水上攪拌站設(shè)施的布置方法及配置選取建議

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隨著我國(guó)橋梁建設(shè)特別是大橋梁建設(shè)的發(fā)展，混凝土質(zhì)量要求越來(lái)越高，澆筑的數(shù)量越來(lái)越大，澆筑速度越來(lái)越快。為解決大橋梁混凝土的施工問(wèn)題，有必要研制一種水上混凝土攪拌站，以滿足大橋梁的混凝土施工需求。以下結(jié)合工程實(shí)踐，就水上混凝土攪拌站的研制進(jìn)行了一些探討。

1　設(shè)計(jì)要求

根據(jù)水上混凝土攪拌站的應(yīng)用特點(diǎn)，應(yīng)滿足如下要求：

1)保證工程所需的混凝土生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)率要求。

2)能自動(dòng)完成砂、石、水泥、水、粉煤灰、添加劑等混凝土配料的計(jì)量配方工作，并符合國(guó)家有關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3)設(shè)備整體布局合理，重心低，滿載和空載時(shí)確保船體的平衡性和一定的抗風(fēng)浪能力。

4)投資費(fèi)用低，使用維修方便，各部件盡量應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

5)可靠性要求高，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。

2　設(shè)計(jì)方案

水上混凝土攪拌站主要由攪拌機(jī)、水泥、粉煤灰倉(cāng)及螺旋輸送機(jī)、砂石料倉(cāng)及皮帶輸送機(jī)、水泥粉煤灰稱斗、砂石料稱斗、水及添加劑稱量斗等幾個(gè)部分組成，其整體布置根據(jù)船體的尺寸、生產(chǎn)率要求、可靠程度要求等選擇方案。

2.1　整體布置尺寸的確定

考慮水上混凝土攪拌站的整體布置尺寸時(shí)，首先考慮的因素就是要保證船體在滿載和空載時(shí)的平衡性及一定的抗風(fēng)能力，以及各部件功能的完整性和合理性。

1)L1、L2的確定。假設(shè)已知船件尺寸L、B及滿載物料時(shí)的重力布置，就可以根據(jù)船體的平衡方程在縱向?qū)進(jìn)行分配成L1和L2，并在空載時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。且可重新確定滿載物的允許值。

2)橫向尺寸B1、B2、B3、B4可按船體的對(duì)稱原則確定。

3)h1、h2、h3、h4的確定?？梢砸揽楷F(xiàn)場(chǎng)使用混凝土泵的接料斗高度來(lái)確定h1(攪拌機(jī)出料口高度)，在滿足的前提下，盡量減少h1的值，以降低重心及其上料機(jī)構(gòu)的提升高度。將h1加上水泥稱量斗的高度就可確定h2。根據(jù)確定的砂石料斗外形尺寸，并在滿足可以卸料至攪拌機(jī)提升斗的條件下，盡量將斗落倉(cāng)，確保h3最小。砂石倉(cāng)的高度h4必須滿足小于卸料皮帶的允許提升高度。

2.2　主要機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)

2.2.1　主機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)率V和坍落度要求選定混凝土攪拌機(jī)。機(jī)架底高保證滿足H1，上部安裝水泥稱量斗、添加劑及水稱量斗，保證高度為H2，一邊可以安裝螺旋輸送機(jī)，另一邊安裝提升料斗機(jī)構(gòu)。

2.2.2　砂、石稱料斗。取設(shè)計(jì)生產(chǎn)率為V(m3/h)，每拌生產(chǎn)量為Q(m3)，設(shè)定每拌配方砂為G1，石為G2，則可確定稱料斗容量：

V=(G1+G2)r，

式中：r———容積系數(shù)，取1。5～2。

確保上料高度滿足小于H3值。

傳感器量值范圍滿足小于(G1+G2)，精度符合國(guó)家有關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。采用累計(jì)稱量方式。

