穩(wěn)定土廠拌設備成品貯存與卸料裝置設計開題報告

1、畢業(yè)設計(論文)開題報告題目： 穩(wěn)定土廠拌設備 -成品貯存與卸料裝置設計 課 題 類 別： 設計 論文 學 生 姓 名： 段理杰學 號： 200921030129班 級： 機制0901班專業(yè)（全稱）： 機械設計制造及其自動化指 導 教 師： 盧和銘2013年3月1、 本課題設計（研究）的目的：道路基層是關乎高質(zhì)量公路極其重要的結(jié)構層，對于瀝青路面而言，它是載荷向下擴散的承重層；對于水泥路面而言，它能減輕唧泥、錯臺或斷裂等多種混凝土病害的出現(xiàn)率。基層用穩(wěn)定土的生產(chǎn)，可采用路拌或廠拌等方式然后通過運輸進行現(xiàn)場攤鋪。近年來，隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展，交通運輸量也不斷擴增，道路交通對公路的質(zhì)量提出了更高整體要

2、求。所以，現(xiàn)代公路的基層生產(chǎn)廣泛采用了更能保證質(zhì)量的廠拌方式。因此，高質(zhì)量的穩(wěn)定土廠拌設備便是高質(zhì)量公路保障的施工設備之一 。對公路建設的意義重大。穩(wěn)定土廠拌設備形式更是多種多樣，現(xiàn)代施工中也開始廣泛采用移動式的穩(wěn)定土廠拌設備。本課題的內(nèi)容是設計用于公路基層等施工的穩(wěn)定土廠拌設備。在統(tǒng)一的總體參數(shù)下又分若干子課題，本子課題的內(nèi)容是成品貯存與卸料裝置設計。成品料倉是穩(wěn)定土廠拌設備的一個不可或缺的獨立部分，其功用是在運輸車輛在交替或者短時間內(nèi)無運輸?shù)能囕v時，為使廠拌設備連續(xù)工作而將成品料暫時儲存起來。二、設計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）：1 穩(wěn)定土廠拌設備現(xiàn)狀隨著道路建設事業(yè)的飛速興起發(fā)展，

3、道路交通要求筑養(yǎng)路機械的發(fā)展應與之相適應，尤其是在修筑高等級的公路時，要求筑路機械也隨著公路等級的提高而提高。例如修筑高速公路用的穩(wěn)定土拌和設備，就要求不允許使用路拌機而必須使用場拌機1。穩(wěn)定土廠拌設備作為路面工程機械的主要機種之一，是專用于生產(chǎn)各種用水硬性材料作為結(jié)合劑的穩(wěn)定土混合料的系列攪拌機組。由于廠拌設備具有材料級配準確、節(jié)省材料、拌和均勻和保證質(zhì)量等優(yōu)點，因此在城市道路和公路的基層或者底基層施工中被廣泛采用2。從上世紀的90年代初，我國公路建設興起以及公路施工技術的發(fā)展，帶動了穩(wěn)定土廠拌設備的長足發(fā)展。市場需求的多樣性以及新原理與技術的應用，使得穩(wěn)定土廠拌設備不論是整體的結(jié)構，還是產(chǎn)

4、品的功能，都呈多樣化的發(fā)展3。成品料倉作為穩(wěn)定土廠拌設備一個不可或缺的獨立部分，其功用是在運輸車輛在交替或者短時間內(nèi)無運輸?shù)能囕v時，為使廠拌設備連續(xù)工作而將成品料暫時儲存起來，以及完成之后的卸料過程。2 穩(wěn)定土廠拌設備的關鍵技術和發(fā)展趨勢2.1 無襯板攪拌器近年來，國外一些公司針對穩(wěn)定材料的特性和連續(xù)攪拌的特點，對強制連續(xù)式攪拌器進行了改進，取消了襯板，研制成新型無襯板攪拌器。這種無襯板攪拌器通過試驗和試用，得到了用戶的歡迎，現(xiàn)正被廣泛應用于穩(wěn)定土廠拌設備中，取得了很好的經(jīng)濟效果4。但無襯無襯板攪拌器最大限度的加大了攪拌槳葉和殼體之間的間隙。攪拌器在工作時，在殼體和槳葉之間的間隙中形成一層不移

