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冷拌树脂沥青混凝土拌和机的研制与应用
时间:2019-05-24 13:17 作者:荥阳鹿和机械
树脂沥青组合系统钢桥面铺装技能是由浙江省交通工程建造集团有限公司等国内3家单位自主研制,截止目前在国内几十座大型钢箱梁桥施工中已得到使用,整体效果杰出,且建构成本低。不过因为使用时刻相对不长且树脂类固化资料的特别性质,相关机械施工设备的研制一向处于滞后状况,核心结构层RA树脂沥青混凝土拌和设备主动化程度低,尤其是胶结料的增加根本依托人工,构成拌和工效低、操控精度短缺、施工连贯性不足等问题。为此,亟待研制一套基于单元智能化技能渠道的树脂沥青混凝土拌和设备,完结树脂沥青流变物的数控增加,提升拌和系统的智能化水平,进一步确保树脂沥青混凝土拌和质量。
拌和设备研制关键技能
 
胶结料运送、计量及清洗系统规划
 
树脂沥青混凝土胶结料选用自主研制的树脂沥青资料,属于冷固性资料,在非高温条件下固化成型,在200℃以上高温条件下不软化,与纯沥青类资料性质彻底不同,是由A、B两种组份组成,A组份主要是反应性复合树脂,B组份包含固化剂、基质沥青及增加剂等。A、B组份按照必定份额混合,跟着温度、时刻的变化,固化反应速度逐渐加快,资料粘度逐渐增大,在阅历溶胶、凝胶、玻璃化、三维交联结构四阶段热历程后,构成以沥青为分散相、复合树脂为接连相的“超”稳定系统。因为A、B两种组份资料在常温下都较为粘稠,需求杰出的动力系统将其运送至计量罐内,在结构的规划上,应尽量增加运送管道的横截面积,减少内摩阻力,以便胶结料能快速的运送至计量储罐内,而且2种资料的混合份额必须操控准确,为此需规划一套精密的计量操控程序。一同因为胶结料在常温下经过10个多小时后会发作固化,必须规划1套主动清洗系统预先对胶结料混合拌和罐、混合料拌和锅进行彻底清洗,避免剩余胶结料固化对设备构成严重影响。
 
树脂沥青混凝土拌和系统规划
树脂沥青混凝土由树脂沥青、0~3mm和3~5mm的碎石及矿粉组成,属于砂粒式密级配混合料,在非高温、胶结料比较黏稠状况下拌和成型。若选用惯例双卧轴拌和系统,一方面拌和区域容易存在“死角”,混合料不易到达均匀的程度,乃至出现漏拌现象,且容易混入更多空气,构成成品混合料内部气泡较多;另一方面矿料粒径较小,若轴端密封设备不严,干拌进程中矿料将从壳体挤入定动间隙,在定动元件中产生研磨作用,磨损定动元件,导致轴端漏浆现象的发作,终构成整机无法正常作业。因此,规划中选用了新式的立轴行星式拌和系统,该拌和机主要有2个特色。
(1)拌和叶片由多组拌和臂组成,既有公转又有自转运动,拌和叶片覆盖整个拌和区域,拌和轨道复杂,拌和激烈、均匀。
(2)一切传动系统(含电机)置于拌和罐上部,与混凝土彻底隔开,罐体内空间大,便于拆装维修,无双卧轴拌和机轴端漏浆现象,保护便利。
 
树立单元智能化技能渠道
单元智能化技能渠道主要包含信息采集与传输、智能操控、毛病诊断与保护3个方面。在设备能够平稳有序的按照工艺流程及作业程序完结系统的运动学、动力学及进程逻辑操控等功用的前提下,研究施工机械的智能化共性技能,构成树脂沥青混凝土拌和机系列的核心单元智能化技能。
(1)树立气路操控系统、物料循环运送系统、混合拌和系统等数据模块,一同编辑系统操控程序,完结物料运送、计量、混合拌和的数控操作。
(2)树立完整的数据处理模块,经过人机交互界面的数字显现优点,便利操作人员的参数标定,完结准确操控。
(3)树立毛病监测、显现和报警功用,操作进程中如若出现异常、毛病时,能够宣布报警信号并实时显现毛病信息。
配料机
设备作业原理
归纳现有混凝土拌和机的结构特色,针对树脂沥青资料的特别性以及施工工艺要求,增加1套资料的运送增加系统、1套计量系统、1套双料拌和系统和1套胶洁料清洗系统。选用单元智能化技能,操控A、B组份2套物料供应系统同步运作,完结完结2种物料的同步混合拌和。工艺流程如下:A、B组份液体按规则的流量、份额压力运送至各自的计量罐内,经过计量系统准确给定用量后,打入胶结料在拌和罐内混合拌和,再经过双料混合系统将胶结料与碎石矿料一同拌和。
设备结构参数
树脂沥青混凝土拌和机主要构成部件包含主拌和机支架、组份储罐、胶料增加计量系统、混合料拌和系统、人机交互系统等。主拌和机支架为钢体焊接结构件,长为3.3m,宽为3.3m,高为7.8m。上方固定混凝土拌和缸,拌缸左进料口上方安放树脂沥青拌和罐,外接A、B胶结料运送管道,右进料口上方安放集料运送斗。集料运送斗前方安置一台PZ50型配料机。A、B储罐安置在主拌和机左侧,气路操控系统、胶料增加计量系统,混合拌和系统等操控器安置在主操控室内。整机整体安置结构紧凑,便利维修保养,并且操作视线杰出,操作简单便利。
 
