此，研究减振技术，提高摆动缸和分配阀的使用寿命是目前发展方向之一。
向电气化、智能化发展。实现全液压自动换向和换向缓冲技术，采用专用控制器和计算机控制，朝机、电、液集成控制方向发展。泵送的无线遥控技术、砼活塞自动退回，高低压自动切换和故障自动诊断技术，通过GPS远程监控各种实时数据，实现故障的自动检测及诊断。
节能环保理念的体现。在混凝土泵车中使用风冷却降低系统温度。发动机的排放标准大多达到国Ⅲ或欧Ⅲ标准，甚至更高。三一重工使用的一种输送泵节能控制技术投入使用后平均每年已节省燃油12吨/台[18]。今后要求泵送设备耗能更少，泵车废气排放量更少，油泵噪声更低等。
参考文献：
[1] 刘会勇.混凝土泵排量实时测量方法研究[D].杭州:浙江大学,2008
[2] 陈万权.浅谈国产混凝土泵车的新技术应用及发展趋势[J].科技创新导报,2011,36:13
[3] 晏维华.混凝土泵送堵管的原因分析及预防措施[J].工程机械,2005,(5):67-69
關键字：混凝土泵 减振技术 发展趋势
中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：
凝土泵是一种水泥混凝土输送设备，它可以将混凝土通过管道压送，水平或竖直运输或浇筑混凝土，满足各种混凝土施工的需要，广泛应用于建筑、桥梁、隧道、水利等工程。混凝土泵分为拖式泵和车载泵两种，工作原理基本相同，区别体现在底盘、支撑系统、液压系统和电气系统的构造。根据泵结构的不同，混凝土泵又可分为活塞式、挤压式和水压隔膜式。其中最常用的是活塞式混凝土泵。
混凝土泵的国内外发展
混凝土泵是在上世纪初开始出现的。1907年德国人最先研制并取得了专利，1927年德国的Fritz Hell设计制造了第一台在实际生产中获得成功的混凝土泵，1932年荷兰人J.C.kooyman设计出了卧式缸，成功地解决了混凝土泵的构造原理问题，大大提高了工作的可靠性。现代的混凝土泵技术均是在此基础上发展而来。50年代中期，原西德的Torkret公司首先发展用水做工作介质的液压泵。1959年原西德的施维英(Schwing)公司生产出真正的全液压混凝土泵，奠定了现代混凝土泵的技术基础。其后，混凝土泵的设计制造和泵送使用技术日趋完善。为了提高混凝土泵的机动性，60年代中期又研制了混凝土泵车。同时，为了使混凝土泵浇注更加方便，又在混凝土泵车上安装了可以回转和伸缩的布料杆[2]。
我国混凝土泵的历史从1979年开始，上海宝钢工程从日本三菱重工引进了四部DC-5115B型混凝土泵车，配以容量6m3的混凝土运输搅拌车，在各种大型钢筋混凝土工程上得到应用。直到九十年代中期，我国自己生产的臂架式混凝土泵车，呈现多品种、系列化雏形。但国产化率比较低，销售价格比较昂贵。随着我国建设事业的迅速发展，高校和企业的大力研发，混凝土泵技术发展非常迅速。现阶段，国内混凝土机械生产厂家多达200多家，产品数量大，常规产品已基本能满足施工需要。各生产厂家的生产条件普遍得到了改善，生产能力进一步增强。125 m3/h以下国产混凝土泵已占据国内市场主导地位，出口数量也在逐年增加，国外混凝土泵机械进口数量逐年下降。三一重工、中联重科、徐州重型及福田重机是国内生产能力最强的几大生产厂家，辽宁海诺、湖北建机、安徽星马和上海鸿得利等企业也具备一定的市场竞争力。这些厂家的总产量占了全行业的90%以上。其中三一、中联均有多项技术指标创造世界纪录。在近几年全球经济环境不佳的状态下，我国混凝土泵行业仍然欣欣向荣。2008年6月，中联重科并购意大利CIFA，获得60%的股权；2012年1月三一重工与中信基金购得普茨迈斯特公司100%股权；同年7月，徐工购得施维英52%的股权。这为我国未来的混凝土泵发展提供了非常优秀的平台。
