项目四稳定土拌和机械

项目四稳定土拌和机械稳定土拌和机械因拌和工艺不同，可分为：在路上直接进行拌和的稳定土拌和机；集中于某一场所进行拌和的稳定土厂拌设备。任务一稳定土拌和机一、稳定土拌和机的作用和分类1.作用稳定土拌和机是一种在行驶过程中，以其工作装置对土壤就地破碎，并与稳定剂（如石灰、水泥、沥青、乳化沥青或其它化学剂等）均匀拌和的施工机械。稳定土拌和机是一种旋转式加工稳定土材料的拌和设备，用以修筑道路、机场、城市建筑等设施的基础层拌和施工，亦可用于土壤拌和及旧路面翻新的破碎作业。任务一稳定土拌和机一、稳定土拌和机的作用和分类1.作用路拌法的施工由于就地取材，施工简便，成本低廉，有厂拌法不可取代的优点。现场施工经验表明，对灰土、灰砂小颗粒等稳定材料，经过性能良好的拌和机1～2次的拌和作业，一般都可以达到质量要求。但目前国内一些粉料撒布机的性能均不够理想，所以靠人工作业的方式完成粉料即干稳定剂的撒布，其均匀性能难达到要求，这就影响了拌和机的使用效果。也就是说，稳定土拌和机就其本身而言，性能是可靠的。由于配合机械的缺陷，因而就影响了该设备在路面上的使用。任务一稳定土拌和机一、稳定土拌和机的作用和分类2.分类按行走方式分为轮胎式、履带式、复合式;按移动方式分为自行式、半拖式、悬挂式按动力传动方式分为机械式、液压式、混合式；按转子数量分为单转子和多转子；按拌和方式分为正转和反转。任务一稳定土拌和机一、稳定土拌和机的作用和分类2.分类任务一稳定土拌和机稳定土拌和机由基础车辆和拌和装置组成。拌和装置是一个垂直于基础车行驶方向水平横置的转子搅拌器，通称拌和转子。拌和转子用罩壳封遮其上部和左右侧面，形成工作室。车辆行驶过程中，操纵拌和转子旋转和下降，转子上的切削刀具就将地面的物料削切并在壳内抛掷，于是稳定剂与基体材料掺拌混合。二、稳定土拌和机工作原理任务一稳定土拌和机二、稳定土拌和机工作原理根据作业对象的不同，选用的转子旋转方向也不同（即正转或反转）,当在较松软的土层上进行拌和作业时，一般采用正转方式，即旋转的刀具从土层表面开始自上而下进行切削、破碎与拌和；当在坚硬的土层上进行拌和作业或铣削旧沥青混凝土路面时，多采用反转方式，即旋转刀具从土层的底部自下而上进行切削、破碎与拌和。

任务一稳定土拌和机二、稳定土拌和机工作原理图4-1转子旋转工作示意图任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构稳定土拌和机由主机和作业装置两个基本部分组成。主机是稳定土拌和机的基础车辆，其组成部分包括发动机和底盘。如图4-2所示,MPH100型稳定土拌和机.任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构1.传动机构图4-4液压机械式传动系统

1-发动机；2-二挡变速箱；

3-万向节；4-保险箱；5-换向差速器；6-链传动；7-转子；8-驱动桥；9-差速箱；10-二挡变速成箱；11-行走定量马达；12-行走变量泵现代稳定土拌和机传动型式有两种：一种是行走系统和转子系统均为液压传动，称全液压式；另一种是行走系统是液压传动，转子系统为机械传动，称液压-机械式。目前较为普遍地采用全液压式。任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构图4-3全液压式稳定土拌和机传动原理图1-发动机；2-万向节传动轴；3-转向油泵；4-行走变量泵；5-操纵系统油泵；6-分动箱；7-转子变量泵；8-行走定量马达；9-变速箱；10-驱动桥；11-转子定量马达；12-转子1.传动机构任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构2.转子装置稳定土拌和机的主要工作装置是转子装置。它由转子、转子架、罩壳、转子升降油缸、罩壳后尾门启闭油缸等组成。如图4-5所示。1-后斗门；2-后斗门开启油缸；3-刀片；4-罩壳；5-刀片压板；6-刀盘；7-转子轴；8-前斗门；9-深度调节垫片任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构2.转子装置全液压稳定土拌和机的转子放置动力来自液压马达，有两种传动布置型式：一种型式是低速大扭矩液压马达直接驱动转子液压马达直接传动式转子轴端结构1-马达；2-转子支架；3-轴承座；4-轴承；5-轴端；6-转子轴任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构2.