料斗上安裝附著式振動(dòng)器，保證卸料干凈。采用氣動(dòng)開(kāi)門(mén)或皮帶卸料方式。

根據(jù)以上要求，可以選用合適的結(jié)構(gòu)形式，有定型產(chǎn)品，也可訂制非定型產(chǎn)品。

2.2.3　砂石料運(yùn)輸機(jī)構(gòu)———皮帶輸送機(jī)的選型

1)皮帶輸送機(jī)長(zhǎng)度的確定

式中：L2、H3———確定值；

H5———可調(diào)整值，是砂石倉(cāng)落艙調(diào)度；

A———拌合機(jī)中心至稱料斗中心距。

A=(H1+a+H5)·ctgα+b1+b2，

式中：a———拌合機(jī)高度；

b———提升料斗落艙高度；

b1———稱料斗寬度；

α———提升傾斜角，一般出廠為α=60°；

b2———提升寬度。

驗(yàn)算傾角α，使α滿足：

調(diào)整H5及A值，使得滿足上式。

2)寬度B帶，功率N1，帶速V2的確定

帶速按標(biāo)準(zhǔn)一般選擇V2=1。6m/s。

運(yùn)輸能力設(shè)定為Q1時(shí)，可以根據(jù)生產(chǎn)率V及配方值G1、Gn求得。

那么：

式中：Kα———傾角系數(shù)；

Ka———斷面系數(shù)；

Kv———速度系數(shù)；

Φ———物料動(dòng)坡角；

Q1———運(yùn)輸能力。

3)驅(qū)動(dòng)功率N1的確定

分析主要運(yùn)行阻力：載物皮帶上直線運(yùn)行阻力W1，曲線區(qū)段運(yùn)行阻力W2，裝載阻力W3，卸載阻力W4。

按照逐點(diǎn)計(jì)算法準(zhǔn)則，可知任意兩點(diǎn)的張力關(guān)系是：

Sn=Sn-1+W(n-1)-n。

那么在驅(qū)動(dòng)滾輪處的輸入S入、輸出S出張力關(guān)系為：

S入=S出+W0，

式中：W0———所有阻力之和。

即：S入=S出+(W1+W2+W3+W4)，

則：S入-S出=W1+W2+W3+W4。

S入-S出就是電動(dòng)滾輪克服荷載的圓周力。

則驅(qū)動(dòng)功率N1為：

電機(jī)功率：

式中：K———功率安全系數(shù)；

η———傳動(dòng)功率。

2.2.4　砂石儲(chǔ)料倉(cāng)。

由于船寬B、高度H4、底部落艙尺寸H5已知，那么可以根據(jù)貯藏容量確定其結(jié)構(gòu)尺寸。出料口采用弧形氣動(dòng)門(mén)，門(mén)頂部設(shè)置減壓錐，以減少料對(duì)弧形門(mén)的重力作用。

2.2.5　水泥、粉煤灰倉(cāng)。

水泥、粉煤灰倉(cāng)的大小可以根據(jù)容量要求制造，一般20t、30t、60t各種規(guī)格都可以。

進(jìn)料采用氣力輸送。一般散裝運(yùn)輸罐廠都設(shè)有此裝置。若沒(méi)有，可以自行選用離心式鼓風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)。

料倉(cāng)上部設(shè)有分離器和除塵器，作用是將物料從氣物混合物中分離出來(lái)，并將清潔空氣排入大氣中。二者往往是結(jié)合在一起的，有離心式和振動(dòng)式兩種。

下部出口處設(shè)有氣動(dòng)破拱裝置和減壓錐，有利于物料順利通過(guò)出料口流至螺旋輸送機(jī)內(nèi)。料倉(cāng)上下設(shè)料位指示器。

2.2.6　水泥、粉煤灰稱量系統(tǒng)。

根據(jù)每次攪拌所需水泥，粉煤灰的量確定斗的大小，采用三點(diǎn)傳感器稱量方式，氣動(dòng)卸料。并安裝附著式振動(dòng)器，確保卸料干凈。采用累計(jì)稱量，保證精度滿足計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.7　水、添加劑系統(tǒng)。

在攪拌機(jī)下面安裝水和添加劑貯料箱，用泵向安裝在攪拌機(jī)上面的稱量計(jì)加料，采用累計(jì)計(jì)量，氣動(dòng)卸料。

2.2.8　氣動(dòng)控制回路。

攪拌站的氣動(dòng)控制主要包括砂石倉(cāng)供料氣系統(tǒng)、稱料斗卸料系統(tǒng)、攪拌機(jī)料門(mén)開(kāi)啟系統(tǒng)、氣動(dòng)破拱裝置等。

