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2014-11-25 17:25:40
自动配料精度是考核混凝土搅拌站( 以下简称搅拌站) 制造性能及生产质量的一项重要指标, 要达到一定精度和长时间的稳定自动配料并非易事,而需要做多方面的工作。可以认为: 搅拌站的良好运转状态 ,是设计 、 制造 、 安装调试及维护的最佳体现。搅拌站自动配料的超差往往涉及诸多因素。自动配料装置作为生产混凝土的各种组成物料的计量设备,它的良好性能及自身精度 ,对于保证配料精度是至关重要的 。自动配料装置通常采用机 —电—气( 液) 集中控制方式 ,以适应高效率、 高精度的自动配料要求。然而 ,其中任何环节的工作失常, 均可能导致自动配料的中断或超差,并且以故障现象在称重指示上集中反映出来。
就超差问题,作者作如下探讨。
1 搅拌站磨合期的保养与调整
搅拌站安装之后, 必须经过局部调试及综合调试,合格后才能投入运转 ,而其性能的稳定却不是一劳永逸的。如何加强保养 , 使机械设备度过磨合期, 是值得充分重视的问题 。水电建设总局颁发的《保修技术规程》中, 规定搅拌楼的磨合期为 460h ,并要求进行相应的维护与调整。从目前国产搅拌站的运行经验来看, 只要加强磨合期的维护与调整,其性能完全可以得到较好的发挥。
2 按额定配料周期连续生产
搅拌站作为高效率生产混凝土的大型成套设备,决定了按额定配料周期自动配料、 连续生产为其主要生产方式 。但并不排除单罐作业 , 然而偌大的成套设备毕竟不能仅用于小方量混凝土生产 。按额定配料周期连续生产混凝土, 不仅是达到设计生产率的前提 , 也是防止偶然配料超差的重要条件。在连续生产时,称量的物料流态趋于稳定 ,不易在料
仓结拱 ,尤其粉状类物料更为明显。多年实践证明:搅拌站的生产连续性越高, 则配料偏差波动越小 ,。
何谓额定配料周期?额定配料周期是按搅拌站设计的生产率 ,换算到每次配料所需要的时间。
诚然,搅拌站的实际生产情况千差万别 ,难以绝对按额定配料周期连续生产, 但在分析配料超差时,此仍是不容忽视的问题。尤其在试生产阶段,此类教训屡见不鲜。国家标准《GB 10171—88 混凝土搅拌站( 楼) 》 、 水电部标准《SD 198—86 周期式自动化混凝土搅拌楼技术条件》 , 已明确把供料充分、出料及时、 连续运转作为标准工况的重要条件。
3 如何准确评价配料精度
的精度应统一按国家有关标准来评价。
( 1) 应限定给定值的范围
由于生产的混凝土标号不同, 各种物料的配料给定值必然有一定差异 , 但其变动范围不能过宽 。国家标准和水电部标准规定, 在给定值为 1/2量程至满量程范围, 来进行配料偏差的计算 、 取值 。
若某些物料经常按 1/2 量程甚至 1/3 量程以下来进行配料定值 ,不仅在配料偏差计算取值上与标准有所出入 ,而且从计量器具的使用角度出发也很不合理 ,其结果是配料超差机率大大增加。尤其对添加剂等称量范围较小的物料 ,在调试时,给定的量值一定要大于 1/2 量程, 才能保证实测配料精度 。否则不能满足要求。
( 2) 应按国家标准评定配料精度
配料精度的控制与评定 , 不仅是混凝土生产的质量技术问题, 也属于计量管理范畴。水电部标准SD198—86 规定,“混凝土各组成物料的配料精度分别用于搅拌楼连续生产时 ,每种材料连续配料 10 次测得配料偏差的均方根值进行评定 。 ”生产水工混凝土时, 配料偏差的均方根值不大于下列规定值 : 水 、片冰、掺合剂 、水泥 ±1%, 骨料( 粒径 ≤80 mm)±2%,骨料( 粒径>80mm) ±3%,外加剂应按±3%作为评价标准,不宜采用± 1%来评定。
4 称量时间的调整
从给料门开启到关闭结束的时间称为称量时间。称量时间的长短决定于给料门开度的大小。而给料门开度必须适当 ,尤其需要指出的是: 给料门不能开度过大 ,以免引入较大的进料冲击误差及过大的残余料流误差。所谓残余料流 ,即在关闭给料门的过程中进入称斗的物料量, 它是导致误差波动的主要因素 。
以前 ,搅拌楼曾因给料门开度设计过大而引起麻烦 。由于采用带气阀的气缸 ,无法调节行程 ,虽在综合调试时移动了气缸位置, 称量时间仍感较短 。另外 ,加气剂给料泄液管路的加长 ,在给料阀关闭后仍有大量残余料流进入称斗, 以致配料超差难以控制。残余料流一旦达到给定值的 5%,超差的机率将达到不能允许的程度。
5 被称物料质量应符合要求
