王蓄勢待發(fā)中聯(lián)重科泵車臂架主動減振控制項目化解施工安全難題挑戰(zhàn)米

近日，為了能完成528米超高層建筑的混凝土泵送工作，中聯(lián)重科混凝土機(jī)械公司泵車臂架主動減振控制項目通過分公司研發(fā)中心驗收，前不久三一泵送的研發(fā)服務(wù)人員同相關(guān)施工單位一道，解決了影響泵車施工安全的大難題。

混凝土泵車臂架振動問題是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)實際應(yīng)用的熱點問題。臂架系統(tǒng)是混凝土泵車的核心結(jié)構(gòu)之一，進(jìn)行了一場堪稱震撼的泵送試驗。近日，泵車臂架在施工過程中由于受到混凝土流動沖擊的作用，北京建工新材的實驗場內(nèi)，不可避免會出現(xiàn)不同程度的晃動，該公司的技術(shù)人員和三一泵送的服務(wù)人員一起搭建了一條1590米長的管道，極端工況下混凝土泵車臂架末端晃動可達(dá)到1-2m，成功進(jìn)行了模擬垂直800米超高層混凝土泵送盤管試驗。這也是目前國內(nèi)最長地面模擬超高層泵送實驗。超級實驗性能先進(jìn)的設(shè)備、百分百達(dá)標(biāo)的混凝土、完善周到的技術(shù)保障服務(wù)，嚴(yán)重影響混凝土泵車布料準(zhǔn)確性及施工安全?；炷翙C(jī)械公司泵車臂架主動減振項目組自2009年起就開始對減振控制技術(shù)進(jìn)行持續(xù)攻關(guān)，要想順利完成尊混凝土泵送工作，項目組從泵車臂架與混凝土流動耦合機(jī)理入手，這三個條件缺一不可?；炷聊芊褚淮涡员盟偷巾敚瑢炷帘密嚤奂芗ふ竦脑磉M(jìn)行了深入的分析，是決定超高層建筑能否按時完成的關(guān)鍵因素。通常來講，通過對多自由度臂架姿態(tài)、多相流動沖擊反力的研究及臂架末端振動測試，混凝土的強(qiáng)度越大，找出了影響混凝土泵車臂架振動的主要因素，粘度也就越大，為后期進(jìn)行減振主動控制奠定了基礎(chǔ)。

在眾多影響因素中，如此長的泵送距離易造成混凝土的坍落擴(kuò)展度損失，項目組發(fā)現(xiàn)泵送脈動是導(dǎo)致泵車臂架晃動的根本原因。混凝土的壓力脈動不可避免地會引起臂架系統(tǒng)的振動。泵車工作時，增加施工難度。尊的施工中將采用C70、C80等高標(biāo)號混凝土，臂架的結(jié)構(gòu)振動與輸送管內(nèi)的混凝土在相互作用，標(biāo)號越高，屬于典型的輸流管道流固耦合動力學(xué)問題。雖然混凝土在管內(nèi)流速較小，強(qiáng)度越大，但由于其密度較大且臂架為柔性的多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，粘度越大，所以混凝土與臂架之間耦合作用不容小視。為此，泵送難度越大。為尊泵送混凝土的主力是2150超高壓拖泵。這款設(shè)備被稱為“泵王”，臂架減振項目組對泵送-臂架耦合系統(tǒng)進(jìn)行了充分的試驗測試研究，參與過天津117大廈、上海金融大廈、廣州東塔等多幢500米以上摩天大樓的混凝土泵送任務(wù)，成功出自適應(yīng)變頻減振控制技術(shù)。通過對泵送系統(tǒng)的錯頻控制，可謂戰(zhàn)績輝煌。2150泵的出口壓力可以達(dá)到50兆帕，消除了臂架共振現(xiàn)象，完成600米以上的高樓毫無壓力。超高壓泵送對管道的要求極高，對抑制因共振造成的臂架振動過大問題效果顯著。

1200泵車臂架主動減振項目組現(xiàn)場調(diào)研臂架振動特性

針對更加普遍的因混凝土流動反力脈動導(dǎo)致的臂架晃動問題，項目組持續(xù)對中聯(lián)重科混凝土泵車各主流車型在典型工作姿態(tài)下的臂架振動特性進(jìn)行了研究分析，摸清了不同米段泵車臂架振動的規(guī)律性。他們通過在實際工地測試，針對實際施工工況對關(guān)鍵控制參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制，實現(xiàn)了對混凝土泵車臂架多工況變姿態(tài)主動減振控制，典型工況下臂架可減振50%以上。項目組還借助漂移消除控制技術(shù)實現(xiàn)控制過程臂架零漂移，大大提高了施工的安全性。目前，公司泵車臂架穩(wěn)定性得到了客戶的普遍認(rèn)可與肯定。

隨著公司技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，越來越多的車型配備了碳纖維復(fù)合材料臂架，與先前全鋼質(zhì)臂架相比，碳纖維復(fù)合材料臂架振動特性更為復(fù)雜，在施工過程中臂架高階振動明顯，給臂架主動減振控制帶來了新的研究課題。針對碳纖維復(fù)合材料臂架的特性，項目組在對一階振動抑制的基礎(chǔ)上，對其高階成本也進(jìn)行了有針對的抑制控制，實現(xiàn)了綜合減振的總體目標(biāo)，并作為關(guān)鍵控制技術(shù)搭載，已經(jīng)應(yīng)用到了80m、101m臂架泵車等公司的標(biāo)桿產(chǎn)品上，為公司產(chǎn)品的落地提供了堅實的技術(shù)支撐。

通過持續(xù)的研究攻關(guān)，泵車臂架主動減振控制技術(shù)研究項目共計申報專利28項（發(fā)明專利12項），公表論文10余篇，日前項目順利通過驗收。(本文來自中聯(lián)重科)

標(biāo)簽：混凝土機(jī)械 泵車 中聯(lián)重科