第三章稳定土厂拌设备要点.docx

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第三章稳定土厂拌设备要点

第三章稳定土厂拌设备

一、用途

拌制各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料。

稳定土厂拌设备是专门用于拌制各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料的搅拌机组。

厂拌法:

用厂拌设备获得稳定混合料的施工方法。

工作原理:

各种选定物料如石灰、沙石、土粒、粉煤灰等用装载机装人配料机料斗，经皮带给料机计量给出,送至皮带集料机,同时,稳定剂如石灰,水泥等粉料经气送等各种途径送进粉料存仓,由螺旋输送机输入计量料斗，再使用粉料给料机计量给出，送至皮带集料机。

各种骨、粉料由集料机送至搅拌机拌和。

在搅拌机物料入口上部设有液体喷头，根据混合前各种物料的含水量情况，可在此使用供水系统喷加适量的水，以调整混合粉料的含水量，使之达到工程所需的要求。

在必要的情况下，可采用相应的供给系统喷淋各种不同的稳定液。

搅拌混合好的成品稳定土经上料皮带机送至混合料存仓暂存，存仓底部有可控的斗门，开启斗门向停放于存仓下的载货车卸料，然后闭斗暂存、换车

二、类型及适用条件

稳定土厂拌设备可以根据主要结构、工艺性能、生产率、机动性及拌和方式等进行分类。

1、按生产率大小

根据生产率大小，可分为小型（生产率小于200t／h）、中型（生产率200-400t／h）、大型（生产率大于400—600t／h）和特大型（生产率大于600t／h）4种。

2、按设备拌和工艺

根据设备拌和工艺可分为非强制跌落式、强制间歇式、强制连续式等3种。

非强制跌落式

强制间歇式

强制连续式：

单卧轴、双卧轴（多）

稳定土厂拌设备的组代号定义为ＷＣ，型类别中将其分为“自落式和强制式”，相应的代号定义为Ｚ和Ｑ，而特性类别却为空白，并规定其主参数代号为设备的生产率。

就此稳定土厂拌设备分为“自落式稳定土厂拌设备”，型号为ＷＣＺ和“强制式稳定土厂拌设备”，型号为ＷＣＱ。

所谓设备的“自落式和强制式”，是就设备搅拌机的搅拌型式而言，因自落式搅拌机存在搅拌时间长、搅拌均匀度差、不易于实现高效化的连续性作业方式，因而，在稳定土厂拌设备的研制之初，该种搅拌方式就被予以了否认，也就是说，“自落式稳定土厂拌设备”一开始就不复存在，因而对其型号的规定也就无意义可谈。

相反，由于强制式搅拌机存在搅拌均匀度好、结构简单、易于实现整套设备的高效化连续性作业方式，因而在设备的研制一开始便被得到首肯，故而目前所有的稳定土厂拌设备的搅拌机均为连续强制式结构，舍其无二。

在强制连续式中又可分:

单卧轴强制搅拌式和双卧轴强制搅拌式在诸多的形式中，双卧轴强制连续式是最常用的搅拌形式。

3、按设备布局及机动性

移动式

分总成移动式

部分移动式

可搬式

固定式

根据设备的布局及机动性，稳定土拌和设备可分为移动式、分总成移动式、部分移动式、可搬式、固定式等结构形式。

三、发展概况

我国80年代开始研制稳定土厂拌设备，生产率多在50—300t／h，1998年已有500t／h的厂拌设备推向市场。

国产设备基本技术性能一般都能达到施工技术规范所规定的要求，价格远低于国外同类规格的设备。

但是，国产设备在技术性能、外观质量、耐用性、制造精度等方面和国标先进设备相比还存在一定差距。

因此，提高我国产品技术性能及质量、发展新品种、多规格的系列产品及大型化是我国开发研制稳定土厂拌设备的主要方向。

随着我国公路建设事业的高速发展，对稳定土厂拌设备的需求也在增长，市场前景看好。

一些筑路机械生产企业积极引进、消化国外同类产品的先进技术，填补国内现有稳定土厂拌设备相关应用厂拌设备相关应用技术的空缺，完善其功能，有些已经在整体技术上达到国外同类机型现有技术水平。

