油缸体
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泵车臂架越轻到底是好还是坏?我突然想到了这样一个场景,试想一下,一个体重斤和一个体重90斤的两个人,在遇到暴风雨的时候,肯定是体重越重的那个人走起路来更稳,这是不是意味着,重量越大越稳定。对于泵车臂架来说,其展开之后确实也会受到外界各种外力的作用,比如风力,它就会导致臂架因为受力不均而摆动,从而让臂架的振幅更大。如果按照上面的假设,臂架越重,肯定就不会那么容易被风吹着摆动了,难道臂架因该是越重越好吗?其实,对于泵车设计师来说,究其一生都在研究如何给臂架“瘦身”,让其“身材更纤细”,“姿态更轻盈”。因为从材料学的角度来看,臂架越重,其受到自身的负载越大,更容易导致臂架材料自身疲劳形变,使臂架使用寿命减短。而从节能减排的角度来看,臂架越重,要展开臂架就要做更多的功,臂架油泵就要输出更大的压力,从能量守恒定律来说,发动机的能耗势必也会增加。根据相关科研数据显示,臂架每减重1%,发动机的油耗就能降低0.8%-1.1%左右。所以,臂架并不是越重越好。但是摆在设计师面前的问题是,臂架的轻量化确实很难,到底有多难?从臂架的组成来说,它主要由臂架、油缸和泵管这三部分组成。因此,臂架要想瘦身,必须也要从这三个方面入手。臂架轻量化作为泵车最重要的结构件,臂架的好坏是衡量一台泵车好坏的关键,因为臂架的使用寿命,直接决定了这台泵车的使用寿命。所以,对于臂架的设计,从来都是一件技术活。而臂架的轻量化主要可以从结构优化以及高强度轻质材料入手,最近刚下线的中联擎天系列5桥67米钢臂架泵车给出了一个很好的示范。这台泵车的一个看点在于其臂架采用了镂空的设计,不像是此前封闭式的箱型结构,而是从中间掏空,减少了臂架材料的使用,自然而然地肯定是减轻了臂架重量。而能够让设计师如此天马行空发挥的底气在于,这台泵车的臂架所采用的是Mpa的超高强度钢材,虽然看似臂架的镂空设计,降低了臂架的抗扭曲能力,实则在超高强度钢的加持下,臂架依然能够保持不错的性能刚性。所以,超高强度钢材的使用,是臂架轻量化的一个重要的发展方向,这也考验着我国在基础材料研发方面的技术实力。其实之前中联泵车主打的碳纤维臂架,也是在材料方面改进的一个很好示例,它也是围绕着臂架材料高强度轻量化的方向发展,因为碳纤维这种材料的特殊性,造就了中联在臂架轻量化方面的领先优势。臂架油缸轻量化相比较臂架的重量来说,油缸的重量确实有很轻,但是,臂架如果要“瘦身”,也就必须要把油缸的轻量化也纳入其中。这就好比一个人减肥,不可能只瘦了肚子,大腿却依然很粗,不光看起来不协调,减少的重量也有限。对于泵车来说,如果臂架和油缸都减重,加起来重量就减得越多。油缸的轻量化也必须要保证其工作能力不变的情况下开展“瘦身”,国外有公司使用高强度的铝合金材质用在油缸的缸筒上,以达到减重的目的。国内品牌中,三一泵车的臂架液压缸中也有使用高强铝合金材料,而大象则是把碳纤维复合材料(CFRP)的液压缸(由高强轻质铝合金和碳纤维增强材料制造)用在了泵车上,目前国内也有关于这一方面的研究,但是实际应用还没有。所以,臂架油缸要想瘦身,也必须从制造油缸的材料下手,铝合金和碳纤维在同体积的情况下,质量确实轻很多,所以这也是未来油缸轻量化的发展方向之一。泵管轻量化泵管本身是易损件,在相同材质的情况下,泵管越厚,使用寿命越长,不过泵管重量越大,本身对于臂架来说就是一种负担,因此在保证泵管相同使用寿命和抗压能力的前提下,肯定是希望泵管的厚度越薄、质量越轻越好。要达到相同的使用寿命,还要让泵管的管壁变得更薄,除了采用更优质的耐磨材料之外,还需要改进生产工艺。而对于泵车老板来说,延长泵管的使用寿命,也就意味着更省钱。总体来看,臂架的轻量化主要还是从材料入手,不管是臂架、油缸还是泵管,获得更高性能的材料才是关键所在。所以,这也需要泵车生产商和材料供应商更大投入的研发,看似简单,实则是一个漫长艰辛的过程。更多原创文章,请

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