路面机械与施工技术
P v m n M ci r & C nt co Tc nl y ae e t h e a ny o s utn h o g r i e o
稳 定 土 厂 拌 设 备 的动 态 标 定 分 析
韩 宇' , 谢立扬2 , 许俊清2
(长安大学 工程机械学院, 西安 706; 1 . 陕西 1 42 0 . 长安大学 西安筑路机械测试中心, 西安 706 陕西 1 4 0
摘 要: 稳定土厂拌设备在生产前需要对计量装置进行动态标定. 根据稳定土厂拌设备的计量原理, 在 工程实践的基础上提出了 一种行之有效的动态标定稳定土厂拌设备的方法,同时对准备工作和动态标 定过程中 应注意的问 题也作了具体说明. 经动态标定的 稳定土厂拌设备有利于操作员直观, 方便地了 解 机器的运行情况以 及成品 料质量的好坏. 关键词: 稳定土; 厂拌设备; 动态标定; 计量原理
中图分类号:46 U 1. 5 文献标识码 : B 文章编号 :00 03 ( 0) -000 10 - 3X2 61 03-3 0 2
D nmiC l rt n Saizd iMin Pat ya c i ai o t le S l ig n ab o f b i o x l
H N ' I Ly g X Jn i 2 A Y , ia 2 U -n u XE n , u g g -
0ShooEg erg ci r Cag n i rt X' 706, ax Ci ; n t t o .col ni en M h e , n' U v s , n 04Sani h a2Va TsCn r f n i a ny h a n e i i 1 y a h , n . e e e f
Ra M ci r Cagn v syVa 104Sa x Ci) 706, ni h a o a ny hn' Uirt d h e , a n e i, n ha , n
A s atS bi d mx g n nes a y dnmc iao f i m a r eu m n b- bt c t i e sl i p t d tcr o ya iclri o t es e i et e r : l o in l e o r n a z i a ab tn s u q p s r fe dco. e o t p nie osbi d mx g n a d t d n oue fm o p utnBs n r c l f i e sl i p t vl m h iir cd t r r i a d h i p s t l o in l , i e o s d o e a z i a a t r h o e eg er g cc tc ia t sbid mx g n ad pri s nt lp b m dr ni en p te ab t h t i e sl i p t n p a tn ad a e l s - n i r i o re a l o in l , r ao n o b r e u a l e z i a e o i t f co ot dnmc b tn ao ci . r dnmc i ao o sbid l n h u tn h ya iclri a l sei d At t ya iclri f i e s g n i f e e a ao r s p f i e e f h e e ab tn t l o a z i mx g n iwlbnf f oe ts cy esy s t st ot eu m n ad qat in p t t eet pro d e l ad i g p te h qi et t ul i l , i a l i o r a r i t n al r h a f r a e e p n h e i y
o te ie maeil. f m x d tr s h a
K y rssbi d ; i p n dnmc b tnm a rp nie e w d: i e sl in l t ya ic iao; s e c l o t l o mx g ; a z i a a ri e u r p l i 0 引言 稳定土厂拌设备是路面施工机械的主要机种之
一, 是专门 用于拌制各种以 硬性材料为结合剂的稳 水,
定混合料的搅拌机组川 .随着中国公路建设事业的飞
速发展, 公路施工, 尤其是高速公路施工对稳定土厂拌
设备的计量精度和生产效率的要求越来越高.当混合
料配比设计完成后, 稳定土厂拌设备的动态标定对其
混合料的质量起着重要的作用.如何把好稳定土厂拌 设备动态标定这一关,笔者结合在内蒙古自治区赤