国际上发达国家生产的稳定土厂拌设备已形成系列产品。

生产率一般为200—1200t／h。

集料计量大多采用自动控制的连续称量技术，级配准确且精度高。

搅拌器随厂家不同在结构上各有特点，但都具有传动合理、适应性强、拌和效率高、使用寿命长和易于保养等优点；同时，重视采用计量、防污染、防离析等方面的新技术，并在不断改进和发展，总趋势可归纳如下：

1．细颗粒含水率快速连续检测技术

水量的多少对水硬性结合料的力学性能和施工性能有着重要的影响，目前各厂家生产的厂拌设备，几乎都采用连续强制搅拌方式，这就要求厂拌设备的供料系统不仅具有快速检查原材料含水率的能力，而且必须是连续的检测。

这方面技术已取得很大进展，电容式、中子式、红外线等粒料含水率快速连续检测仪即将推向市场。

2．既能连续又能间歇强制拌和的多用途厂拌设备

为了扩大厂拌设备的使用范围，使厂拌设备不仅能拌制稳定材料，也能拌制各种水泥混凝土混合料，国外一些厂家正在研究多用途的厂拌设备。

这种厂拌设备具有连续搅拌作业和间歇搅拌作业两种功能。

通过在控制室操作键盘可方便地转换物料计量程序，实现物料的连续计量与输送或分批计量与输送。

在连续计量时，搅拌器中的搅拌桨叶安装角度一致，构成常用的双卧轴强制连续搅拌器，可满足连续生产稳定土材料的需要。

在间歇计量时，搅拌器中的

几个桨叶通过改变安装角度，能使物料在搅拌器中循环运动，因而变成双卧轴强制间歇式搅拌器，其搅拌时间可随意设定，这种分批计量的搅拌方式，能满足拌制水泥混凝土或其他需要长时间搅拌特殊材料的需要。

该设备的关键技术在于物料的计量控制技术及特殊搅拌器的多功能特性。

目前该种设备还处在研究阶段，预计不久可推向市场。

3．各主要组成部件的搭配

多数厂家生产的稳定土厂拌设备，都由多个总成相互组

性能的前提下，其部件可以根据用户实际需要进行不同的组合，其总体布局也可根据施工场地的要求而变化。

例如，在生产率为300t／h的条件下，根据用户需要，生产厂可提供由2—4个配料斗为一组的配料装置，粉料仓可提供立式料仓或卧式料仓，总体布局可布置成“一”字型或“』”字型等多种型式。