2.2.9　配料控制系統(tǒng)。

配料控制系統(tǒng)共設(shè)置了三套稱料系統(tǒng)，共選用配料控制器三個(gè)，有各種混凝土配方貯存和自動(dòng)控制功能，并能記憶打印，自動(dòng)除皮和自動(dòng)補(bǔ)償誤差。

2.2.10　電氣控制系統(tǒng)。

整個(gè)控制電路分為五大塊：1)砂石配料系統(tǒng)；2)水泥和粉煤灰配料系統(tǒng)；3)水和添加劑配料系統(tǒng)；4)攪拌機(jī)給料、攪拌、卸料系統(tǒng)；5)綜合控制系統(tǒng)。1)～3)動(dòng)作可以由配料控制器完成，4)在攪拌機(jī)油泵啟動(dòng)，卸料門(mén)關(guān)閉的前提下，執(zhí)行各卸料氣缸動(dòng)作，完成攪拌機(jī)的供料攪拌工作，5)是綜合控制系統(tǒng)，將前四塊電路在滿足各部塊之間的動(dòng)作關(guān)系的前提下進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)三種控制方式。

問(wèn)：

建個(gè)HZS60型混凝土攪拌站比較合理的價(jià)格大約是多少？

答：

此類型的攪拌站，屬于中型攪拌站，設(shè)備的投入費(fèi)用應(yīng)該在50萬(wàn)元左右，根據(jù)不同的設(shè)備配置，價(jià)格會(huì)有所浮動(dòng)。

問(wèn)：

混凝土75站控制電器是國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口？一般都是用國(guó)產(chǎn)的就可以吧？

答：

HZS50型攪拌站，在客戶沒(méi)有特定要求的情況下，很多電器元件多為國(guó)產(chǎn)，如果客戶有特殊的要求，可以采用進(jìn)口元件。

問(wèn)：

強(qiáng)制雙臥軸攪拌機(jī)在裝運(yùn)過(guò)程中有什么注意的事項(xiàng)嗎？

答：

要求(1) 中裝時(shí)應(yīng)注意機(jī)器重心不得偏移，吊裝鋼絲繩應(yīng)準(zhǔn)確地掛在底盤(pán)圓形吊鉤上(嚴(yán)禁用攪拌筒上的吊鉤作整機(jī)起吊)。

(2) 裝運(yùn)上軌道折疊后用鐵絲捆住，料斗由制動(dòng)銷(xiāo)固定。

(3) 整機(jī)及散件在車(chē)廂內(nèi)固定應(yīng)牢固平衡，并用安全鉤掛牢。

問(wèn)：

HZS60型混凝土攪拌站運(yùn)營(yíng)，最少需要幾輛混凝土罐車(chē)？

答：

混凝土運(yùn)輸車(chē)收到很多條件的限制，比如距施工地點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近，罐車(chē)本身方量的大小，一般建設(shè)一條HZS60混凝土攪拌站的生產(chǎn)線，5部混凝土運(yùn)輸車(chē)基本夠用。

問(wèn)：

建個(gè)HZS90型混凝土攪拌站的基礎(chǔ)部分需要要多少錢(qián)？

答：

建設(shè)基礎(chǔ)的費(fèi)用，涉及到各地的人工成本，混凝土價(jià)格成本，鋼筋預(yù)埋板的成本，所以地域差異很大，這個(gè)不能一概而論。

問(wèn)：

小型混凝土攪拌站一套控制系統(tǒng)多少錢(qián)？是不是控制系統(tǒng)還分幾種？

答：

控制系統(tǒng)分為簡(jiǎn)易集中控制系統(tǒng)和全自動(dòng)電腦控制系統(tǒng)，這個(gè)有很大的差異。不可一概而論，費(fèi)用從一兩萬(wàn)元到五六萬(wàn)之間。

問(wèn)：

混凝土35站的出料高度？

答：

攪拌站的出料高度，一般是3.8米，但是隨著混凝土運(yùn)輸車(chē)的改變，現(xiàn)在多調(diào)整至4.1米出料。