组成混凝土的各种物料质量, 在有关国家标准 、规程中均未做出明确要求, 然而在实际生产中却是一个不容忽视的问题 。诸如: 人工砂含水率的饱和程度 ,水泥 、 粉煤灰的受潮 ,片冰的溶解水太多等, 会导致此类物料超差 。另外, 物料含水率高易于结拱,配料时将出现时而称量料流中断,时而突然以塌落方式进入称斗,导致配料失控。可以说,物料不合格是搅拌楼偶然超差甚至发生故障的重要原因之一。作者多次目睹因物料受潮结块或有杂物 , 导致螺旋机堵塞 、 烧损 ,或给料门( 阀) 卡阻 、 漏料。所以, 若要自动配料正常 ,物料必须符合自动配料装置性能的要求。
目前,采用骨料筛选、 二次筛分及砂水含量测定对提高物料质量起到了行之有效的作用。
6 给料门( 阀) 反应必须灵敏
自动配料装置是由机 —电 —气集中控制, 它是作为一个动态过程 ,来完成自动称量配料的 。不仅电气控制要可靠, 而且称量要准确, 给料门(阀) 、气( 液) 路及机械执行部件的动作, 必须反应灵敏, 做到有令则行 。给料门( 阀) 关闭时间应尽可能小 ,且有较好的重复性 , 以保证残余料流趋于稳定 。否则自动配料装置精度再高, 也是枉然 。据多年统计表明,因给料门( 阀) 反应迟缓( 包括电磁气阀及气缸漏气、窜气、 润滑不良等)或卡阻而引起的配料超差 ,占配料装置故障的半数左右 。其特点是: 涉及环节较多,有较大的随机性, 往往难以直观判断 。
搅拌站以往在安装中, 油雾器常常在气缸水平位置以下,而且管路较长,运行中出现不少油雾器无油 ,压力失调 ,致使活塞杆无油膜而干摩擦, 加至气缸、给料门( 阀) 支承铰, 传动铰润滑也不够充分 ,造成机械执行部件动作不灵敏,导致配料超差。
因此, 需要按规定经常对机械执行部件进行保养 ,特别是保证充足的润滑。如果对搅拌楼的气缸采用旁路给油法来保证其内部润滑和密封 ,虽然与通常的直通式给油法不同, 但二者功能无异。
所谓旁路给油法, 是采用油雾器安装在从主气管道分出的旁路管道上。旁路管道上设有调压阀,使旁路管道的压力调到高于主管道上的压力。在压差作用下,充分发挥油雾器的喷雾功能,从旁路管道上可向主管道送出 2 μ m 以下油粒子 ,从而使气缸得到较好的润滑和密封。但油雾器必须装 # 30锭子油 ,且安装在高于气缸的位置,喷油量应调节在使气缸每动作两次喷一滴为妥。
7 容量的选择
搅拌楼称量系统的传感器容量选择是一个比较重要的问题 。据以往使用中观察 ,损坏的称重传感器,绝大多数属骨料外加剂称重传感器 ,即便是进口菲利浦传感器也未能幸免 ,经分析主要系过载所致 。称重传感器宜工作于额定容量的范围内, 而过载能力要大于称重范围, 一般应按下式选择传感器容量 。
式中 K 为冲击系数,一般按经验取值。对大骨料或外加剂等量程范围较小的物料 ,取值应偏大一些。但 K 值不能过大 ,否则导致传感器的量程范围加大 ,造成称量精度降低 ,使物料称量产生误差。因此,消除配料冲击力的影响,只有适宜的增大传感器容量 ,相应提高传感器输出灵敏度和精度,并要考虑在安装搅拌楼过程中, 一些不确定的因素对传感器带来的影响,如称斗上的电焊作业 ,传感器波纹管碰破受潮,传感器承受扭 、弯矩作用等 ,这些因素都会影响传感器的灵敏度和精度。
8 其它应注意的使用条件
( 1) 电源电压、气压、控制室温度应维持在允许范围
电源电压波动偏差允许±10 %,如波动过大, 电磁气阀反应速度将随之变化 ,同时也易引起电气设备过流损坏 。因此 ,供电变压器抽头使用要合理 ,向电子提供电源的交流电子稳压器要经常保持完好状态。
气源压强要维持在 0. 6MPa ,以稳定气动元件的动力和速度。空气管路的设计及安装, 应充分考虑到气管路的压力损失 , 以防气动元件的气入口处压力不足 ,造成隐患 。
控制室均装备有空调器, 以维持称量仪及电气元件在允许的环境温度下可靠工作。一般电气设备元器件最高允许温度为 40° C ,尤其电子称在环境温度接近 40° C 时, 漂移增大 ,直至无法工作 。在高温季节,称重仪工作的同时,空调器必须工作 。
( 2) 计量检定人员必须经过培训考核
电子称及传感器是《计量法》规定的工作计量器具 ,砝码是标准计量器具,均属依法管理的范围 。标定其称量仪器精度的工作和维护修理, 以及自动配料装置的精度调试, 称为计量检定工作。按《计量法》规定, 计量检定人员必须经培训考核合格 ,并取得计量检定合格证 ,方可进行此项工作。
作者简介: 李建国( 1952- ) , 男, 天津人, 水利部郑州水工机械厂研究所工程师。
( 编辑: 李国云)
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