WD500A稳定土厂拌设备主要结构概述及原理说明

2007-08-16 23:28:06

WD500A稳定土厂拌设备主要结构概述及原理说明
ＷＤ５００Ａ稳定土厂拌设备主要由配料机组、粉料供给系统、供水系统、集料皮带机、搅拌机、上料皮带机、混合料存仓及电气控制系统等功能单元组成。
１．配料机组
配料机组由多台（标准配置为４台，可根据用户的需求而适当添置）配料机组成，主要用于骨料（碎石、砾石、砂、土壤等）及消解石灰、粉煤灰等物料的级配工作。而对于粘性较大、易结拱的物料，则需选用配有强制破拱装置的配料机。同时在倾角较小的斗壁外侧装有振动电机，通过对料斗的振动来达到对物料进行强制剥离的目的，防止物料的粘附，进行振动辅助下料。
标准配套的配料机组由３台一组及单独ｌ台配料机组成，当某种级配物料在成品料中的含量较大，且级配量超过配料机的单台生产率时，则可选用多台配料机来承担同种物料的级配工作。
（１）结构
配料机由料斗、级配皮带机、料斗架及栅栏等组成。料斗的斗体用钢板焊接而成；出料门的开度采用手动调节，其开度的大小可在０～２００ｍｍ范围内调节，当斗门开启高度一旦调定后，应拧紧斗门侧面的两个锁紧螺栓。
斗架是为采用型钢焊接而成的框架式结构，用以支承料斗及其中的级配物料重量。
配料斗内装有栅栏，用于剔除超限值的物料，栅栏一般以倾斜方式放置，以便于物料在滑动中落入料斗内。
级配电子皮带秤采用电动滚筒驱动，变频调速控制的方式，并最终通过变频调速控制器实现电动滚筒转速的改变，来方便地改变皮带秤的转速。其后部的张紧装置用于皮带的张紧度和对中性的调整。
（２）工作原理
为保证物料的连续配给精度，该系统中采用压力传感器和速度传感器来连续采集物料的瞬时流量信号和速度信号，该两种信号在通过信号放大器后，被送入工业控制计算机中，由工业控制计算机对该两种信号进行积算，并在与标准设定值比较后自动发出控制信号，而后通过变频调速控制器调整皮带秤的转速，从而保证实际的物料配给量与设定给料量趋于一致。
２．集料皮带机
集料皮带机主要用于将配料机组计量送出的物料输送到搅拌机中进行拌和，其结构和工作原理与通用的皮带输送机相同。
集料皮带机主要由机架、输送带、托辊组、电动滚筒、改向滚筒、张紧机构、清扫装置和支腿等组成。机架为槽钢结构，由水平段和倾斜段两部分组成。
３．供水系统
供水系统是厂拌设备的必要组成部分，其主要用于水的级配供给，以调节成品料的含水量，达到工程施工的要求。
（１）结构
供水系统主要由管路、潜水泵、电动调节阀、数显靶式流量计和喷水管等组成，管路由防锈管件组成。流量计为直读型，显示流量瞬时值。
（２）工作原理
水池的水由潜水泵泵出，而后经管路中的流量调节阀及旁路阀联合调节至实际需求值（流量计显示），最后经置于搅拌机入口处的喷水管喷出，从而达到对进入搅拌机的物料进行喷淋的目的，并使混合料保持一定的含水量。在对水泵的实际供水量需求较小时，打开旁路阀让一部分水流回水箱，可减小水泵壳腔内的压力，延长水泵的使用寿命。
单独打开旁路阀，即可用于对设备及场地的清洗。
４．粉料供给系统
水泥供给系统主要由水泥存仓、螺旋给料机及粉料皮带秤等组成，用于水泥的存储、输送转移及计量。其中，存仓主要用于粉料的临时性贮存，螺旋给料机及粉料皮带秤主要用于将存仓中的水泥输送、转移及计量。
水泥供给系统主要依靠气力将散装水泥输送至立式的水泥仓，工作时由设置在其底部的螺旋给料机将水泥送至电子皮带秤中。