转子装置另一种传动型式是液压马达经过行星齿轮减速器和传动链，降速增扭后将动力传给转子轴。转子轴链传动示意图1-调心滚子轴承；2-轴颈；3-链条；4-链轮；5-液压马达；6-弯头刀片；7-刀盘；8-压板；9-转子轴任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构2.转子装置（1）转子转子结构形式1-转子动臂；2-转子轴头；3、12-转子轴；4-刀盘；5-轴承；6-链轮；7-动臂侧板；8、13-刀片；9-固定螺栓；10-刀臂；11-刀头任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构（2）刀具刀具有四种结构形式，图a)、b)为铲形刀具，刀头的切削刃处镶有耐磨硬质合金材料，以增强刀头的强度和耐磨性并延长其工作寿命；图c)、d)分别是直形和弯角形刀片，这种刀片安装在转子轴上时，相邻刀片之间可以有一定重叠或正好搭接，这样其拌和均匀性和效果将会很好；图e)为子弹形铣削刀，这种刀头在刀尖上镶嵌有硬质合金，能承受住极大的磨擦力，其强度和耐磨性均很好，适用于破碎旧的沥青路面以及拌和加石料的稳定土。a)、b)为铲形刀具；c)直形刀具；d)弯角形刀具e)弹形刀具2.转子装置任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构2.转子装置目前国产刀具材料有四种类型：A型——铬钼合金钢刀体加焊硬质合金刀片；B型——耐磨高合金钢精铸后水韧处理；C型——合金钢刀体刃部熔铸耐磨合金材料；D型——高碳合金钢精铸后热处理。任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构3.分动箱1-从动齿轮;2-行走泵输出轴;3-主动齿轮;4-输入轴;5-双联泵输出轴;6-箱体任务一稳定土拌和机四、路拌稳定土路面施工1.施工前的准备工作(1)认真熟悉设计文件，确定施工组织形式和工艺流程。(2)合理地进行人员配置，在施工品质上要有专人把关。(3)做好混合料中的二灰(石灰、粉煤灰)最佳配合比试验和二灰与土的最佳配合比试验；根据配合比备好所需的各种工程材料。(4)确保机械的完好率，保证零配件的供应，使运输、拌和、碾压形成良好的生产流水线，确保施工顺利进行。(5)在全面开工前至少一个月，进行二灰土基层(底基层)试验施工。试验的面积为400～800m2。试验路段要求使用与主体工程一致的材料、配合比、拌和机械、压实机械及施工工艺，以检验准备采用施工方案的适宜性。具体应包括采用不同的撒铺厚度进行拌和、碾压，测量其干密度、含水量，检验二灰土的拌和均匀程度，以确定拌和机械的性能、碾压遍数和施工工艺等。任务一稳定土拌和机四、路拌稳定土路面施工2.施工程序(1)现场清理和测量放线。清理现场的垃圾、杂草，修补小冲沟。使用测量仪器校核各控制桩，进行高程放样，确保线型准确，保证全线高程贯通。用石灰划出边线及行车道与路肩的分界线。(2)路床修整。根据高程测量数据，做填方、挖方和路床标高，并根据标高指挥倒土，用推土机推平，平地机整型，压实机械稳压。对整型后的路床报监理人员验收。任务一稳定土拌和机四、路拌稳定土路面施工(3)路拌二灰土基层(底基层)施工:①原材料摊铺。首先测试整型后路床铺土层的干密度和松散系数，计算出铺层厚度。按此厚度进行排料、打网格、倒土、摊铺、整平、稳压。铺土层应包括路肩和中央隔离带用土。在此基础上就可以摊铺粉煤灰。粉煤灰的摊铺，也应测试出摊平、整型、稳压一遍后的干密度和松散系数，计算出摊铺厚度。按此厚度进行排料、打网格、倒料、摊平、整型、稳压、洒水，使其含水量在33%～36%之间。挖验厚度，做标高。最后用平地机精平一遍，压实机械通压一遍后，即可摊铺石灰。石灰的摊铺，摊铺前先计算出石灰的用量。计算时应考虑石灰等级折减、含水量折减、质量湿度折减等。再由运输车辆的装载容量，除以折减后单位面积的用量，得出每一运输车辆所能摊铺的面积。再根据计算面积打网格、运灰、摊灰。任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构②混合料拌和。拌和前，应首先检查稳定土拌和机的轮压，拌和刀具的磨损程度，以及拌和深度指针是否归零等。然后进行试拌，拌和深度应控制在下层松铺土恰好能拌到为止。误差要求±2cm。