因此，研究和开发结构形式多样、布局更为灵活的厂抖设备，也是各生产厂家普遍重视的课题之一。

四、构造

工作流程图

稳定土厂拌设备的总体组成及流程如图所示。

（PPT）

稳定土厂拌设备拌制水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土。

这里的水泥稳定t土和石灰稳定土都是一个广义的名称，它既包括各种稳定细粒土，也包括各种稳定中粒土和粗粒土

1、配料机组：

料斗及相应的配料机（配料皮带机及驱动装置）

配料机的作用：

将物料从料斗中带出并计量

改变斗门开度和配料输送机速度可改变供料量

驱动：

配料皮带输送机用调速电机或液压马达—减速器

（配料机组一般由几个料斗和相对应的配料机、水平集料皮带输送机机架等组成。

每个配料机都是一个完整独立的部分，可根据用户需要进行组配。

如图所示，配料机由料斗、料门配料皮带输送机及驱动装置等组成。

料斗由钢板焊接而成，通常在上口周边装有挡板，以增加料斗的容量；斗壁上装有仓壁振动器，以消除物料结拱现象。

根据物料的种类和下料的实际情况，通过调整振动电机的偏心块来调整其振动力的大小。

在配料过程中，根据实际情况对料斗进行间歇振动。

料斗上口还装有倾斜的栅网，以防装载机上料时将粒径过大的矿料装入料斗而影响供料性能。

装粘性材料用的料斗内部必须装置有强制破拱器，破拱型料斗一定要装栅网，才能保证安全生产。

出料闸门安装在料斗下方，调节开启度可以改变配料皮带输送机的供料量。

配料皮带输送机用调速电机或液压马达通过减速机驱动，皮带输送机后部有张紧装置，用于调节皮带输送机正常张紧度和修正皮带跑偏量。

配料机的作用是将物料从料斗中带出并对材料计量。

改变斗门开度和改变配料皮带输送机的速度均能改变单位时间内的供料量。

根据设备的实际生产情况，在确定了配料斗的生产率后，计算调整电机的转速时，配料斗斗门开启高度既要大于物料直径保证顺畅出料，同时又要尽可能保证调整电机的转速避开低速区，使其在中高速区（500—1000r／min）运行，以延长其使用寿命，保证配料精度。

