混凝土泵車裙閥制造技術(shù)及應(yīng)用探討

韓 猛 張 娟

（1徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇徐州221004；2江蘇萬邦生化醫(yī)藥集團(tuán)有限責(zé)任公司，江蘇徐州221004）

裙閥系統(tǒng)是徐工新一代混凝土泵車創(chuàng)新結(jié)構(gòu)件之一，關(guān)鍵技術(shù)融合德國施維英，該型混凝土泵車兼具中德雙方優(yōu)勢血統(tǒng)，秉承了“安全、可靠、環(huán)保、領(lǐng)先”的設(shè)計理念，具備泵送效率高、節(jié)能低耗的特點。裙閥因其壁厚不均、材質(zhì)要求高、機(jī)械性能要求高等制約因素，毛坯鑄造質(zhì)量直接關(guān)系到裙閥質(zhì)量的穩(wěn)定性，對裙閥堆焊、加工、裝配及泵送系統(tǒng)性能發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。

一、裙閥特點

1、裙閥發(fā)展概況

1902年，德國制造出第一臺混凝土泵，并獲得了專利權(quán)。1927年，德國人弗利茨·海爾設(shè)計了第一臺可應(yīng)用于生產(chǎn)的混凝土泵。德國施維英公司1965年開始生產(chǎn)混凝土泵車；1968年，推出42m布料桿泵車；1982年，摒棄了剛注冊專利的S管閥后，推出了裙閥系統(tǒng)，極受市場歡迎。與S形管閥相比，裙閥零部件受力情況得到改善，閥室流道短，結(jié)構(gòu)緊湊，改變了閥體為易損件的傳統(tǒng)概念，大大降低了泵送成本，并一直獨享此專利。徐工與德國施維英合資后，吸收融合了施維英裙閥泵送技術(shù)，開發(fā)并推出多款裙閥泵送系統(tǒng)。

2、裙閥優(yōu)勢簡介

裙閥類屬于混凝土分配閥的一種，是混凝土泵的核心機(jī)構(gòu)，它是位于料斗、混凝土缸和輸送管三者之間、協(xié)調(diào)各部件動作的機(jī)構(gòu)。采用裙閥系統(tǒng)的混凝土泵的使用性能（如堵管問題、輸送容積效率以及工作可靠性等）得到了大幅提升。裙閥結(jié)構(gòu)具備流道短、進(jìn)出料流道變化緩慢、沒有死角、泵的容積效率高、壓送阻力和吸入阻力減小、擺動阻力較一般的S閥小、避免混凝土在閥門處堵塞等特點。

裙閥呈裙子形狀，進(jìn)料口小，出料口大，閥體短、內(nèi)徑大，維護(hù)方便，持久耐用。混凝土泵送時，裙閥一半填充混凝土，減小磨損。進(jìn)料端切割環(huán)與眼鏡板的間隙在使用過程中，磨損范圍內(nèi)可以實現(xiàn)自動補(bǔ)償。另外，由于流道變短，料斗設(shè)計時的吸料性更好，混凝土泵送時管道阻力也相應(yīng)減小。其優(yōu)勢在于不僅可以泵送混凝土，還可以輸送稀薄的介質(zhì)。

與傳統(tǒng)S閥相比，裙閥優(yōu)勢比較明顯。傳統(tǒng)的S閥無法實現(xiàn)等彎矩設(shè)計，軸承環(huán)、眼鏡板、切割環(huán)等易損件受力不均，磨損快，壽命低，偏載及不均勻磨損大大降低S閥眼鏡板密封性，因此，易漏漿，泵送阻力大、泵送油耗大。裙閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)通暢無阻，內(nèi)外部的耐磨堆焊層表面磨損后可再堆焊（裙閥的獨特之處，混凝土單邊磨損，磨損低）。裙閥采用等彎矩設(shè)計使大軸兩端軸承件、密封件及眼鏡板、切割環(huán)等磨損小且均勻，因此，使用壽命更高，易損件壽命提高兩倍以上，理論壽命達(dá)到S閥的2倍。同時，由于配合密封性好，不易漏漿，泵送阻力減少，同等壓力下可泵送更高的高度，還節(jié)省了泵送能耗。尤其對于高層泵送，高密封性還可實現(xiàn)真正水洗，減少混凝土余料的浪費，更環(huán)保。裙閥底部與料斗可實現(xiàn)完美無縫擬合，解決了S閥因易積料而帶來的易堵管、泵送阻力大、油耗大等無法根除的頑疾。

二、裙閥性能

傳統(tǒng)S閥材質(zhì)通常采用25CrMoV，國標(biāo)參考GB/T3077-2015《合金結(jié)構(gòu)鋼》。化學(xué)成分見表1，機(jī)械性能指標(biāo)見表2。

表1 化學(xué)成分

表2 機(jī)械性能

裙閥耐磨性及承壓性能要求比S閥更高，裙閥可采用與S閥相似材質(zhì)，但對機(jī)械性能指標(biāo)要求更高。

三、裙閥制造及應(yīng)用

傳統(tǒng)S閥為同行內(nèi)主流分配閥，制造難度較低，國內(nèi)生產(chǎn)廠家較多。閥體可采用鑄造或結(jié)構(gòu)件焊接成型，對鑄造難度、熱處理工藝要求較低。裙閥閥體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，壁厚不均勻，毛坯只能采用鑄件，制造難度較大。鑄造模具、澆注原料、澆注工藝及材料成分控制不當(dāng)，關(guān)鍵位置容易產(chǎn)生氣孔、夾渣、縮孔、縮松等鑄造缺陷。毛坯鑄造后如熱處理工藝選擇不合理，則無法激發(fā)出材料最佳機(jī)械性能。裙閥毛坯制造完成后，需進(jìn)行耐磨材料堆焊，堆焊過程需控制焊接熱輸入及焊前焊后熱處理，如工藝控制不當(dāng)，容易導(dǎo)致基體材料性能發(fā)生變化。機(jī)加工過程中，因配合零件較多，尺寸精度要求很高，任何尺寸加工誤差均會導(dǎo)致配合零件裝配困難。以上問題最終會導(dǎo)致裙閥過早磨損、炸裂等故障。

四、結(jié)束語

綜上所述，裙閥作為混凝土泵送系統(tǒng)分配閥的一種,是混凝土泵的核心機(jī)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用在工程建設(shè)、水利、長輸管線、石油煉制等工程中,在促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展上發(fā)揮重要作用。裙閥因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)通暢無阻、單邊磨損較低、泵送效率高、能耗低等多種優(yōu)勢，配合先進(jìn)的制造技術(shù)，必將有更廣闊的發(fā)展空間及前景。