拌和由两侧向中间进行，控制拌和速度在6m/min。若拌和后大块较多，要拌和第二遍。每次拌和应由专人随机检查，挖验拌和深度。③现场取样。拌和完毕后，按取样频率取样，测定混合料的石灰剂量、含水量，并做抗压强度试验。任务一稳定土拌和机三、稳定土拌和机主要结构④洒水碾压。取样石灰剂量合格后，先用凸块压路机振压一遍，然后洒水，洒水时夏季含水量可适当大于施工最佳含水量，只要不积水，不翻浆即可；其他季节应达到最佳含水量。然后用平地机整平，用光轮压路机碾压一遍(每次重叠1/2轮宽)。再用振动压路机振压三遍。振压之后，进行复中线，断面找平，做标高，并预留lcm作为碾压下沿预留量，最后，根据标高用平地机精平，用光轮压路机碾压一遍。⑤洒水养生。洒水时应均匀。洒水量和养生时间要根据气候条件来决定。养生期间应封闭交通。任务二稳定土厂拌设备一、作用与分类稳定土厂拌设备是路面机械的主要机种之一，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。由于混合料的拌制是在固定场地集中进行的，使厂拌设备能够方便地具有材料级配准确、拌和均匀、节省材料、便于计算机自动控制统计打印各种数据等优点，因而广泛用于公路和城市道路的基层、底基层施工。稳定土厂拌设备也适用于其他货场、停车场、航空机场等工程建设中所需的稳定材料的拌制任务。任务二稳定土拌和机械一、作用与分类公路工程对稳定土厂拌设备有以下几个方面的基本要求：1）应能适应稳定土的多种原材料特点，稳定土用原材料为2~6种，不同的工程有不同的组合。适应原材料的不规范性，如材料粒径异常、土含水率偏高等；2）动态连续计量应准确可靠、配比调整设定方便，计量系统要有较宽的计量范围；3）搅拌主机的拌和性能要好、拌和均匀度高。成品料的色泽应均匀，无灰团、离析、拌和不足或过度等现象；4）控制系统以实用为主，人机关系友好，并可对生产过程进行自动控制和运行状态的实时监测；5）设备的养护、维修应方便，平均无故障时间等可靠性指标应高；6）场地适应能力强，公路工程拌和场地在形状和平整方面不规则，要求稳定土厂拌设备的应能进行多种平面布置和高差的调整能力。7）整套稳定土厂拌设备的拆、装、吊、运等性能应符合公路工程工期紧张，转场频繁的特点。任务二稳定土厂拌设备一、作用与分类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）根据生产率大小，稳定土厂拌设备可分为小型（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）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。在强制连续式中又可分为单卧轴强制搅拌式和双卧轮强制搅拌式。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）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（模块）移动式、部分移动式、可搬式、固定式等结构形式。任务二稳定土厂拌设备二、国内外发展状况1.国内发展水平及趋势20世纪90年代之前，我国的公路基层材料主要采用路面现场拌和（路拌）的施工工艺。我国80年代开始研制稳定土厂拌设备，生产率多在50～300t/h，自90年代初开始，规格以300t/h居多，1998年已有500t/h的厂拌设备推向市场。我国生产制造的稳定土厂拌设备，在基本技术性能方面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可满足施工技术规范所规定的要求。2.国外发展水平及趋势日本新泻铁工所生产有NM系列生产率为40～300t/h和NDM系列生产率120～600t/h两大系列稳定土厂拌设备，主机分别为双轴叶片连续式和鼓筒式。目前法国SAE公司、意大利MARINI公司等厂商生产的稳定土厂拌设备，在国际市场上有较高的知名度，其产品技术方面具有一定的代表性。国外产品均各具特色，不同厂家有不同的风格。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。（1）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。（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配而成。