机架为型钢焊成的框架结构，起支承作用。

在移动式的配料机组中机架还应有轮系、制动装置、拖挂装置、灯光系统等，必须具备行走功能并保证行驶的安全性。

）

2、集料皮带输送机和成品料皮带输送机

输送带张紧装置

支承托辊

（WDB300型稳定土厂拌设备的成品料皮带输送机简图。

集料皮带输送机用于将配给机组供给的集料送到搅拌器中；成品料皮带输送机用于将搅拌器拌制好的成品料连续输送到储料仓。

稳定土厂拌设备的皮带输送机与通用皮带输送机的

工作原理和结构形式相同，简述如下：

1）输送带

皮带输送机是能够水平或倾斜方向输送物料的连续式运输机械，具有很高的生产率。

皮带输送机的输送皮带既是承载构件又是牵引构件，依靠皮带与滚筒之间的摩擦力平稳地进行驱动。

输送带是一条无端的具有相当宽度的条带，有织物芯胶带和钢绳芯胶带两种型式。

稳定

土厂拌设备由于运距和运量不是很大，通常采用织物芯胶带。

织物芯胶带由棉线织成衬里，经线与纬线相互交织，其构造如图10-7所示，张力由经线承受。

数层织物相互间用橡胶粘合在一起，就形成织物芯衬垫，然后在衬垫的上下及二侧覆以橡胶。

以保护中间的织物芯不受机械损伤及周围介质的有害影响。

上覆面是承载面，直接与物料接触，承受着物料的冲击和磨损，胶层厚度一般在3—6mm之间；下覆面胶层一般较薄，其厚度通常为1．5—2mm之间。

侧边橡胶覆面的作用是：

当输送带跑偏，侧面与机架接触时，保护其织物芯不受机械损伤。

输送带的覆面通常采用高耐磨性橡胶。

输送带的张力由衬垫层承受，带的强度取决于带的宽度和衬垫层数。

同时，为使输送带有足够的横向刚度，使之在两支承托辊之间保持槽形，不至过分变平而引起撒料和增加运动阻力，带宽与衬垫层数之间保持一定的关系。

橡胶输送带端头的连接有机械接头和硫化接头两种。

机械接头对带芯有损伤，故接头强度低，使用寿命短，并且接头经过滚筒时对滚筒有损害，在一部分短距离移动式的皮带输送机上采用。

硫化接头的输送带有较好的使用性能和较长的寿命。

织物芯胶带的硫化接头大都在现场采用专用设备连接。

在硫化之前，将端头按衬垫层数切成阶梯状，如图10—8所示，然后将两个端头互相很好地贴合，用压板定位后加热进行硫化连接。

硫化接头能承受较大的拉力。

2）支承托辊

托辊的作用是支承输送带上的物料重量，使输送带沿预定的方向平稳地运行。

常用的托辊如10-9图所示。

3）张紧装置和清扫装置

张紧装置的作用有：

（1）保证皮带在驱动滚筒的绕出端有足够的张力，使所需的牵引力得以传递；防止皮带打滑。

（2）保证输送机各点的皮带张力不低于—定值，以防皮带在托辊之间过分松驰而引起撒料和增加运动阻力；

（3）补偿皮带的塑性伸长和过渡工况下弹性伸长的变化；

（4）为输送机皮带重新接头（更换新带）提供必要的行程。

稳定土厂拌设备的皮带输送距离较短，成品料皮带输送机又有相当的坡度，其张紧装置一般布置在输送机尾部，并以尾部滚筒作为张紧滚筒。

一般采用固定式张紧装置，其张紧滚筒在输送机运转过程中位置是固定的，张紧行程的调整通常采用手动的螺旋张紧装置。

）

3、结合料配给系统

包括粉料储仓、螺旋输送机和粉料给料计量装置

粉料储仓按结构形式分为立式储仓和卧室储仓。

立式储仓具有占地面积小、容量大、出料顺畅等优点，这种储仓更适合于固定式厂拌设备使用。

卧式储仓同立式储仓相比，仓底必须增设一个水平螺旋输送装置，才能保证出料顺畅。

但卧式储仓具有安装和转移方便，上料容易等优点，广泛用于移动式、可搬式等厂拌设备。

1）立式储仓给料系统

立式储仓给料系统如图所示，主要由仓体、螺旋输送器、粉料计量装置等组成。

储仓用支腿安装在预先准备好的混凝土基础上，并用地脚螺栓固定。

立式储仓进料方式一般是用散装罐车将水泥、石灰等结合料运到稳定土拌和厂，依靠气力将粉料送人粉料输入管并送进储仓。

工作时粉粒由计量装置给出，依靠螺旋输送器直接送到搅拌器中，或者计量装置给出的粉料送往集料皮带机，由皮带机将结合料连同骨料一起送往搅拌器。

2）卧式储仓给料系统

图10—11所示为WCB200型稳定土厂拌设备的卧式储仓，卧式料仓给料系统与立式系统的工作过程和计量方式基本相同，由散装水泥运输车运来的生石灰粉或水泥被泵人卧式储仓内，也可由储仓顶部的进料口用皮带机、装载机或人工装入。

储仓生石灰粉（水泥）在仓内靠自重下降，经存仓底部的螺旋机构，进入螺旋输送机，再进入粉料给料机上方的小斗内，然后由粉料给料机按调定的比例计量给出。

图10-12为WCB200型稳定土厂拌设备的粉料配料机。

配料机上方小料斗的壁上，安装了两个料位器，一料位器控制上限，另一料位器控制下限，其输出信号用于螺旋输送器的起、停控制，其目的是保持粉料配料斗内始终有一定的料量，防止料量的变化，影响配料精度。

4、搅拌器

多用双卧轴强制连续式搅拌器，其生产能力大，效率高、体积小

无衬板搅拌器

驱动型式

•电动机—减速器—链轮—搅拌轴

•电动机—液压泵—液压马达—齿轮减速器—搅拌轴

•电动机—蜗轮蜗杆减速器—搅拌轴

•电动机—液压泵—液压马达—皮带传动—锥齿轮传动—搅拌轴

•发动机—分动箱—液压泵—液压马达—齿轮减速器—搅拌轴

（搅拌器是稳定土厂拌设备的关键部件。

它的结构形式有多种，其中双卧轴强制连续式搅

拌器具有适应性强、体积小、效率高、生产能力大等特点，是常用的结构形式。

图10-14示出了WDB300型稳定土厂拌设备的双轴卧式搅拌器。

搅拌器主要由两根平行的搅拌轴、搅拌臂、搅拌桨叶、壳体、衬板、进料口、出料口以及动力驱动装置等组成。

搅拌器的壳体通常作成W型拌槽，由钢板焊制而成。

为保证壳体不受磨损，在壳体内|侧装有耐磨衬板。

搅拌器轴可用方形或六方形钢管等制成。

搅拌臂用螺栓连接或焊接在搅拌轴上。

桨叶用螺栓固定在搅拌臂上、，也有在桨叶和搅拌臂之间加装桨叶座的结构形式。

搅拌桨叶有方形带圆角、矩形等各种形状。

·

搅拌器的工作原理是：

进入搅拌机内的骨料、粉料和水，在互相反转的两根搅拌轴上双道螺旋桨叶的搅拌下，受到桨叶周向、径向、轴向力的作用，使物料一边产生挤压、摩擦、剪切、对流从而进行剧烈地拌和，一边向出料口推移。