5、動的混合料層，此混合料層停留在殼體上起到了襯板的作用，保護殼體不受磨損，同時也減少了槳葉的磨損過程。此外，在相同體積的情況下，這種攪拌器相對于有襯板攪拌器來說質(zhì)量小，造價低、生產(chǎn)率高、混合料拌合效果好，不產(chǎn)生阻塞、擠碎等現(xiàn)象。無襯板攪拌器經(jīng)過試驗和使用，已進入使用階段，現(xiàn)廣泛用于穩(wěn)定土廠拌設備中。2.2物料含水率快速連續(xù)監(jiān)測技術水量的多少對水硬性結(jié)合料的力學性能和施工性能有著重要的影響，因此所有廠拌設備都必須能進行精確的計量和控制。而原始材料中含水率受氣候影響變化較大，特別是砂料、粉煤灰等細料變化更大，其含水率的變化直接影響到成品料中的含水量和骨料級配的準確性。因而，及時測出原料中的含水量，才

6、能準確控制供水和供料量，使成品混合料的各項配比保持一定。供料與供水經(jīng)攪拌機均勻攪拌后，轉(zhuǎn)移到上料皮帶機，由上料皮帶機上的含水率檢測儀檢出成品的含水率，送入微機，與貯存的給定值相比較，其偏差經(jīng)微機處理后，送入電磁流量計，以控制調(diào)節(jié)電磁流量計的供水量，使成品料的含水率誤差始終保持在標準誤差之內(nèi)5。目前，研究和解決細粒料中含水率的快速連續(xù)檢測技術受到個生產(chǎn)廠家的普通重視，電容式、中子式、紅外線等粒料含水率快速連續(xù)檢測儀即將推向市場。2.3設備大型化機械化施工設備的配套性要求，促使穩(wěn)定土廠拌設備向大型化方向發(fā)展。近年市場對穩(wěn)定土廠拌設備生產(chǎn)率的需求已從前幾年的100t/h上升為300400t/h，還有

7、進一步發(fā)展為600！800t/h的趨勢。2.4結(jié)構模塊化可解決大型化所帶來的裝、拆、吊、運等不利因素，既有利于制造廠生產(chǎn)和產(chǎn)品系列化，又符合公路工程施工的特點。結(jié)構模塊化是固定式穩(wěn)定土廠拌設備的必由之路。在保證設備基礎性能的前提下，標準化的模塊可以根據(jù)用戶實際需要進行不同的組合，其總體布局亦可根據(jù)用戶施工場地的要求而變化。2.5擴展多用途廠拌設備為了擴大廠拌設備的使用范圍，使穩(wěn)定土廠拌設備不僅能拌制穩(wěn)定土材料，還能拌制各種屬于冷拌范圍的路面材料，如碾壓混凝土、乳化瀝青混凝土等。國外一些生產(chǎn)廠家正在研制多用途的廠拌設備，這種廠拌設備具有連續(xù)攪拌作業(yè)和間歇攪拌作業(yè)兩種功能，通過在控制室操作鍵盤可方

8、便地轉(zhuǎn)換物料計量程序，實現(xiàn)物料的連續(xù)計量與輸送，或分批計量和輸送。在連續(xù)計量時，攪拌器中攪拌槳葉安裝成常用的雙臥軸強制連續(xù)攪拌器交現(xiàn)連續(xù)攪拌作業(yè)， 能滿足生產(chǎn)穩(wěn)定土材料的需要;在間歇計量時，攪拌器中的幾個槳葉需要改變安裝角度(反向)，使物料在攪拌器中循環(huán)攪拌，攪拌時間可隨意設定，這種分批計量與攪拌的工作形式，能滿足水泥混凝土或其它需要較長時間攪拌的特殊材料的需要2。2.6建立用戶聯(lián)絡控制中心通訊技術發(fā)展迅速，一些廠家便充分利用國際電話網(wǎng)絡等先進可靠的通訊手段與電子計算機技術，同用戶建立直接聯(lián)系。在生產(chǎn)設備廠家設立控制中心，控制中心的計算機和用戶廠拌設備的控制計算機通過國際通訊網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)，用控制中

