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交通学院2009届毕业生毕业论文沥青混和料拌和设备的筛分与热骨料储仓系别 工程机械系专业 工程机械运用与维护班级 筑机06343指导教师 马琳毕业学生 刘丽丽、蒋立贺时间 2008-10- 前 言沥青混合料拌和设备是沥青路面施工的关键设备，也是目前机电液一体化技术比较密集的机械设备。随着技术的引进、消化、吸收和企业自主开发能力的提高，我国的沥青混合料拌和设备在“七五”、“八五”期间有了突飞猛进的发展，其技术水平已达到国际90年代初的先进水平。 目 录一概述 1沥青混合料拌和设备的用途、功能2沥青混合料拌和设备的类型及特点（或适用场合）3国内外水平及发展趋势二沥青混合料拌和设备总体构造及工艺流程1间歇式沥青混合料拌和设备总体构造及工艺流程2滚筒式沥青混合料拌和设备总体构造及工艺流程三沥青混合料拌和设备的筛分装置 1分类与结构2工作原理3使用与维护四沥青混合料拌和设备的热骨料储存与计量装置1热储料仓2热矿料计量装置3热骨料称量控制系统4称量系统常见的机械故障与排除后记参考文献致谢第一章 概述一沥青混合料拌和设备的用途、功能用于拌和沥青混合料的机械设备就称作沥青混合料拌和设备。沥青路面有时用到不加填料的混合料，称为黑色粒料，它也要用沥青混合料拌和设备来拌制。除小型移动式沥青混合料拌和设备外，沥青混合料拌和设备一般不是一台单机，而是多种设备的有机组合。由于沥青混合料拌和设备包含一个高高立起的楼状主拌和机组，而且设备的正常运作需要一个较大的固定场地，所以又称之为拌和楼或拌和站。沥青路面修筑工程中所涉及的多种配套机械中，以沥青混合料拌和设备所占的投资比重最大，其运用技术和生产调度管理也相应较复杂。沥青混合料拌和设备是一个小型生产厂。如果把路面施工工程看作一个系统，则沥青混凝土拌和设备相当与一个子系统。沥青混凝土路面采用热铺工艺，摊铺温度在110140之间。无论从混凝土的质量和生产经济性考虑，成品沥青混合料都不宜长时间存放，因此沥青混合料拌和设备的运作不是独立的，而是与整个路面施工密切相关，沥青混合料拌和设备技术运用的好坏，严重影响路面工程施工的质量、进度和生产效益。实践表明，沥青混合料拌和设备是控制路面施工工程的一项关键设备。按照施工要求，沥青混合料拌和设备所应完成的基本工作如下：1.矿料的初步配料、加热烘干、重新筛分与计量；2.沥青的加热、保温、输送与计量；3.填料的输送与计量；4.将按照一定的配合比计量好的热矿料、矿粉与热沥青均匀地拌和成所需要的成品料。二沥青混合料拌和设备的类型及特点（或适用场合）沥青混凝土拌和设备一般以生产工艺、额定生产率、机动性等进行分类1按生产工艺分：间歇式（循环式）、连续式（滚筒式） 1）间歇式沥青混合料拌和设备的工艺特征是，各种成分是分批计量好后投入拌和缸进行拌和的，拌和好的成品料一批从拌和缸卸出，接着进行下批料的拌和，形成周而复始的循环作业过程。 2）连续式沥青混合料拌和设备的拌和工艺中，各种原材料是连续地进入拌和缸中，拌好的成品料也是源源不断地从拌和缸卸出。在结构上，这种设备的集料烘干和拌和在同一滚筒中进行，所以又叫作滚筒式沥青混合料拌和设备。