龙滩水电站2×6m3拌和楼ihi搅拌机液压站改造

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1、龙滩水电站2×6m3拌和楼IHI搅拌机液压站改造葛军（中国水利水电第七工程局六分局龙滩项目部)摘要：本文重点介绍了龙滩水电站右岸▽308混凝土生产系统2×6m3拌和楼IHI搅拌机液压站改造情况，改造原因的分析、改造方案的实施以及改造后取得的效果方面进行了阐述。关键词：2×6m3拌和楼；IHI搅拌机液压站；震动和噪音改造1搅拌机液压站存在的问题龙滩水电站右岸▽308.5系统两座拌和楼于2004年元月开始试生产，刚生产我们就发现该型号搅拌机液压站的噪音和振动都非常大。其噪音即使在楼外50米的地方都能听见，人如果在搅拌机跟前根本就听不清楚说话声，

2、即使在上一层控制室内的操作人员都难以忍受。经过金城江技术监督局测量，该搅拌机液压站的噪音高达105dB，远超过国家允许标准。与噪音相伴的振动更是剧烈，人站在跟前会感到脚振得发麻。操作人员在这样的环境下工作一段时间后先后出现了烦躁、失眠、头晕等症状。运行一段时间后，4台搅拌机的高压液压硬管焊缝先后出现裂纹漏油故障，仅仅3个月时间就达26次之多（1号楼17次、2号楼9次）。为此，IHI公司专门做了如下改进：（1）改部分高压钢管为高压软管，改变原主要管路硬连接的状态；（2）改原来焊接的三通改为阀块，增加多管相交连接的强度；（3）为液压站增加橡胶垫

3、，给管道增加固定卡箍，以降低振动。从IHI公司提出该改进方法时我们就表示反对，认为这只是一种治标不治本的方法，事实证明确实如此。改进后，只是液压硬管焊缝出现裂纹漏油的现象少了，但液压站的噪音和振动仍然未变，因此我们决定从根本上解决问题。2原因分析由图1可知IHI公司HyDAM6000D型6m3液压强制式搅拌机的液压站由2台132kW电机分别带动2台K5V200DT型液压油泵组成，总功率为264kW，而3#拌和楼使用的同为6m3的德国BHS机械强制式搅拌机的总功率为300kW。通过这一对比，再结合液压站高噪音、高振动的现象，我们怀疑IHI搅拌

4、机的功率偏小，属小马拉大车的状况，因此进行了如下计算：由公式N=PS×Q/η推出PS＝N×η/Q式中N：电机输出功率PS：液压泵的输出压力Q：液压泵的输出流量η：液压泵的总效率（最高为0.87）而Q=r×q式中：r：液压泵转速（即电机转速）q：液压泵每转的流量由铭牌可知：电机额定转速r＝1450r/min；液压泵每转额定流量q＝200ml/r＝200×10-6m3/r当2台K5V200DT型液压泵全流量工作时电机功率为132kW，取液压泵的总效率η最高值0.87，根据公式可得液压泵在全流量下能达到的最高压力为：PS＝N×η/Q＝132×10

5、3×0.87/（2×1450×200×10-6/60）＝11.88MPa但是，实际使用过程中液压站系统的峰值压力可达21MPa，远超过液压泵的全流量最高压力，很容易就可以判断电机及液压泵的输出功率偏小，这是因为K5V200DT型液压油泵为控制式变量泵，并附加最高压力限制和恒功率限制，以保护电机不过载。这种液压泵的具体工作过程是：当液压泵在全流量下液压系统压力达到11.88MPa时，液压泵就开始按恒功率曲线工作，即输出流量随压力的增高成反比减小，而当液压系统压力从峰值下降，液压泵的流量就会随压力的降低而增大。这样，进液压马达的液压油流量随之变

6、化，搅拌轴的转速也就跟着改变。由于搅拌机在生产时搅拌臂在搅拌机中的位置不同，同时因其搅拌的混凝土转动惯量较大，搅拌轴的负荷会发生起伏变化，反映到液压马达组件的负荷发生变化，再导致液压泵的负荷发生变化，虽然液压马达组件和液压泵对负荷变化的响应很快，但仍需要一定时间，且它们的响应速度不匹配，很可能液压泵刚对负荷的增大而响应，搅拌轴的负荷却已减小，这样，一旦液压泵的功率达到了预设的恒功率曲线，液压泵的先导机构就达不到一个确定的平衡点，而处于不定的调节状态，以满足搅拌轴负荷的不断变化，这一点从液压站的先导油压表的指针在搅拌机生产时一直处于高频波动状

7、态就能证明。由此证明，液压泵的变量系统的这种高频压力变化产生的振荡对液压管路产生了疲劳破坏，同时也将大大降低液压泵、液压马达的寿命。可以断定，强烈的噪音和振动的根源来自液压泵超负荷的工作。IHI公司在作液压管路改进的同时也对液压系统进行了第二次调整，将搅拌机中速输出转速从原设计的22r/min下调到了17r/min，高速的输出转速调到和原中速的一样，我们在打开比例压力控制阀的电气控制箱后就发现，设定器上的高速和中速的调节旋钮指向基本一样。这说明IHI公司已经意识到电机液压泵组的功率偏小的问题，因此采用了降低原设备的工艺参数的办法来减小高频压

8、力振荡和噪声的问题，但这样却付出了降低生产效率或降低混凝土的搅拌质量的代价，而且液压站的噪音和振荡并没有明显的减轻。3改造方案的确定由于K5V200DT液压泵本身在额定工况下的使