( 一通( 高速公路各路基标段对稳定土厂拌设备 峰) 辽) 动态标定的 经历, 对施工中 常用的 连续式稳定土厂拌
设备的动态标定过程及注意事项作一叙述. 赤一通高速公路各路基标段, 施工单位配备的各
种稳定 土厂拌设 其生 力为 0 t和 0 t, 4 备 产能 40 50 有 - / h / h
6 个骨料仓, 各种选定骨料由 皮带配料秤计量给出, 水 泥由 立式储仓经螺旋配料秤计量给出, 水通过流量计
从搅拌锅物料入口 上部的喷头直接注入.这些设备虽 然在结构上略有差异, 但动态标定的 过程却是一样的. 1 稳定土厂拌设备计量原理 稳定土厂拌设备是一种连续强制式搅拌设备, 其 工作原理决定了它对骨料, 水泥和水等物料的计量必 须是一种动态连续的计量. 从计量方式上看, 现有的稳定土厂拌设备对物料 的计量有容积式计量和称重式计量2 种计量方式. 随着 自 动控制技术的发展, 动态电子称重式计量在稳定土 厂拌设备上得到了 广泛应用, 采用它既可提高计量精 度, 又便于实现自 动控制. 稳定土厂拌设备对骨料和水 泥的动态电 子计量装置有所不同.骨料计量采用皮带 配料秤, 水泥计量一般采用螺旋连续称重或减量秤称 重, 但后者因为占 用空间大而较少被采用, 大多数设备 采用的是传统的螺旋配料秤. 皮带配料秤的特点是计量精度高, 其动态精度可
俞
尺 C M舀 M 6 0 2 年绍 姗
万方数据
路面机械与施工技术
P v me t c i r & C nt cin cn l y ae n M h e a ny o s ut T h o g r o e o
乡 鹅 裳 盆 叱 蔽跌兑捷 益艘 族沈 限 哄 份 瑟愁 蔚七弓 么 豁 辫澎煞艘 肠 沦 全 王 经 幼 连 公 扭爪 惫乐 老办 解功姗 叙蕊 怠 蕊 念咨 犯捻 艺 忿三
以 达到0 % 它可以 .. 5 预先设定骨料配比, 并且在生产过 程中显示瞬时流量和累计流量, 使操作员方便, 直观地 了 解设备的工作状况.在高速公路建设中, 为保证施 工质量, 降低生产成本, 稳定土厂拌设备越来越多地采 用了皮带配料秤.由于皮带配料秤的计量精度受到皮 带刚度, 张力, 摩擦力和皮带秤精度等因素的影响, 对 其标定不能简单地停留 在放置祛码标定的基础上.实
Z 主动滚筒链轮齿数; 2 一 . 电 机转速,mn ri / ;
i 减速机速比; —
践证明, 采用祛码标定( 静态标定) 的误差远远超出计
量 统 精 要 川 系 的 度 求.
水泥计量利用螺旋配料秤上拉式传感器所收集到
的重量信号, 反馈到控制系统, 通过控制系统的比 较处 理后发出指令给叶轮给料机上的调速电 机,以 控制水 泥的 流量, 使其保持在一个相对稳定的范围内, 其计量 精度可以 达到1 0 % 总之, 稳定土厂拌设备就是通过电子传感器测出 物料单位时间内 通过的质量信号, 该信号与微机的设 定值进行比 较后, 输出偏差信号到控制器, 调节皮带给 料机或螺旋给料机的转速, 修正物料供给量, 达到控 以 制计量精度的目 的.因此, 其计量系统的动态标定主 要有2 一是标定计量秤, 项: 即通过调整计量秤的系数
H— 设定频率, Z 一般为3-5 54; p 骨料密度, 3 — t , / 一般骨料取1 0 m . 5 ( 皮带输送机运行稳定与否将直接影响设备是 4 ) 否能连续工作, 在动态标定前应对皮带进行检查, 确保 皮带运行平稳, 不发生打滑, 跑偏和卡紧等现象. ( 对于水泥计量装置来说, 于仓压, 5 ) 由 环境等因 素的影响, 容易造成水泥堵塞或瞬间流量的增大.为 了 避免水泥的偶然超差, 在动态标定时粉料仓内 要保 证有多半仓水泥. ( 检查螺旋配料秤, 6 ) 保证其悬空, 不受其他物体
的干扰.
( 皮带配料秤和螺旋配料秤在动态标定前应清零. 7 ) 现以某公司生产的WD 50 B0稳定土拌和站为例, 对其动态标定过程作以 详细介绍. 记录相关数据, 如表
1 所示.
表1 物料配 比( 设定产量为40 ) 5t 1 h
物料
配合 比/ %
1仓 #
3 .2 07
2仓 #
2 .2 11 9 .4 50
3仓 #
2 .8 20
4仓 #
2 .8 20
水泥
40 .0 1 .0 80
水
62 .0 2 .0 79
( ) 统显 K , 值 使系 示重量与实际 物料重 量相吻 二是 和;
标定单级级配— 冷料标定,即通过调整电 机转速( ( R 值) 使每份物料的用量与生产配比 相一致. 2 动态标定前的准备工作和注意事项 ( 仪器设备为电 1 ) 子汽车衡, 台秤, 秒表, 卷尺和计
算器等.