2按设备的额定生产率分： 1）小型机：额定生产率小于60t/h；2）中型机：额定生产率在70140t/h；3）大型机：额定生产率大于150t/h。3按设备的机动性分：固定式、半固定式和移动式1）固定式：固定式沥青混合料拌和设备是用地脚螺栓固定在水泥混凝土地基上，一般属于大、中型设备，其安装和搬迁工程量很大。2）半固定式：半固定式沥青混合料拌和设备的各独立装置，可分装在几辆平板车上，由牵引车挂接运输，在工地上由挂车的支腿顶升起来，只需完成较小量的安装工程，就可以投入生产，转移工地前的装卸也比较方便。现在的半固定式沥青混合料拌和设备，往往在设备上附带自充气的轮式行走装置，拆下后可直接由牵引车挂接运输。3）移动式：移动式沥青混合料拌和设备的全套装置，安装在一台牵引车底盘上，用牵引车头挂接，就可以转场运输。由于牵引车底盘的承重能力和安装位置有限，这种设备结构设计和生产工艺都比较简单，一般只适用于小型养护作业。三国内外水平及发展趋势1国外水平及发展趋势沥青混凝土拌和设备在国内外有着很久的历史，早在本世纪初就已问世。经过长期的发展，特别是随着电子技术的日益完善以及计算机技术和信息处理技术的突飞猛进，沥青混凝土拌和设备在发达国家已经达到很高的技术水平，并仍在不断改进，产品更新换代较快。 总的水平可归纳为几点：生产能力系列化、技术性能先进化、控制操作自动化。总的发展趋势可归纳为两点：1）间歇强制式沥青混凝土拌和设备发展至今其技术已趋于成熟。2）连续滚筒式沥青混凝土拌和设备，由于其许多优点深受人们重视，并与近年上升到一个新的高度，并在路面施工中获得广泛应用。2国内水平及发展趋势我国沥青混凝土拌和设备的生产，是从20世纪60年代末由交通部组织自行开发研制30t/h间歇强制式拌和设备开始。通过各个方面的共同努力，现在有了很大发展。产品已形成系类，产品性能也在不断提高，有些产品的技术性能已经达到国际80年代末水平。但就整体而言，尤其是在生产规模、制造工艺、产品可靠性与耐久性等方面与发达国家相比仍有很大差距。今后一段时间，我国沥青混凝土拌和设备的发展，应重点考虑以下问题:1）注意大型设备的开发2）注意技术水平的提高3) 注意滚筒连续式拌和设备的技术进步第二章 沥青混合料拌和设备总体构造及工艺流程一间歇式沥青混合料拌和设备总体构造及工艺流程1间歇式沥青混合料拌和设备的基本结构组成如图1所示图1 1-冷矿料储存及配料装置；2-冷矿料输送机；3-冷矿料烘干滚筒；4-热矿料提升机；5-热矿料筛分及储存装置；6-热矿料计量装置；7-矿粉储存仓；8-沥青供给系统；9-拌和器；10-成品料储存仓；11-除尘装置 主要结构a) 集料输送系统：冷矿料的储存与配料装置、冷矿料输送机b) 矿料烘干、加热系统：烘干滚筒、加热装置c) 热矿料提升机d) 热集料筛分装置e) 热集料的储存与计量装置：热储料仓、热集料计量装置f) 矿粉的供给与计量装置：矿粉供给系统、矿粉计量装置g) 沥青供给系统h) 拌和缸i) 集尘装置：一级集尘装置、二级集尘装置j) 成品料储存仓2间歇式沥青混合料拌和设备的工艺流程如图2所示图2二 滚筒式沥青混合料拌和设备总体构造及工艺流程1滚筒式沥青混合料拌和设备总体构造如图3所示图31-料储存和配料装置；2-冷矿料输送机；3-干燥拌和筒；4-矿粉供给系统；5-沥青供给系统；6-除尘装置；7-成品料输送系统；8-成品料储存仓；9-控制系统 