当物料移到出料口时，已得到均匀地拌和并具有压实所需的含水量（含水量由供水系统调节控制）。

5、供水系统

供水装置是稳定土厂拌设备的必要组成部分。

WdB200型厂拌设备的供水系统由水泵（带电动机）、水箱、三通、供水阀、回水阀、流量计、管路等组成（图10—17）。

6、成品料仓

用来存贮稳定土成品。

结构形式：

仓直接装于搅拌器底部；

直接悬挂在成品料皮带输送机上；

固定安装式；

斗门启闭速度应同步

（成品料仓是稳定土厂拌设备的一个独立部分，其功用是在运输车辆交替或短时间内无运输车辆时，为使厂拌设备连续工作而将成品料暂时储存起来。

成品料仓的结构形式有多种，常见的有：

料仓直接安装在搅拌器底部；直接悬挂在成品皮带输送机上；带有固定支腿，安装在预先设置好的水泥混凝土基础上。

为了防止卸料时混合料产生离析现象，需控制卸料高度。

卸料高度越大时，其离析现象也越严重。

因此，有些设备的料仓设计成能调节卸料高度的结构式。

成品料仓的容积通常设计成5—8m3的储量，-特别是悬挂式的成品料仓，其容量不能过大。

使用小容量成品料仓的厂拌设备时，运输车辆的调度等生产组织管理必须要精确安排，否则会发生停机候车现象。

稳定土厂拌设备在一个台班工作时间内有多次停机、启动时，不但耽误工时造成生产率不能充分发挥，也会使稳定土的拌制质量受到影响。

固定安装式成品料仓由立柱、料斗及放料斗门启闭机构等组成。

放料斗门通常采用双扇摆动形式，斗门的启闭动作可用电动、气动或液压控制。

图10—18为WCB200型稳定土厂拌设备的成品料仓简图和斗门启闭机构液压控制系统原理图。

不论气动还是液压控制斗门的启闭，通常都采用电磁阀操纵。

）

五、控制系统

（一）、电气系统

组成：

电源、各执行元件、电气运行显示系统、电气操纵控制系统。

控制系统的形式：

计算机集中控制和常规电器元件控制

保护装置构成：

过载和短路保护装置。

监控系统：

工作机构的工作状态指示灯、微机显示监控

控制方式：

自动控制和手动控制。

这两套系统装置在操作是可自由切换。

基本原则：

任何型式的控制系统都必须遵守工艺路线中各设备启动和停机程序。

启动顺序：

搅拌器电机（其完成Y-△转换）——搅拌器电机全速运行—启动其它电机。

停机顺序：

最后关停搅拌器电机。

人员配置：

2名熟练的操作人员。

一人在控制室负责整台设备的启动；一人在设备工作中巡逻各机构的工作情况。

附件：

仓壁振动器，用于消除料斗的结拱现象。

例：

卧式储仓结合料供给系统

该系统由倾斜螺旋输送器电机M1和水平螺旋器驱动电机M2组成。

M1和M2有连锁功能，即启动M2时，M1同时启动，但M1可以单独启动、停止。

这两个电机分别由高、低料位器自动控制。

无料时，低料位指示灯亮，两螺旋输送器启动加料；当高料位器检测出料已足够时，高位指示灯亮，两螺旋输送器停止加料。

（二）、物料计量控制技术（本节核心）

方式：

配料机计算方式有容积式和称重式。

现状：

由于称重式计量精度高于容积式。

故现今称重式比较流行。

分类（称重式）：

电子皮带秤、核子秤、减量秤等。

作用：

负责物料的称量和输送控制。

1、电子皮带秤

概念：

电子皮带秤系在皮带输送机的适当部位装一组或多组计量拖辊，用以计量物料的瞬间和累计质量。

组成：

机械部分-承载和输送物料。

传感器-把质量信号装换成电信号。