配给量/- 1 82 / h) 3 .4 (- t '
备注
9 .6 93
9 .6 93
内掺
外掺
3 皮带配料秤的动态标定
该型号WD 50 B0稳定土拌和站的骨料机组由4 个 料仓和相应的配料机, 水平集料皮带输送机, 机架等组
( 动态标定时设备的设定产量应以实际生产过 2 )
程中该设备的生产能力为准.配备好与该生产率相适
成.由 个皮带配料秤的动态标定过程相同, # 于4 以1 皮
带配料秤为例说明. 皮带配料秤动态标定的过程如下:
应的 上料机械( 一般为 L0 上规格的装载机1 ) Z5型以 台, 运输车辆( 载重量1 t 上的自 0以 卸车2 标定前要空车 台, 称重 , ) 配备好充足的 骨料以 保证设备能够连续, 高效
地工作.
( 设备运行, 清空集料皮带, 1 ) 搅拌锅, 料输送 成品 带和成品料仓中残留的骨料. ( 装载机给1 # 2 ) }上料, 卸车行驶到成品料仓下, 自 准备接料.待骨料准备充足后, 除配料机外, 设备开始
正常运行.
( 根据设备的实际生产情况, 3 ) 在确保骨料仓的生 产率后, 骨料仓料门 开启高度既要大于骨料直径, 保 以 证出 料顺畅,同 时又要尽可能保证电 转速避开低 机的 速区, 使其在中高速区( 01 r i运行, 5 00 n 0 0/ ) m 以延长
其使用寿命.料门高度的计算公式如下 h( 2 7D Z Hp = Zi3 7 B , 7 Q ). l ( n )
( 控制 选为自 1 3 ) 方式 动,w料机运转23 机 # (\配料 #n 关 ) 骨料下 集料皮带 停, 当 落到 上时, 始 开 计时. ( 设备运行23 之后观察显示器上的瞬时 - mn 4 ) i 流 量, 如果显示值在设定值上下小幅浮动, 并且能 速 够快
调整, 表明设备运行良 好.反复几次, 记录下流量的最
大值与最小值.
式中: 单 配比 量, ; 口 — 仓 产 t 1 h
D 主动滚筒直径, ; — m
Z 减 , — 速机链 数; 轮齿
B 开门宽度, ; — m
( 观察显示器上的累计重量, 5 ) 当累计值在1 t 0以 上时 准备停机, 为方便计算, 标定时间一般取61 mn -0 i
尺 MaC o s 刀 勿 Mz o 牟
万方数据
路面机械与施工技术
P v me t c i r & C nt co T c n l y a e n Ma h e ny o s ut n h oo r i e g
多 稼舜澎 夸 望 拟价冬 取 碑下赘 注乡 邵 催 挽蜜 子 照 蛛 地澎 誉 班 咐 裁 套 班公毙 浓 印 幼 汽 户 叫 甲 事甲 朗闷 甲叼 剑娜 砰碑 甲 甲 萝 脚 肖般 要 咫汽 密呀 户吸 甲, ,哪 淤 气 仲 叭 闷 和 甲笋 更窄 脚尹 一 护的耀映惫 即呼兜甲别限娇裸鲜洛 欲岔翩姗缺矽知卑器舞 参 戛曝 点碑 龄渭爵确斜 蒸澄 散 欢 洲 墓班恶 器韦 弥 江叹 段 男 挤妈 系盆 笔水脱称 水 聋水 有水 毖晒肠咚裂粉面彭俄 鸽
( 秒表停止计时, 6 ) 同时关停1 # 配料机.输送带继 续运行, 确保集料皮带, 搅拌锅, 成品料输送带和成品
料储仓中残留的骨料放到自 卸车中.