主要结构a) 冷矿料配料装置b) 冷矿料称重皮带输送机c) 烘干拌和滚筒d) 矿粉的供给与计量e) 沥青的供给与计量f) 成品料的输送与储存g) 滚筒式拌和设备的除尘设施h) 双滚筒式沥青混合料拌和设备2滚筒式沥青混合料拌和设备的工艺流程如图4所示图4第三章 沥青混合料拌和设备的热集料筛分装置筛分装置的作用在于把热集料提升机送来的砂石料按不同粒径重新分开，以便在拌和之前分别进行精确计量。一分类与结构1分类 筛分装置主要有滚筒筛和振动筛两种型式。由于滚筒筛的筛分效率和生产率低，故在搅拌设备中已很少使用。振动筛按其结构和作用原理可分为单轴振动筛、双轴振动筛和共振筛几种型式。因共振筛结构复杂，使用维修不便，故搅拌设备中多用单、双轴振动筛。2结构 振动筛的结构由框架、筋板、筛网、电机、振动轴等组成。1）振动筛 振动筛位于搅拌楼的最上方，外壳为封闭的隔尘室。隔尘室上有检查孔盖,打开它可以进行检修或更换筛网。 2）振动轴振动筛的振动轴位于筛体中部，这种结构易保证振动筛面整体振动轨迹的均匀性，整个筛体的振动是均衡的。振动器的振动轴一般采用双轴结构，分出二个电机驱动，旋转方向相反，自激同步旋转产生振动，结构较简单。3）振动器振动筛的振动器从筛体中部向上移动到振动筛的顶部，这样是震动筛的振动轴就轴承外露在空间，有利于振动轴及轴承温度降温，也便于维护检修。4）筛网筛网的选择非常重要，首先要符合沥青混凝土的配比要求，还要有耐磨 耐高温的性能 。国际上生产沥青混凝土的晒网规格都以方孔筛为准。我国原来采用前苏联的圆孔筛，现在有的地方仍在沿用，在选购是一定要看清楚是那种晒片。随这我国加入WTO，高级公路的建设的 国际化以及国外施工监理制度的引入，圆孔筛使用受到局限，因此要选好与国际接轨的方孔筛。振动筛的晒网采用四种晒片的，也有采用六种晒片的，他们的安装结构类似。其安装时采用单层四段式和两层四段式两种形式。二工作原理筛分装置有滚筒筛和振动筛等不同形式，作为评价筛分过程的主要技术经济指标是生产率和筛分效率。前者是数量指标，它应与拌和设备的生产能力相匹配；后者是质量指标，它表示筛分过程进行的完全程度和筛分产品的质量。所谓筛分效率就即某一规格筛网实际所的筛下的产品质量与筛分物料中所含小于这一孔尺寸物料的质量比。滚筒筛与振动筛技术经济指标的对比如表所示：滚筒筛与振动筛技术经济指标对比表：筛子形式筛分效率（%）单位面积生产能力（取振动筛生产能力为1.0）滚筒筛40-600.1振动筛90-961.0注：单位面积生产能力即筛网单位有效面积在单位时间内物料通过的能力。从表中可以看出，由于滚筒的技术经济指标较为落后，因此在近代的搅拌设备上已基本淘汰，；与滚筒筛相比，振动筛具有体积小、生产效率高、筛公质量好，维修简便等优点，因此被广泛采用。振动筛依靠机械或电磁的方法使筛面发生振动，筛面振动引起物料运动，从而使物料散开，离析而达到筛分的。1.振动筛特点与分类1振动筛的特点，振动筛工作时，筛面产生强烈的振动，便得入筛物料迅速离析，并便细小颗粒穿过料层到过筛面，同于振支，使物料在筛面上产生跳动，增加了物料的透筛机会。同时，也减少了筛孔堵塞现象，从而使物料能迅速筛分。振动筛的筛分效率和生产率都很高，应用的范围也比较广。