提高WDB500型稳定土拌和机水泥计量的稳定性

1 概述

我局2002年3月购置的WDB500型稳定土拌和机，至今已连续使用了4 年。使用中发现所生产的成品料质量不够稳定，不合格率约20%，造成返 工、停工，致使工程不能按期完成。

2 现状调查

WDB500型稳定土拌和机是潍坊通用机械厂与青州华光路桥电子设备公司于2001年联合生产的， 由于受当时技术条件限制，结构设计存在着缺陷，我们根据该机的生产工艺流程(见图1)，对影响成品料质量的因素进行现场分析。

图1　WDB500型稳定土拌和机生产工艺流程

影响成品料质量的因素主要有水泥含量、含水量、拌和时间、石料级配等，通过化验和分析， 频率统计见表1，并根据统计绘制排列图如图2所示。

表1　频率统计

图2 频率排列

从统计表和排列图中可以看出，影响成品料质量的主要因素是水泥含量不稳定。

3 原因分析

水泥含量不稳定影响因素，利用因果图(见图3)进行分析。

图3　水稳含量不稳定影响因素

我们对全部末端原因进行逐一验证，确定主因(见表2)

表2　水泥含量不稳定原因及分析

由表2分析得出主要原因是：

1)给料机卡死；

2)给料机空转；

3)调速电机不调速。

4 制订对策

针对目标值，我们根据实际工作中出现的问题，利用专业理论知识经过反复地分析论证，决定采用以下5项改进措施：

1)将水泥罐口由φ30cm改成φ100cm；

2)将给料机去掉；

3)改用螺旋电子称(拉力传感器) ：

4)水泥螺旋电机改用先进的变频器进行调速 ；

5)采用KB310连续式配料显示控制器。

改进后的工作原理如图4所示。

图4　改进后的稳定土拌和机工作原理

水泥罐口改大后不再出现水泥起拱现象，水泥由罐口落下直接进入螺旋输送器。通过变频器对螺旋输送器驱动电机进行调速后水泥进入电子称，电 子称的数据通过KB310进行处理后再给变频器一个反馈信号，改变水泥螺旋新的输送速度，形成一 条曲线(见图5)，从而达到合适的目标设定值，然后进入拌锅，整个控制系统形成一个闭环控制系统 (见图6)。

图5　变频调速

图6　闭环控制系统

5 实施对策

根据制订的对策，我们于2005年2月16日在公路局南料厂实施了WDB500型水泥计量装置的 改造，其主要内容包括：

1)将水泥罐口(见图7)加大，并做一闸门，再将原水泥斜螺旋输送器改造成为与闸门能够连接 在一起的漏斗状。

图7　水泥输送

2)由于拌和机工作环境比较恶劣，灰尘比较多，根据变频器能与电机分开的特点，将其置于操作室内，便于操作。其频率与电机转速成正比(见图8)，所以选用温州紫日电气科技有限公司生产的 ZVFG7-4075型变频器。

图8　变频器特性

3)选用型号TSC-500型拉力传感器，500kg，五线制，激励±、信号±，屏蔽(抗电磁干扰)，如图 9所示

图9　TSC-500型拉力传感器

4)选用KB310连续式配料显示控制器。该控制器由西安康柏自动化控制系统公司出品，针对 固、液连续配料设计，可与螺旋输送器配套使用。它具有传感器信号采集、信号适调放大、信 息分析处理、执行器控制等功能，可独立完成单工位配料控制工作。先进的MSP作为中央处理 单元，可完成复杂的运算和数据处理，工作温度为-10℃~60℃，输出4~20mA、0~10V,称重测量 精度为0.05%,采样速度1000次/s，适合改进的需要。

6 效果检查

2005年3月25日，在枣济西路改造工程中，我们对改进的水泥计量设备进行了测试。在整个实验 段施工过程中，水泥计量设备未出现任何故障，且操作灵活、方便，性能稳定，实验效果达到了改进 设计要求(5.5%±0.5%)，见表3。

表3　水泥稳定碎石水泥剂量试验记录

7 巩固措施

1)把结构改造的图纸存档；

2)把变频器、电子秤、KB310控制器说明书存 档，并针对其操作方法对操作手进行专业培训。

8 体会和今后打算

通过努力，圆满完成了本次技术改造工作，收到了良好的效果， 这是我们第一次将先进的电控技术运用到旧设备技术改造中 。但是，该设备的含水量计量装置有待于改进，我们打算使该设备进一步完善， 使其更好的服务于公路建设。

工程建设机械2006.NO.3