表2 动态标定记录
配料系统
1皮带配料秤 "
1 82 3 .4
( 记录此时的系数() 7 ) K, .标定时间t 脑显示 ( ) 和电
重量值(O M) 0
设定 量 (h) 流 / - t - 1 显示 量 (h) 流 I - t - 1 计算流量 (h) /-1 t- 系数斜率 ( )
标定计时/i /n m
标定计时/ c s e 累计显示值/ / t
12 13 3 -4
1 01 5 .6 2 07 1 . 2
6
12 1 3 3-4
1 84 4 .2
13 1 2 3 4 1 82 3 .9 1 9 9 石 4
6
1 3- 4 3 12 1 73 3 .5 1 96 9 . 4 6
2 07 1 . 2
6
( 自 车载 称重 得到 料的 重 M , 料 后 骨 实际 量() g 卸 ) '
进行计算
流量误差( O=
实际重量(I M) 实际流量(, Q= ) 标定时间t ( ) 计算 流量() 定流 () 00 Q- }设 量( x1 % Q O
设定流量( ( W
1 .2 37 4
巧 .2 0 86 .0 86 .0
1 .2 37 6
1 .4 48 74 .0 75 .0
1 .6 39 4 1 .4 38 0 - 9 0.0
1 .8 37 2 1 .4 37 - .4 06 - . 031
实际称重值/ / t
流量误差/ % 累计计量误差/ / 9 o
备注
皮带运行稳定
累计计量误差(二 ( S )
实际 ()显示重 ()1 0% 重量m - 量m X 0 o
实际重量(I M)
"(r}K 系tQ(o 烟- o KT m )T , } ) T } I
( 不要改变系数(值) 9 ) K , o 重复第二至第八步, 将会
再得到一个新的系数, K.那么, 记为 2 最终系数为
K,K, + K. 一 二 二 =二-
螺旋送料机
2
() 1 将系数调整为 3 0 K, 连续重复第二至 第八步2 次, 如果2 次累计计量误差均满足要求 ( 一般来说不超过 2) %, 此时的 3 那么, K 值就符合要求. 搅拌锅 图1 水泥计孟装置 () 果 1 如 流量误差达不到 1 要求, 调整电 速( , 机转 ( R ) 使显示流量更接近于设定流量.此时, 吱带配料秤 对1 螺旋计量秤出 ( 中 处) 料口 图1 A 套一个导料布袋, 收集 的动态标定就完成了. 标定时间内流出的水泥, 称重后与电脑显示重量对比, 在这里要特别注意的是, 根据实践经验, 做完一次 调整系 ( ) 使累 量误 数K , 值 最终 计计 差满足要 求. 试验后, 如果K 值不符合要求, 不要急着改变K 耐心 值, 在这里需要注意的是: 再做一次试验, 次K 取2 值的平均值, 采用上述方法, 可 ( 标定的 1 ) 始末状态 开始标定时 螺旋计量秤, 螺 以事半功倍.笔者对1 " 皮带配料秤总共做了 次试验, 旋送料机为空, 4 先启动计量秤, 然后启动配料机, 等电 调整后的 值可以 K 保证累计计量误差在1% 2 之内, 结果 脑显示流量有变化时( 螺旋计量秤中有水泥流过) 表明 如表2 所示. 开始计时.计时停止, 同时关停配料机, 螺旋计量秤继 4 水泥配料秤的动态标定 续运转, 直到出 料口A 没有水泥流出, (处) 再关停螺旋
水泥计量精度的高低是评价稳定土厂拌设备性能 计量秤.
优劣的关键所在, 提高水泥的计量精度不仅是用户保 证成品 料质量, 控制成本的 有效手段, 同时也是稳定土 厂拌设备生产厂家追求的目 标之一. 水泥计量装置由 粉料仓, 粉料配料机, 螺旋计量秤 和螺旋送料机组成( ) 如图1它能连续动态称量并反馈 , 控制配料机的转速,以 达到调节水泥出量的目 的.由 于和骨料配料秤的计量原理相同, 所以水泥配料秤动 态标定的方法与皮带配料秤的标定方法相同, 通过在
( 标定时间的 选取 由 机从启动到 2 ) 于电 稳定需要 一 段时间视设备而定, ( 一般为 几秒到十几秒) 标 , 所以 定时间 应长一些.但受到实际条件的限 制, 又不能过 长, 根据实践经验, 0 为宜. 取3 s ( 导料布袋的位置 一般情况下应放在螺旋计量 3 ) 秤的出 ( 中 处 , 于 秤使用拉式 料口图1 A ) 计量 由 传感器, 收集水泥时要避免对计量秤的干扰, 否则将会影响计
( 下转第 5 ) 3页
含
R M&C a 卒 1 劫 M2 招 2
万方数据
养护机械与施工技术
M ie a c M c i r & C nt co T c n l y an n n e a h e t ny o sr t n h o g ui e o
合, 压实温度, 速度和压实方式的确定, 以及特殊路段
( 弯道与陡 坡等) 的压实. ( 压路机作业中, 1 ) 应采用紧跟, 慢压, 先轻后重的
原则.
随意改变碾压速度, 并且压路机不得有过猛的启动, 倒 车, 制动和转向, 否则会影响到路面的平整度.
3 结语
在罩面施工过程中, 浙江沪杭甫 高速公路养护中
心在沪杭雨高速公路和上三高速公路的大面积面层罩 面工程中通过对设计阶段和施工阶段的严格控制, 尤 其在设计阶段及施工前调平层的阶段通过精心组织,
( 在沥青路面碾压机械中 2 ) 胶轮压路机对压实起
到关键作用, 但胶轮碾压时容易产生粘轮现象, 摊 将己 的面层带起, 影响平整度.施工中开始采取用洗衣粉 水用人工喷洒胶轮表面, 但效果不理想, 后改采用涂植 物油, 克服了 开始粘轮现象; 并且在胶轮的 温度与沥青 混凝土温度接近后, 不再涂油, 可以 使压实 平整度 度与
都取到良 好效果.