①散装水泥供给系统的存仓为直立圆柱式结构，总储存能力约为１００ｔ，存仓密封防雨、防潮。
注：直立圆柱式水泥仓的容积大小可根据用户各自的需求量身定制。
②存仓出口处设有插板阀，便于螺旋给料机的维护、保养。
③螺旋给料机则主要由螺旋管及螺旋轴等组成。生产过程中，根据需要的级配量，通过调节电机的转速，便可方便地获得所需的粉料流量。
④螺旋给料机采用“电机减速机”驱动、“变频调速”控制的方式，与设备的最大生产能力有良好的匹配，通过变频器实现电机转速的改变，来方便地改变螺旋给料机的转速。
⑤螺旋给料机的生产率由电机的转速决定，改变其参数将改变其物料的级配量，从而达到改变混合料中物料配比的目的。螺旋给料机转速在控制室按设定的范围可进行无级调速，调速方式为变频调速。
⑥工作时由泵送或人工加入“水泥供给系统”存仓内的粉料靠自重下降，而后经存仓底部的螺旋给料机将其转入粉料皮带秤内，按实际需求计量给出的粉料直接进入搅拌机中。
⑦粉料皮带秤工作原理为：根据压式传感器上传来的重量信号与测速传感器（或变频器）传来的速度信号进行积分而得到流量的，再根据此流量与设定值进行比较，工控机调节螺旋给料机的频率，使水泥输送量始终在设定值附近，形成一闭环系统。物料重量一般通过皮带和杠杆作用在传感器上。连续动态称重保证了水泥计量的精度与稳定性。
５．搅拌机
搅拌机是厂拌设备的关键部件，其有多种结构形式。本套设备的搅拌机为无衬板、双卧轴强制连续式结构。双卧轴强制连续式搅拌机具有适应性强、体积小、效率高、生产能力大等特点。而无衬板搅拌机则以搅拌叶片与搅拌缸之间形成的物料静止层为柔性耐磨层，代替了刚性的合金耐磨层，从而可有效地避免闷车、楔石、卡死等事故的发生，并可减小功率损耗，提高了搅拌机的可靠性和使用经济性。同时可实现高速搅拌，使物料在拌和中呈“沸腾”状，大大提高了搅拌的均匀性。
（１）结构
该无衬板、双卧轴强制连续式搅拌机主要由搅拌器、机架及动力驱动装置等组成。搅拌器为双卧轴强制式结构，由Ｕ形搅拌缸和两根相向旋转的搅拌轴及其上的搅拌臂和排列的搅拌叶片等组成，叶片为耐磨材料所制，磨损后可方便地予以更换。动力驱动装置主要由电机、减速器、同步齿轮及联轴器等组成，以确保搅拌轴的合理转速和同步运作。机架为型钢焊接而成的框架式结构，用于支承搅拌器、动力驱动装置及所搅拌物料的重量。
（２）工作原理
进入搅拌器中的级配物料及水或添加剂等，在相向旋转的搅拌叶片的剧烈抛掷、挤压、推切作用下，一面作混合运动，一面向出料口移动，从而达到充分均匀地拌和的目的，到达出料口时已被搅拌均匀的成品混合料便从出料口排出，落到上料皮带机上。
６．上料皮带机
上料皮带机主要是把经搅拌机拌制好卸出的混合料输送到混合料存仓中暂存，以备运输车辆装载并运送到施工地点，其结构和工作原理与通用的皮带输送机相同。
上料皮带机主要由机架、输送带、托辊组、电动滚筒、改向滚筒、张紧机构和支腿等组成。机架为型钢结构，由头架、尾架及中机架三部分组成。
７．混和料存仓
混和料存仓主要用于混和料的暂存，以便于车辆的交替、周转和调配。
混和料存仓主要由仓体、机架、斗门开启机构、气缸及支腿等组成。仓体固结在机架上，并在其侧壁上装有气缸，用来控制卸料斗门的启闭，其具有自锁功能的四连杆机构，确保两斗门的同步运作，防止物料在车辆中的偏卸、偏载。机架架设于四根支腿上，支腿则用地脚螺栓固定在混凝土基础上。