但是，国内混凝土泵生产厂家与国际先进水平的厂家相比较，仍有不足之处。一是国内基础零部件制造水平较低，混凝土泵车整机成本30%～50%的基础零部件几乎都由国外企业供给，这严重限制了我国研发的资金和自主创新的水平，使得我国与欧美国家在高技术应用方面的差距增大[4]。二是国内产品在智能化、稳定性和可靠性等方面与国外产品相比均有一定差距。三是部分厂家急功近利，科研投入较少，特色产品较少，仿制产品较多，导致市场上产品雷同率高，佳品发展困难。
混凝土泵减振技术研究
高压大流量液压系统启动和停止时引起流体和运动部件运动状态急剧变化，在惯性作用下，系统内瞬间出现了很高的压力，即液压冲击。在泵送分配阀换向时，会出现急起急停现象，质量较大的混凝土将产生很大的惯性冲击。液压冲击和惯性冲击不仅影响系统性能稳定性和工作可靠性，还会引起振动和噪声以及连接件的松动等现象，甚至使焊缝开裂、液压元件和测量设备损坏。还会使电磁阀发生掉线、产生卡滞，造成系统瘫痪。为了减小应力，泵车臂架不得不做的笨重，随之而来的是车架、支腿以及汽车底盘等一系列尺寸或重量的加大，这也就影响了泵车的布料长度以及泵车作业的灵活性[5]。
在减少泵送液压冲击方面，有如下研究成果：
彭秀英[6]、赵燕[7]、刘昕辉[8]等人从不同角度分析了混凝土泵液压冲击的原囚，并提出了增大阻尼、延长换向时间、并接蓄能器、增加节流阀等改进措施来减小液压冲击。
在液压冲击的主动控制方面，陈国安等人[9]认为混凝土泵液压系统产生换向液压冲击的主要原因是在换向过程中，主油泵所提供的油流量与系统换向时对油液的需求量不匹配，最有效的解决措施是对主油泵和换向阀进行综合控制，实现主油泵排量调节时机和换向阀换向时机两者的协调配合。
陈保钢等[10]提出了采用柔性换向控制技术来降低冲击的方法。换向过程中，主动调整泵送液压系统换向阀、分配系统换向阀和主油泵排量动作的逻辑顺序，保证泵送液动换向阀换向时，流经泵送液动换向阀换向的流量接近于零的临界状态。
利用连续泵送来实现减振的目的也是一个研究方向。该方向既解决了泵送过程中的振动问题，又实现了泵送过程的连续性，提高了泵送效率。连续泵送技术通常通过改变分配阀的构造或混凝土运输方式来实现。
回流混凝土泵的发展趋势
据近年来国内外的一些调查资料表明，混凝土泵主要有以下几个方面的发展趋势：
向大排量方向发展。由于现在大型工程越来越多，工期要求尽可能短，这就要求泵送排量增大。现在国内泵送排量多为120m3 /h左右，最大可达240m3 /h。
泵送压力向高压方向发展。正如大型工程增多，世界高层标致性建筑数量也大幅增长，因此泵送压力也有增大的要求。目前国产常用泵送出口压为12~14Mpa，仍可进一步增大。
吸料效率的增加。吸料效率的增加可以提高泵送效率，降低混凝土流动阻力，减少系统的能耗，缩短工期，节约资金。
更加合理的分配阀。分配阀向结构简单、流道合理、摆动迅速、不易堵塞的方向发展。另外，还注重材质和通用性的研究，使其更加耐磨并形成标准化、系列化。
减振技术的使用。大型混凝土泵车在工作时，泵送系统的微小振动必然造成臂架顶端的较大摆动，使施工难度加大，从而影响工作效率，因此，研究减振技术，提高摆动缸和分配阀的使用寿命是目前发展方向之一。
向电气化、智能化发展。实现全液压自动换向和换向缓冲技术，采用专用控制器和计算机控制，朝机、电、液集成控制方向发展。泵送的无线遥控技术、砼活塞自动退回，高低压自动切换和故障自动诊断技术，通过GPS远程监控各种实时数据，实现故障的自动检测及诊断。
节能环保理念的体现。在混凝土泵车中使用风冷却降低系统温度。发动机的排放标准大多达到国Ⅲ或欧Ⅲ标准，甚至更高。三一重工使用的一种输送泵节能控制技术投入使用后平均每年已节省燃油12吨/台[18]。今后要求泵送设备耗能更少，泵车废气排放量更少，油泵噪声更低等。
参考文献：
[1] 刘会勇.混凝土泵排量实时测量方法研究[D].杭州:浙江大学,2008
[2] 陈万权.浅谈国产混凝土泵车的新技术应用及发展趋势[J].科技创新导报,2011,36:13
[3] 晏维华.混凝土泵送堵管的原因分析及预防措施[J].工程机械,2005,(5):67-69