常用的筛孔尺寸范围为0。25-100mm必要时筛孔的尺寸还可以更小或更大，根据不同的要求，可选择不同的振动方式和振动特性，以满足不同物料的筛分作业要求。与其它筛子相比，振动筛的处理能力大，能耗也较低，并且它的构造简单，重量轻，操作维修也较方便。由于振动筛具有上述特点，使它在工业生产中行到了引常广泛的应用，在碎石料生产中，振动筛主要用于中、细粒级石料的筛分分级。2.振动筛的分类，按照振动筛的工作原理和结构的不同，振动筛可分为偏心振动筛，惯性振动筛和电磁振动筛三种，在惯性振动筛中还可分为普通振动筛和共振筛。2偏心振动筛的构造与工作原理偏心振动筛又称半振动筛，它借偏心轴的转动使箱振动而工作。这种筛的中部随偏心轴的转动作圆周运动，而整个筛箱不可能和垂直平面内作自由运动，即只有一个转动自由度，没有平动自由度，故可称为半振动筛。偏心振动筛的构造如图5所示。由筛箱，振动器，弹性支承和筛架所组成。图5筛箱中装有1、3层筛面（筛板或筛网）。筛箱通过支承杆、板弹簧倾斜地支承在筛架上，倾角一般为15-30度。偏心筛的振动器是偏心轴，偏心轴通过轴承安装在筛架上，其偏心轴颈则装在筛箱的中部。为防止筛子的振动引起地基（或机架）的振动，筛架用弹性吊杆吊装在架子上，也可用橡胶垫块安装在地基或机架上。 筛面必须可靠地固定在筛箱内，因此，对筛面除了在筛箱围进行固定外，在筛箱的中部还设置有若干个弹性支撑条，加强支撑刚度，减小筛面（主要是筛网）的下垂变形。 振动筛按其结构和作用原理有单轴振动筛、双轴振动筛和共振筛等不同形式。其中，单轴振动筛再搅拌设备上应用较为广泛，它是通过单根偏心轴的回转运动，使倾斜放置的筛网产生振动而进行筛分的。当矿料落在筛网上，由于筛网的震动，使矿料反弹跳起，并产生向前的位移，矿料质量不同，被弹起的高度和前移的距离也不同；这样，细料先通过筛网掉入热储料仓，粗料继续向前跳动，直到从前面的大筛孔中掉下，最后大于设定筛网尺寸的废料从最前端的余料管中排出。因此，下面热储料仓的排序从小到大的。如果筛网的倾斜角度越小，则所需激振加速度就越大；反之亦然。当震动参数选择不当而筛分效率较低时，筛分过程可能进行的不完全，筛分质量就会下降。通常搅拌设备的振动筛，其振幅选择在4mm-6mm,振动频率一般为17Hz-25Hz。除此之外，筛分装置的生产能力应大于热矿料提升机的生产能力，否则会使一些合格的矿料因得不到充分筛分而进入余料装置，造成浪费；另外，喂料要均匀，尽量使矿料分散在筛面上这样会有效地提高筛分效率。三使用与维护1振动筛使用中的几个有关问题1）振动筛安装得不正确将会引起材料分布不均匀，其结果导致筛分效率降低。所以振动筛应正确安装，特别时要保证筛网在长度方向上按需要的角度倾斜。振动筛的减振弹簧因磨损作用长度会缩短，从而引起振动筛倾角变小，此时应注意要更换减振弹簧，但更换时要注意：所有弹簧应同时更换，并且新弹簧的自由长度要与原装弹簧的自由长度保持一致，以确保振动筛纵向的倾斜度和横向的水平度。 2）使用中应按设备保养规程经常检查传动皮带的张进度以及其排列是否成直线（三角带因磨损而过度伸长时应更换）。检查轴承是否过热;检查筛网是否牢固地夹紧就位，是否有破损；检查所有连接部位，螺栓、螺母是否松动；特别要重点检查偏心轴总成上所有连接部件，如有松动，应查明原因并予以排除，否则可能会引起严重后果。