８．电气控制系统
（１）系统简介
电气控制系统采用元器件在控制柜内集中布置和操作台面板（或软件界面）集中控制的方式，并通过控制电路中设置的过载和短路保护装置及工作机构的工作状态指示灯，来达到对整套设备的电路进行有效保护和设备运转情况进行直接显示监控的目的。
电气控制系统主要由强电控制部分和计算机控制部分两部分组成。
强电控制部分包括强电柜和操作台。强电柜中设有总开关、断路器和其它与设备工作容量及工况相适应的电器元件，其中，断路器作为各电机的欠压、过载及短路保护之用，且具有体积小、重量轻、寿命长、脱扣迅速、动作可靠、电流整定稳定、分断能力高、操作方便等优点。各监控仪表、主令元件、指示元件等集中布置在操作台的面板上，以方便操作和监控。接通控制电路后，操纵其相应的主令元件，便可达到需求的目的，简捷易行。本系统采用三相３８０Ｖ、５０Ｈｚ交流电源供电，控制电源则采用２２０Ｖ交流电。
计算机控制部分主要由工业控制计算机（或ＰＣ机）、变频器、控制软件及相关元器件组成。
１）系统软件的特点：
Ａ、在Ｗｉｎｄｏｗｓ平台下编制应用软件。
Ｂ、应用软件采用标准工业组态软件或性能不低于工业组态软件的软件。
Ｃ、应用软件具有汉字操作系统，全界面为汉字界面。
２）应用软件的特点：
Ａ、可以在线进行多种物料的总量设定或单台流量设定、流量比例设定。
Ｂ、系统设有单台秤的动态模拟显示图。
Ｃ、系统有设定流量与实际流量的实时动态趋势图显示，即流量跟踪设定的动态曲线图或棒图。
Ｄ、电脑负责实时参数的显示和历史数据的管理。
Ｅ、系统对每次运行的累计产量、配比等参数可查询和打印。
Ｆ、系统具有密码设置功能，能够保证系统的安全性。
Ｇ、进出计算机（核心）的所有信号均进行光电隔离，隔离电压在２０００Ｖ以上。
Ｈ、系统具有自诊断功能，可对缺料、卡料等情况进行诊断，并配备了必要的报警设施。
总之，该控制系统有以下主要功能：
Ａ、屏幕显示，汉字引导操作，易学易懂，可靠性强。
Ｂ、有多用户服务功能。
Ｃ、能精确控制各物料的称重，保证各物料的称量精度。
Ｄ、动态显示工艺流程图及生产过程中各种数据的实时值。
Ｅ、可根据生产需要方便地调整各种物料的设定值。
Ｆ、可自动检测错误并报警
Ｇ、具有完善的管理功能。
电气控制系统设有“手动和自动”两种控制模式，通过操作台面板上的手动、自动功能转换开关，可方便地实现二者的相互转换。手动控制由操纵操作台面板上的相应主令元件来实现，而自动控制可按设定的工艺流程来实现对设备的有效控制。
（２）系统操作
合上强电控制柜的低压断路器ＯＱＦ和ＱＦ，电压表指示３８０Ｖ±２０Ｖ时即可开始正常工作，此时电源指示灯亮。
首先通过“手动一自动转换开关”选择设备的控制方式。
★手动控制
通过“手动一自动转换开关”选择手动控制的操作方式。
二位置钥匙选择开关旋至“开“档。
在电铃响过以后，根据控制面板上各主令控制元件的名称标识，顺序启动“空压机、上料皮带机、搅拌机、集料皮带机、各配料机、螺旋输送机、螺旋电子秤、叶轮给料机等”。
合上计算机控制柜的电源，按计算机上先行设定设备的生产率与各物料的配比（具体操作方法及注意事项详见“公路稳定土配料控制系统技术使用说明书或称重配料控制系统操作手册”），依次运行变频器，通过计算机来控制各配料机构的运行。
启动水泵电机，则该稳定土厂拌设备即开始了正常的工作生产。