系统构造及作业原理
胶结料计量、运送及清洗系统
树脂沥青胶料储存罐选用8mm钢板卷边焊接而成,用来储存A、B胶料。储罐内设有循环运送系统,保证胶料24h活动。胶料经过上部的开口打入储存罐内,由下部的运送管道运送至计量罐内。
树脂A、B组份胶料的运送增加系统由齿轮泵、红外线传感器、管道、气动阀门等组成。运送前B料经过运送泵进行内循环,使储罐仲的资料保持必定的活动性,运送开始后经过气动阀门主动切换,使物料进入计量罐内。
树脂沥青胶料的计量系统由传感器和带指示标的浮球组成。传感器安装在带有尺度刻度的高度标尺上,定位塞固定住浮球的标杆,使得标杆只能沿定位塞的中心孔作上下运动。当作业气泵向外运送料,贮罐内的液面下降到达必定位置处时,浮球的指示标被设在高度标尺上的传感器所感应,进而监控计量设备,然后宣布指令停止作业气泵的输料,使A、B组份胶料到达准确配比。
清洗系统由清洗罐、油泵、管道、气动阀门、环形喷管等组成,坐落胶料拌和罐下方。当拌和罐完结拌和后,微机宣布信号,指示油泵将清洗液经过管道运送至环形喷管,喷管口由若干个等距离的孔洞组成,环布与喷管四周,可完结全视点喷洒。待拌和罐内充溢清洗液后,气动阀门主动开启将清洗液回收至清洗罐内。
树脂沥青混凝土拌和系统
选用新式的立轴行星式拌和机,主要由电动机、行星减速器、拌和系统、供水系统、卸料设备、拌和罐、电动油泵等组成。整个拌和系统由回转支撑、拌和臂、边刮臂、上支承体及大行星系统等组成。作业时,行星系统的输出使齿轮驱动回转体滚动,并带动大行星减速系统(公转体)作业,然后带动拌和臂自传和公转,拌和臂上4块彼此交错的铲片在拌罐内快速作业拌和混凝土。拌和进程速度和方向时刻变化,拌和运动激烈、效率高、均质性强。一同公转体上装有边刮臂,边刮臂上的叶片与公转体一同滚动,可刮除罐内壁的混凝土。
单元智能化渠道
远程操作与操控系统由上位操控单元、下位操控单元以及信号处理单元构成。下位操控单元,作为智能化数控加工单元的进程操控器,安放在拌和现场,完结拌和进程中的根本任务。坐落中央操控室的上位操控单元是混合料加工远程操控器,用于对加工进程进行状况监控与作业办理,如胶料增加运送的操控、胶料计量监视、胶料拌和时刻的操控,混合料拌和操控等。上下位单元经过串口衔接,完结加工进程操控参数与状况参数的数据交换。传感器采集到数据后,对这些数据进行滤波、AD转化等处理,将模拟信号转化成数字信号,并传送到PLC。PLC将数据信息交融后传给上位操控单元,完结配方办理、参数设定、作业设定、数据处理及生产数据统计等混凝土拌和设备要求的功用。
设备功用验证
2013年9月,根本完结了树脂沥青混凝土拌和机的调试作业,并于10月在浙江74省道南延三门毛张至椒江二桥三门段树脂沥青混合料试验段进行了使用,施工中各系统运转杰出,下位操控单元的传感器数据采集准确无误;PLC中端信号传递快速,上位操控单元的人机交互渠道显现正常,反应准确无误;运送系统可在5秒内将胶料运送至计量罐内,计量系统计量精度高,用量给定准确,每拌胶料总量差错在±1%以内;树脂沥青混凝土拌和机拌和每拌产值保持在2.8t左右,生产间隔约为90s,拌和效率高,混合料均质性强。整个拌和进程约3h,拌和总产值约为330t,混合料密度以2.34kg·m-3计算,生产率约为47m3·h-1,根本到达了规划要求。施工后经3d摄生,对试验段路面进行取芯检测压实度。
经过上述路面检测成果显现,树脂沥青混合料拌和均匀、色泽共同、无花白料现象产生,拌和机产能已具有大面积施工才能,一同施工后现场压实度以及渗水系数等各项路用性能指标均到达了预期要求,取得了杰出的使用效果。
配料机
结 语
冷拌树脂沥青混合料作为高性能资料,其推行前景杰出,但因为相关技能及造价等许多要素的限制,国内对树脂沥青混合料及其配套设备的研究一向处于滞后状况,而冷拌树脂沥青混凝土拌和机的研制成功在必定程度上改变了这种现状,使得树脂沥青混合料的拌和从人工操作走向了机械主动化操作,重点处理了树脂沥青聚合流变物的数控增加及拌和质量不易操控等问题,完结了树脂沥青迅速增加、计量准确、树脂沥青混凝土拌和均匀的目的;单元智能化技能渠道的树立完结了人机交互式操作,避免了以往根本依托人工、施工连惯性不足等问题。进一步完善了树脂沥青组合系统钢桥面铺装技能配套设备的先进性,有力促进该项技能的推行及使用。