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)服務人員同相關施工單位一道，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前行業(yè)內實際應用的熱點問題。臂架系統(tǒng)是混凝土泵車的核心結構之一，進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，不可避免會出現(xiàn)不同程度的晃動，該公司的技術人員和三一泵送的服務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到1-2m，成功進行了模擬垂直800米超高層混凝土泵送盤管試驗。這也是目前國內最長地面模擬超高層泵送實驗。超級實驗性能先進的設備、百分百達標的混凝土、完善周到的技術保障服務，嚴重影響混凝土泵車布料準確性及施工安全?；炷翙C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進行持續(xù)攻關，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行了深入的分析，是決定超高層建筑能否按時完成的關鍵因素。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，為后期進行減振主動控制奠定了基礎。

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展度損失，項目組發(fā)現(xiàn)泵送脈動是導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等高標號混凝土，臂架的結構振動與輸送管內的混凝土在相互作用，標號越高，屬于典型的輸流管道流固耦合動力學問題。雖然混凝土在管內流速較小，強度越大，但由于其密度較大且臂架為柔性的多關節(jié)結構，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。這款設備被稱為“泵王”，臂架減振項目組對泵送-臂架耦合系統(tǒng)進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，成功出自適應變頻減振控制技術。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鍵控制參數(shù)進行自適應控制，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可與肯定。

隨著公司技術的發(fā)展進步，越來越多的車型配備了碳纖維復合材料臂架，與先前全鋼質臂架相比，碳纖維復合材料臂架振動特性更為復雜，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。針對碳纖維復合材料臂架的特性，項目組在對一階振動抑制的基礎上，對其高階成本也進行了有針對的抑制控制，實現(xiàn)了綜合減振的總體目標，并作為關鍵控制技術搭載，已經應用到了80m、101m臂架泵車等公司的標桿產品上，為公司產品的落地提供了堅實的技術支撐。

通過持續(xù)的研究攻關，泵車臂架主動減振控制技術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)

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