因此，在保证设备基本性能的前提下，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“－”字型或“J”字型等多种型式。因此，研究和开发结构形式多样、布局更为灵活的厂拌设备，也是各生产厂家普遍重视的课题之一。（4）无衬板搅拌机近年来，国外一些生产厂家针对稳定土的特性和连续搅拌的作业特点，研制成无衬板搅拌机。有无衬板，搅拌机的工作原理基本一样，但两者的抗磨机理截然不同。无衬板搅拌机最大限度地加大了叶桨与机体之间的间隙。搅拌机工作时，在机体和叶浆之间的间隙中形成一层几乎不移动的混合料层，起到衬板的作用，保护机体不受磨损。这种无衬板搅拌机，机体一般设计成平底斗形，具有结构简单、制造容易、质量轻、造价低、生产率高、物料不产生阻塞和挤碎现象、搅拌均匀等优点。（5）建立用户联络控制中心国外的稳定土厂拌设备生产厂家设立控制中心，与用户厂拌设备的控制计算机通过国际通讯网络联网，及时准确地掌握厂拌设备的运转情况、调节和改变设备的工作状态、解决设备出现的问题、以及培训指导设备的使用技术。（6）设备大型化：机械化施工设备的配套性要求，促使稳定土厂拌设备的向大型化方向发展。近年市场对稳定土厂拌设备生产率的需求已从前几年的100t/h，上升为300～400t/h。目前还有进一步发展为600～800t/h的趋势。（7）结构模块化：可解决大型化所带来装、拆、吊、运等不利因素，既有利于制造厂生产和产品系列化，又符合公路工程施工的特点。结构模块化是固定式稳定土厂拌设备的必由之路。扩展拌和范围：使稳定土厂拌设备不仅只能拌制稳定土材料，还能拌制各种属于冷拌范围的路面材料。如碾压混凝土，乳化沥青混凝土等。（8）动态含水率控制：影响稳定土含水率的主要因素是小粒径集料含水量的不均匀。对小粒径集料的含水率和稳定土成品料的含水率进行有效的监控，可进一步提高稳定土的质量。目前的问题是连续动态检测取样装置的精度、寿命和由此而带来产品成本的增加。任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理稳定土厂拌设备主要由集料配料机组、结合料供给系统、斜置集料皮带输送机、供水系统、搅拌机、混合料储仓、堆料皮带输送机和电器控制系统等。如图4-6所示。稳定土厂拌设备的工作过程，装载机把不同规格的集料装入配料机组的各料斗中，配料机组按规定比例连续按量将集料配送到集料皮带输送机上，再由集料皮带输送机送到搅拌机中；粉料（结合料）由运输车输送到粉料仓中，再由螺旋输送机将结合料输送到小粉料仓中，最后由给料机按规定比例连续将结合料输送到集料皮带输送机上及搅拌机中；水经流量计计量后直接连续泵送到搅拌机中，搅拌机将各种材料均匀搅拌为成品混合料。成品混合料在混合料储仓中暂存，并由运输车送往施工现场。任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理图4-6WCB200型稳定土厂拌设备布置图1-配料料斗；2-给料机；3-小粉料仓；4-粉料仓；5-集料皮带输送机；6-搅拌机；7-平台；8-混合料储仓；9-溢料管；10-堆料皮带输送机；11-运输车；12-供水系统；13-电控系统；14-螺旋输送机；15-叶轮给料机；16-水平集料输送机生产工艺流程稳定土厂拌设备可拌制水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土等。拌制各类稳定土的工艺流程基本相同。图4-11为水泥稳定碎石底基层的生产工艺流程。任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理1-料斗；2-水平集料输送机；3-机架；4-给料机1.配料机组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，如图4-7所示。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。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。配料机的作用是将物料从料斗中带出并对材料计量，其方式有容积式和称重式。任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理稳定土厂拌设备配料机1-加高航板；2-料斗；3-斗架；4-斗门调节器；5-集料皮带机；6-加高支腿；7-振荡器任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理2．