9、心的計算機能及時查詢用戶設備的工作運轉(zhuǎn)情況，亦能方便地調(diào)節(jié)和改變用戶設備的工作狀態(tài)，讓用戶盡快掌握廠拌設備的使用技術。目前，這種利用控制中心為用戶提供服務的機構在發(fā)達國家已經(jīng)出現(xiàn)，并愈來愈多的被實際應用5。2.7安裝防雷裝置穩(wěn)定土拌和站的主要設備為金屬結(jié)構， 其水泥倉高大， 基礎較淺， 并且多在野外露天作業(yè)， 容易受到雷電侵襲為了避免因雷電侵襲而引起人員和設備安全事故， 各穩(wěn)定土拌合站都應正確安裝防雷裝置6。2.8主要組成部件的多種搭配多數(shù)廠家生產(chǎn)的穩(wěn)定土廠拌設備，都是有多個總成相互組配而成的。因此，在保證設備基本性能的前提下，其部件可以根據(jù)用戶實際需要進行不同的組合，其總體布局也可根據(jù)施工場

10、地的要求而變化。例如，在生產(chǎn)率為300t/h條件下，根據(jù)用戶需要，生產(chǎn)廠可提供由24個配料斗為一組的配料裝置，分料倉可提供立式料倉或臥式料倉，總體布局可布置成“一”字形或“j” 字形等多種樣式。因此，研究和開發(fā)結(jié)構形式多樣、布局更為靈活的廠拌設備，也是各生產(chǎn)廠家普遍重視的課題之一7。2.9采用封閉式螺旋布料器螺旋輸送機被廣泛用于工業(yè)，用于相對距離短的輸送和散裝物料的提升。為自由流動或相對自由流動的固體散料，提供良好的吞吐量控制和符合環(huán)境清潔問題解決方案的的非常有效的輸送裝置8。封閉式螺旋布料機近來也被廣泛用于穩(wěn)定土廠拌設備的集料輸送和粘結(jié)劑的輸送中。2.10擴展板和范圍使穩(wěn)定土廠拌設備不僅只能

11、拌制穩(wěn)定土材料，還能拌制各種屬于冷拌范圍的路面材料。如碾壓混凝土，乳化瀝青混凝土等7。2.11基于 can總線的穩(wěn)定土廠拌設備控制系統(tǒng)的應用在對穩(wěn)定土廠拌設備工藝流程分析的基礎上，分析了物料計量的原理，在每個計量單元中加入了積分分離的控制算法，并在分析can總線結(jié)構特點的基礎上對控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造。結(jié)果表明此系統(tǒng)在一定程度上節(jié)約了物料，提高了配料精度，保證了物料級配的穩(wěn)定性，滿足了施工質(zhì)量的要求，具有較好的應用前景9。2.12成品料倉斗門開閉的形式向電動方式發(fā)展電動形式由直接安裝于貯倉倉壁上的電動推桿，通過倉門的聯(lián)動機構實現(xiàn)倉門的啟閉控制，可避免氣動或液動裝置中因同步閥本身精度問題所引起的

12、兩倉門不同步現(xiàn)象，所以此種結(jié)構簡單的控制方式具有一定的推廣價值10。3 總結(jié)鑒于目前國內(nèi)與廠拌法施工所配套的相關施工機械的現(xiàn)狀，結(jié)合“施工資質(zhì)認可制”的實施概況，穩(wěn)定土廠拌設備的技術引進應以生產(chǎn)率300一500t/h的為主導，同時注重其自動化控制技術、攪拌技術以及防污染技術的應用程度和先進性，而且最好為多功能攪拌設備，因為白色水泥路面保持著較為迅速的增長勢頭，并且該種設備應不僅能完成基層的施工而且也可完成面層的施工，以節(jié)約大量的人、財、物力。3、 設計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：1.設計方案本成品料倉的設計方案采用氣動開門方式，雙開門，料倉與支架鉸接，支架移動式的形式。2.

13、重點與難點本設計課題難點之一在于成品料倉結(jié)構和卸料裝置設計。本成品料倉的設計方案采用液壓傳動方式，單開門，料倉與支架鉸接，支架移動式的形式。本設計課題難點在于卸料裝置。成品料貯倉主要用于成品料的臨時性貯存，其存料量的多少主要取決于設備的生產(chǎn)率和運輸車輛的周轉(zhuǎn)情況，卸料裝置有很多形態(tài)，各自有各自優(yōu)點。其卸料倉門的開啟主要有氣動、液動及電動三種形式，斗門有單開門和雙開門的形式。本課題的難點和重點就是關于卸料倉門啟閉的設計和選擇。卸料倉門開啟的三種形式簡要如下所示：(1)氣動 該裝置由空壓機提供動力能源經(jīng)氣控元件，由氣缸完成倉門的啟閉過程。具有啟閉靈活，對環(huán)境無污染，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。但需要單獨設