水泵电机启动后，应根据原始物料的含水量及实际需求量对供水系统的供给量通过阀门的调节来进行相应的调整。操作中要注意打开回水阀，减小水泵壳腔中的压力。
若混合料存仓需要向停放于其下的运输车辆卸料，则需操作“存仓开闭”按钮即可。
若配料机中出现物料的堵塞及下料不畅等情况，则可启动相应的配料机的“振动电机”进行间歇式振动，通过其激振力的作用来达到强制下料的目的。下料正常后，则应停止振动，以防连续性振动而对配料机的结构产生破坏作用。
若装有粘性物料的配料机出现物料的堵塞及下料不畅等情况，可启动“破拱电机”，予以强制给料，也可与“振动电机”一并使用。但要注意振动电机的间歇性使用。
若粉料供给系统中的水泥存仓发生物料起拱或堵塞现象，则可在启动空压机后，按下“气破拱”的操作按钮，此时指示灯亮，表示“气破拱”已开始工作。在供料正常的情况下，可不启动该“气破拱”装置。
在生产过程中，因运输车辆或摊铺能力不足等原因而导致设备短时间内不生产时，可按下“断料开关”，使配料机组和粉料供给系统停止供料；同时关闭水泵电机，使供水停止；而保持其余电机的正常运行。
若整套设备停止运转，则需顺序关闭“各配料机、叶轮给料机、螺旋电子秤、螺旋输送机、集料皮带机、水泵电机、搅拌电机、上料皮带机等”，并拔下钥匙开关上的钥匙，然后断开“低压断路器ＱＦ和０ＱＦ”即可。
★自动控制
通过“手动一自动转换开关”选择自动控制的操作方式。
二位置钥匙选择开关旋至“开“档，设备即开始正常启动。
合上计算机控制柜的电源，在计算机上先行设定设备的生产率与各物料的配比（具体操作方法及注意事项详见“公路稳定土配料控制系统技术使用说明书或称重配料控制系统操作手册”），参数设定完成后，即可打开变频调速控制器的电源，通过计算机来控制各配料机构的启动与运行。该稳定土厂拌设备即开始了正常的工作生产。
需要说明的是，由于“振动电机、破拱电机和混合料存仓中气缸”都是独立控制，所以自动控制方式下仍需手动操作其相应的主令开关。其操作方法同上述的“手动控制方式”。
在生产过程中，因运输车辆或摊铺能力不足等原因而导致设备短时间内不生产时，可按下“断料开关”，使配料机组和粉料供给系统停止供料，同时关闭水泵电机，使供水停止，而保持其余电机的正常运行。
若整套设备停止运转，需把“手动一自动转换开关”切换到手动控制的方式上，再按相应的顺序停机。
★几点说明
开机前，应按下“开机警告“按钮，以示告警，室外电铃响过几次后，并确定不会有危险发生时再行开机；也可通过扩声器予以警告。正常生产中，偶遇紧急情况也可通过此种方式予以警告。
正常生产中，如遇紧急情况，在不得不采取全部停机的情况下按下“紧急停止”按钮，此后所有电机均停止运转。但由于各种物料尚没有输送完，故将给再次开机造成不必要的麻烦（必须将搅拌机、集料皮带机和上料皮带机上的物料全部清除后才能再次开机）。
●注意：一般情况下不可按此按钮。
在混合料存仓开启或关闭时，为达到准确地装卸物料，可通过话筒及扩声器对外喊话，以便于司机调整载重车在混合料存仓下的位置。该话筒及扩声器也可在开机前作警告用，或者在生产过程中出现意外或将发生意外时予以提醒室外工作人员用。
粉尘和高温对控制柜的可靠性有很大影响，请注意保持操作房内的清洁，同时在室温超过２５℃时请打开空调予以降温。
在不启动其它电机的情况下，可单独启动水泵电机进行场地或设备的清洗。

原作者：徐工研究院　李梅英　陈言国　刘占胜　刘栋梁　谢全权　雷雄波
来源：徐州工程机械杂志