细致管理; 把握好所有与平整度有关的环节, 使罩面面 层平整度得到了 很好的 控制, 取得符合高速公路标准 要求的平整度, 路面平整度的均方差评定达优良以 上.
参考文献 : [〕 1 宋永刚路面平整 . 度均方 差指标与 舒适性的 研究[ . 行车 关系 J筑路 ] 机 施T 械化, 0,( )82. 机 械与 - 2 5 2 21 1 0 2 1 :-
( 控制碾压温度, 3 ) 如果碾压温度过高, 容易造成 摊铺层的推移, 终压时难以形成稳定结构; 温度太低, 混合料出现僵硬现象, 集料间的摩阻力变大, 混合料的
平整度均不易达到.
[」 2 沙庆林. 高速公路沥青路面早期破坏现象及预防〔 ] M . 人民 北京: 交 通出 01 版社, 0. 2 收稿日 20-13 期: 60-0 0
( 碾压作业应严格按照施工规范规定进行, 4 ) 不得
「 责任编辑 : 通〕 林
( 上接第犯页 )
量精度; 但有时因为设备安装不合理, 水泥无法从螺旋 计量 秤的出 导出, 选在螺旋送料机的出口图1 料口 可以 ( 中 处 接料, B ) 停止计时后要让螺旋送料机继续运转, 直
到将其中残留的水泥全部导出.
) ' ( 流量误差 于标定开始的一 由 段时间电 机不稳 定, 而标定时间又相对较短, 计算流量与设定流量 所以 可能有较大差异, 只要累计计量误差满足要求即可. K 值确定后, 在稳定状态下调整电 机转速, 使显示流量在
设定流量上下小幅度变化.
另一种方法是采用" 水泵+ 流量计"通过调节水 , 泵转速来改变水的流量, 通过流量计获得水的流量. 这种方法虽然克服了设定和调节的麻烦, 但其仍然受 到水质, 水压等因素的影响, 计量精度也比 较低, 但其 结构简单, 使用方便, 基本能满足稳定土厂拌设备的要 求, 为大多数用户所接受. 在动态标定时, 测出标定时
间内 流出的水的 体积 ( 密度按p1x0km计 水的 =. 1 g 3 0 3 / 算) , 计算出 流量, 然后调节水泵转速[ [ 3 ] 0
6 结语 连续式稳定土厂拌设备结构各异, 但动态标定始
5 水的计量 供水装置是稳定土厂拌设备的必要组成部分.含 水量对水泥稳定土粒料达到最佳密实度起着非常重要 的作用, 只有在最佳含水量下粒料才能达到最大干密 度, 即在最佳含水量下水泥稳定土基层才能达到最佳
的密实度.
终遵循" 试验什计算升调整斗试验" 这一过程, 直到计 量误差满足要求.稳定土厂拌设备动态标定的好坏,
对于操作员直观,方便地了解机器的运行情况以及成
品料质量的好坏影响很大, 应该根据工地情况和设备 性能, 设计合理有效的标定过程, 调试时必须认真细 心, 一丝不苟.
参考文献:
[] 光, 1 李自 展朝勇, 公路施工 机械〔 ] M . 人民 北京: 交通出 版社, 0. 25 0 [」 2 胡国华, 磊, 李高 袁洪庆. 从公路实践出 述稳定土拌和设备的计 发浅
在水计量系统中, 有一种采用" 水泵+ 可调节流量 阀"通过调节流量阀 , 来改变水的流量.由 于没有显示 仪表, 设定和调节比 较麻烦, 只能根据经验和实验来确 定水的流量.受到水泵转速, 水压的影响, 计量精度不 稳定, 计量误差较大, 但其结构简单, 制造成本低, 在某 些场合仍在使用.由 于缺少流量计, 这种设备无法进
行动态标定.
量 机械技 校验[ , J建设 ] 术与管 2 69 ) -0. 理, 0,(: 21 0 14 1 4 0 [] 3 张东升. 水泥稳定粒料基层施工质量控制「 . J筑路机械与施工机械 ]
化, 0, 5 3 3. ( : -6 2 30 ) 4 0 2
收稿日 20-42 期: 60-8 0
〔 责任编辑: 董强柱〕
奋
尺 M& M2 C 优冶 年 拐 翻
万方数据