14、置氣壓源，來保證倉門的正常工作。(2)液動由電機帶動液壓泵提供液壓源，液壓缸完成倉門的啟閉動作。由于液壓裝置體積較小，可直接安裝于成品料貯倉的平臺上，故具有結(jié)構緊湊的特點，但系統(tǒng)本身要具有良好的密封性，且液壓油易對環(huán)境產(chǎn)生污染。(3)電動由直接安裝于貯倉倉壁上 的電動推桿，通過倉門的聯(lián)動機構實現(xiàn)倉門的啟閉控制，可避免氣動或液動裝置中因同步閥本身精度問題所引起的兩倉門不同步現(xiàn)象，所以此種結(jié)構簡單的控制方式具有一定的推廣價值。對于穩(wěn)定土廠拌設備中的總體設計，又有許多種形式。隨著現(xiàn)代化施工作業(yè)的流動性加快，移動式的穩(wěn)定土廠拌設備逐漸成為主流。目前，市面上存在有固定式，分總成式，移動式，可搬式。重點和

15、難點在于穩(wěn)定土廠拌設備的總體形式的選擇與設計。1.固定式各部分需求的配合要求不那么精密，需要的場地面積一般較大且不可移動。2.分總成式可以移動，但是其需要設計的底盤至少需要兩個，設備的移動不靈活。3.拖式穩(wěn)定土廠拌設備將所有設備都固定在一個專用底盤上，移動方便，但結(jié)構配合精密度高。斗門形式有單開門和多開門之分，單開門要求配合精度稍低，動作簡單；雙開門配合精度高，料倉儲存成品料的能力強，適用于長度比較長的成品料倉。3.途徑考慮到現(xiàn)代施工的作業(yè)特點及發(fā)展方向，本設計的總體布置采用拖式穩(wěn)定土廠拌設備。針對本設計采用拖式穩(wěn)定土廠拌設備，其空間布置要求比較高的問題，單開門的成品料倉布置簡單，結(jié)構緊湊，便

16、于移動和卸載。另外，采用較為環(huán)保和靈活的的氣壓式傳動機構。4、 設計（研究）進度計劃： 第 1 周 查閱和收集相關文獻，了解穩(wěn)定土廠拌設備發(fā)展趨勢； 第 2 周 查閱穩(wěn)定土廠拌設備的布置，擬定初步設計方案； 第 3 周 搜集并整理外文文獻，完成資料翻譯，細致閱讀參考文獻的書目完成文獻綜述和開題報告； 第 4 周 同組進行方案總體確定，初步確定各部分的配合安裝，由老師審核，完成方案論證； 第 5 6 周 開始總體設計分析初步確定外部大型尺寸并完成計算外購部件的選型與配合計算； 第 7 8 周 各部件的設計，分析與計算； 第 9 12 周 完成運動分析和圖紙繪制工作，并著手設計說明書的編寫； 第

17、13 周 整理各設計的步驟和計算，整理編寫設計說明書（初審）； 第14 15周 老師初步審核后，并按老師要求作出適當修改，進而準備答辯 第 16 周 準備并進行畢業(yè)答辯。5、 參考文獻：1徐灝，機械設計手冊m，北京，機械工業(yè)出版社，2003. 2李自光，公路施工機械m，北京，人民交通出版社，2005.3宋錦春，液壓與氣壓傳動m，北京，科學出版社，2001.4胡宗武，非標準機械設備設計手冊m，北京，機械工業(yè)出版社，2003.5張世英，筑路機械工程m，北京，機械工業(yè)出版社，1998.6郭克希，機械制圖m，北京，機械工業(yè)出版社，2009.7徐學林，互換性與測量技術基礎m，長沙，湖南大學出版社，2009.8吳永平，工程機械設計m，北京，人民交通出版社，2005.9王先逵，制造工藝m，北京，機械工業(yè)出版社，1995.10李煒新，金屬材料與熱處理m，北京，機械工業(yè)出版社，2007.11胡選儒.穩(wěn)定土廠拌設備技術發(fā)展動向j.筑路機械與施工機械化，1996(1).12丁小平，郝繼飛，陸磊.plc在穩(wěn)定土廠拌站自動控制系統(tǒng)中的應用j.微計算機信息，2009（12）.13a.w.roberts.the influence of granular vortex motion on t