但应注意，检查工作必须要严格按安全操作规程进行。 3）工作中应避免由于供料过多而使振动筛过载，导致筛分质量降低，当发现筛面上物料堆积过高时应停机予以调整。 4）良好的润滑对振动筛十分重要，既要防止缺油，又要避免过度润滑，应严格执行设备使用说明书润滑周期表要求。 此外，精心保持润滑脂的清洁时十分必要的。否则赃物混入润滑脂，有可能成为一种摩擦剂，这不仅会失去润滑作用，还会加剧被润滑的运动期间的磨损。2振动筛的使用与维护1）振动筛的选用a.生产率选用筛子时，首先要根据该工序的产率选择合适的筛分机，一般应比计算出来的产率增大10%-0%选用，再根椐碎石料的粒度要示选择筛孔尺寸和筛面层数，筛面层数，筛面层数不宜过多，一般不超过两层，在移动式破碎筛分设备中，为简化结构，也可采用更多层筛面，但是，这将降低每层筛面的生产率。b.振动筛的振动频率和振幅振动筛的振动频率和振幅可按照物料和特点选取择当入筛物料粒度较小时，可先用小振幅、高振动频率振动筛；当入筛物料较粗时，则可选用大振幅，低振动频率振动筛。c.筛子的安装尺寸根据筛子的工作空间来选择筛子的尺寸，并选择筛子的客观存在装方式，中小振动筛可采用吊式安装，大型振动筛一般采用座式安装。2）振动筛的使用a.开机前的准备振动筛是依靠筛箱的强烈振动进行工作的，因此，紧固件的状况十分重要。特别是直接运动部件和紧固螺栓，必须仔细地检查。如筛面与筛箱间的固定螺栓；筛面中部的固定螺钉；配重块与飞轮的连接螺栓；激振器的固定螺栓；支承弹簧与筛箱、筛架的连接螺栓等。若采用编织筛网，还应检查筛面的张紧状况，必要时还应进行辅助张紧。当筛面破损时，应换新的筛面。采用橡胶缓冲器支承时，要防止橡胶沾油、曝晒，并应经常检查其是否老化。筛子的各润滑点应按要示定期注油润滑。b.振动筛的运转振动筛应在空载状态下起动。若在生产中由于各种原因而突然停车，则应清除筛面上的物料后，再重新起动振动筛。 工作中，要注意给料均匀和连续，不允许有超载现象，给料落差不可太大，以免造成对筛面的冲击，给料落差一般不应超过0.5m。工作中，应经常检查筛面，及时除去堵塞物料和异物，如遇筛面破损或严重堵塞，应停车处理。若筛子出现撞击声或异常振动时，则应产即停车检查，同时，还要经常观测轴承的温升情况。筛子动转时，操作维修人员不可站到筛面上，经免强烈的振动伤害人的内脏器官。第四章 沥青混合料拌和设备的热骨料储存与计量装置矿料的级配精度和油石比的计量精度是衡量沥青混合料质量的重要技术指标，各种材料的精确计量是由这一系统完成的。对于二次筛分后的砂石料再分别予以精确计量，是间歇式搅拌设备区别于其他类型搅拌设备最显著的特点之一，也是间歇式搅拌设备可以获得较高级配精度和油石比精度的重要保证。因此，各自称量系统的精度，排除了相互之间的制约。而当前科学技术的发展，可使矿料的累计精度和矿粉的计量精度达到正负0.5%，沥青的精度达到正负0.33%，这足以保证满足任何配合比的沥青混合料的质量要求。一热储料仓筛分好的各种砂石料在计量之前分别储存在热储料仓的几个隔仓内，以便按一定的配合比分别计量。隔仓的数量视所需矿料的规格而定，一般为4-6个。每个料仓的上部均设有溢料口并与溢流管道相通，当热矿料在仓内堆积到超过一定高度是可以从这里排出。