集料皮带输送机和成品料输送机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，与通用皮带输送机的工作原理和结构形式相同。主要由接料斗、输送带、机架、传动滚筒、改向滚筒、驱动装置、张紧装置等组成。1-自清洗改向滚筒；2-张紧总成；3-上托辊；4-下托辊；5-机架；6-支撑；7-罩；8-驱动总成任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理稳定土厂拌设备成品料皮带输送机简图1-拉紧螺杆；2-从动滚筒轴承座；3-从动滚筒；4-槽型托辊；5-空段清扫器；6-下平托辊；7-输送带；8-槽型调心托辊；9-调心下平托辊；10-电机；11-联轴器；12-减速机；13-链条；14-主动滚筒；15-主动滚筒轴承座；16-弹簧清扫器任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理各种常用的托辊a)槽形托辊组；b)平形托辊；c)缓冲托辊；d)斜置托辊；任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理3．结合料配给系统结合料配给系统主要包括粉料储仓、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。立式储仓如图4-8所示，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-料仓；2-螺旋送料机；3-小料仓；4-叶轮给料机任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理

卧式储仓粉料配料机1-粉料斗架；2-斗体；3-叶轮给料机；4-振动器5-螺旋轴；6-仓体；7-出料口；8-活动上盖5-旋塞式料位器任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理4．搅拌器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，如图4-9所示。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。

图4-9双卧轴搅拌机示意图

1-壳体；2-搅拌轴；3-搅拌臂；

4-浆叶；5-喷水装置；6-轴承；7-驱动系统任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理搅拌器结构示意图1-减速器；2-联轴器；3-齿轮；4-桨片总成；5-衬板；6-油杆；7-驱动电机任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理搅拌器驱动系统的结构形式多样，大体可归纳为如下几种型式：（1）电动机→减速器→链轮→搅拌轴；（2）电动机→液压泵→液压马达→齿轮减速器→搅拌轴；（3）电动机→蜗轮蜗杆减速机→搅拌轴；（4）电动机→液压泵→液压马达→皮带传动→锥齿轮传动→搅拌轴；（5）发动机→分动箱→液压泵→液压马达→齿轮减速机→搅拌轴。任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理5.供水系统供水装置是稳定土厂拌设备的必要组成部分。WCB200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。稳定土厂拌设备的供水系统1一出水管；2一水箱；3一回水阀；4--三通；5-水泵；6-分旋塞阀；7一供水阔；8一流量计；9-喷水管任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理6．混合料储仓混合料储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。成品料仓简图和斗门启闭机构液压系统a)成品料仓简图b)斗门启闭机构液压系统1-立柱；2-爬梯；3-液压装置；4-栏杆；5-斗门；6-仓体任务二稳定土厂拌设备三、稳定土厂拌设备结构与原理7.电器控制系统电器控制系统包括电源、各执行元件、运行显示系统、操纵控制系统。不同形式的电器控制系统有不