二次仪表-把传感器的电信号进行处理、放大和显示。

电子皮带秤的优缺点：

电子皮带秤能对砂、碎石、煤炭等散粒物料精确计量，其动态精度为5%。

其具有具有精度高、稳定性好，使用维护方便、价格低廉等优点。

但其在投入使用后必须定期进行校验，为确保使用精度。

另外，皮带的刚度和张力，皮带的摩擦力，秤框上的拉簧、十字簧片支承上的污物的粘结等都会引起计量误差。

所以，一般的产品长期测量误差都有2%。

GGP系列皮带秤发展过程及现状：

GGP-50型------80年代中期研制、生产，采用了双杠杆多托辊称量框架和比较先进的设计原理。

GGP-87型（微机皮带秤）-------国家“七五”重点公关项目，系统精度I级～II级（0.25%～5%）。

GGP—87型电子皮带秤简介：

主要特点：

1）高精度、高稳定性

内部电路选用进口高精度、低温漂、低噪声运算放大器和中大规模集成电路，结构简单，性能可靠。

2）面板采用高强度PVC材料，外形美观，安装方便。

触摸式按键手感好，可靠方便。

3）量化的标定方式使各种参数调节变得更为直观方便，无需拉出机芯便可进入各种现场设定。

4）可靠的失电保护功能使各种参数既可方便的输入，又无丢失的烦恼。

5）选用发光数码管，显示直观，清晰醒目，无视差。

6）适应性强，可根据不同使用场合进行修改。

7）带有0－10mA或4－20mA输出。

主要技术指标：

1）系统动态误差：

 ±0.25%，±0.5%，±1%

2）称量范围：

 10t/h～1000t/h

3）皮带宽度：

 500mm,650mm,800mm,1000mm,1200mm,1400mm

4）皮带速度：

 0.02m/s～2.5m/s

5）皮带机倾角：

0°～18°

6）使用环境：

 温度：

传感器-30℃～＋50℃ 显示仪表 0℃～40℃ 相对湿度：

≤90%

7）电源：

 交流220V（＋10%、－15%），50Hz

8）仪表尺寸：

 320mm×160mm×500mm    200mm×100mm×250mm开孔尺寸：

 305mm×150mm     193mm×93mm

2、核子输送机秤

核子秤是一种非接触式的散装物料在线连续计量和监控装置，是利用物料对γ射线束吸收的原理，对输送机传送的散装物料进行在线连续计量的新一代计量器具。

（1）、原理：

核子秤的放射源稳定地放射出γ射线，在秤体支架构成的平面内呈扇形照射，物料从秤体支架中间穿过，放射源射出的γ射线，一部分被物料吸收，其余部分穿透物料，照射到γ射线探测器上，并行成电离电流。

根据γ射线穿过物料时，其强度与物料的质量按指数规律衰减的原理。

主机作为信号处理和控制系统，根据电离电流和输送机提供的速度信息，可适时计算出物料的流量，并完成产量计算、流量计算、配比控制、定值控制、打印各种产量报表、数据通讯联网等多种计控功能。

（2）、组成：

测量装置、速度计和操作装置

具体如下：

放射探测器、放射源、秤体支架：

A型支架和龙门支架、开关、主机

（3）、应用：

广泛应用于矿山、建材、化工、冶金、电力、煤炭、轻工、食品、粮食、油脂、酿造等行业。

可在高温、高粉尘、强震动等恶劣环境下使用，实现了对皮带机、螺旋绞刀、链斗机、刮板、锚链、提升机等多种设备输送物料的在线计量、配料与控制。

作业

•稳定土厂拌设备由哪几大系统组成及各个系统的功能；

•绘出水泥混凝土拌制工艺流程图。