各仓的底部设有能迅速启闭的放料门，放料口尺寸的大小应与配合比相适应。放料门的启闭通常是有电磁阀控制汽缸来实现的，而电磁阀的纤毫来自 自计量装置的控制系统。冷矿料的出配应使筛分后的热矿料在各仓内的料位基本均衡。这样才能保证各种规格的矿料计量准确，并按设定的生产周期正常运行。但优势由于原材料颗粒含量达不到要求，或者材料混掺，或者初配不当的原因，可能会造成各个料仓的粒位不均。有的仓材料过满，热矿料从溢流管排出，造成浪费；而有的仓材料不足，使计量持续等待，影响设定的生产程序正常运行。因此，大多数热储料的仓内都设置了上、下两个料位指示装置，或一个下料位指示装置，并将检测信号送往控制室。这样，在仓满或料不足时便发出信号，通知操作人员调整冷矿料的出配，以期维持个热储料仓材料的基本均衡。二热矿料计量装置在间歇式搅拌设备上材料的剂量采取质量计量方式。它包括称量计量方式。它包括称量斗和计量称两部分（见图6）图61-搅拌器；2-喷嘴；3-矿粉称量斗；4-矿粉螺旋供料器；5-矿粉计量称；6-储料仓；7-砂石料称量计；8-砂石料计量称；9-三通阀；10-沥青计量称；11-沥青计量筒；12-沥青保温桶；13-沥青喷射泵称量斗用钢板拼焊而成。它位于热储料仓的下方，并通过4个拉力式称量传感器悬吊在楼体的二层架上。运输时需用连接螺栓将其位置固定，以防止其摇摆受力。在有的搅拌设备上，矿料称量斗中 用一个隔板将石料和砂料分开，以便按照设定的放料顺序先放石料，在延迟几秒钟后在放砂料。称量斗斗门的启闭式有电磁阀操控汽缸来实现的，电磁阀的信号同样来自计量称的控制系统。而称量斗的容量与搅拌器的容量相匹配。称量时，不同规格的热矿料按预先设定的质量比依次放入称量斗中，拉力式称量传感器将检测到信号通过屏蔽电缆送至控制台的控制器，并且一一叠加计量。操作人员可以从控制台的称量数码显示上读出计量值。达到达到设定值后，热储料仓的放料门关闭，称量斗的斗门开启，计量好的热矿料便被卸至搅拌器内。卸空后下一个计量周期开始。计量称有杠杆秤、电子秤等不同形式。杠杆秤结构简单，维修方便，粉尘和高温等恶劣条件对其影响不大，但人工操作时，计量精度较低，不易实现远距离自动控制。电子秤体积小，精度高，安装方便，适用于远距离控制；然而，电子秤对安装环境要求较高，且维修较复杂。电子计量装置所测得的重量经过转换送入电子仪器放大、显示和输送控制信号。由于在电子仪器上预先选好各种材料的给定值，因此可以自动控制执行机构来启闭各储料斗斗门。随着电子技术的提高，传感器性能的不断完善，电子秤已越来越广泛地在沥青混凝土拌和设备中得以采用。三 热骨料称量控制系统粗级配的冷骨料经哄干滚筒加热后，由提升机输送于振动筛,振动筛将热骨料混合料筛分为不同粒径的四中料,分别储存在各自的热料仓中(1-4仓)。热料仓底各有一个放料弧门，由汽缸控制其关闭。四个料仓的骨料依次放入称量斗中进行称量，称量完毕后放料门将骨料分两次放入搅拌锅中如图7所示。 称量斗中有块隔板，一边放石料，一边放砂料，放料是先放石料，后放砂料。放料门由两个对接的汽缸控制，当一汽缸杆伸出时，放料门开至一半，石料放出；当另外一个汽缸杆也伸出时，放料门完全打开，砂料放出。热骨料称量采用四只1t的传感器并联使用。四种热骨料依次在称斗中进行累计称量，因此，第一次称量时，表头上读