混凝土攪拌站( 樓) 的型式及選型

2005-07-05 00:00  留言

摘要: 本文簡要介紹了混凝土攪拌站(樓) 的主要型式和特點(diǎn),指出了我國混凝土攪拌站(樓) 與國外同類產(chǎn)品的主要差距,并詳細(xì)闡述了混凝土攪拌站(樓) 選型應(yīng)該考慮的主要因素。

關(guān)鍵詞:混凝土攪拌站(樓) 型式差距選型

混凝土攪拌站(樓) 是商品混凝土生產(chǎn)、道路建設(shè)、水利建設(shè)等的核心設(shè)備。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展, 對(duì)預(yù)拌混凝土的需求也不斷增加。預(yù)拌混凝土具有專業(yè)化大生產(chǎn)的特點(diǎn), 不僅能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約水泥、降低成本、減少施工面積,而且能減輕城市污染,有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

混凝土攪拌站(樓) 主要由儲(chǔ)料、配料、攪拌、出料、控制等系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)部件組成。按骨料在混凝土生產(chǎn)流程中需要提升的次數(shù)分為混凝土攪拌樓和混凝土攪拌站。骨料經(jīng)一次提升而完成全部生產(chǎn)流程的為單階式,稱之為攪拌樓;骨料經(jīng)二次提升而完成全部生產(chǎn)流程為雙階式,稱之為攪拌站。

隨著國產(chǎn)混凝土攪拌站(樓) 的迅速發(fā)展及國外混凝土攪拌站(樓) 的大量涌入, 目前國內(nèi)市場上可供用戶選擇的混凝土攪拌站(樓) 的種類和型式很多。

1 混凝土攪拌站(樓) 的結(jié)構(gòu)型式

混凝土攪拌站(樓) 的類型基本可分為:懸臂拉鏟式、裝載機(jī)上料式和塔式結(jié)構(gòu)三種。混凝土攪拌站(樓) 的上料、配料部分的不同配置方式, 對(duì)于整套設(shè)備的適用工況和經(jīng)濟(jì)性具有較大的影響。而在實(shí)際應(yīng)用中,用戶經(jīng)常根據(jù)自己的要求,提出各種不同的配置方式。

111 懸臂拉鏟式

懸臂拉鏟集料是在大中型混凝土攪拌站中應(yīng)用最多的一種型式。多種規(guī)格的骨料用隔倉板隔開,拉鏟可作120～180°回轉(zhuǎn), 拉鏟臂長一般為12～16m , 生產(chǎn)率在50～80m3 / h 之間。操作時(shí), 骨料不斷堆積, 骨料靠自重落入稱量斗內(nèi), 完成計(jì)量配料

(如圖1) 。

另外, 有的國外公司還生產(chǎn)一種多斗懸臂拉鏟上料機(jī),骨料可圍計(jì)量斗散狀堆積,而無需隔倉。提升機(jī)可繞其中心回轉(zhuǎn)180°, 不斷刮送骨料, 根據(jù)需要可配置一個(gè)或多個(gè)多斗懸臂上料機(jī)。

該混凝土攪拌站的特點(diǎn)是采用拉鏟集料和星形集中料場,使用成本低,占用場地少。缺點(diǎn)是拉鏟操作強(qiáng)度大,場地布置不靈活,安裝基礎(chǔ)工作量大。

112 裝載機(jī)上料式

為了克服上述問題, 采用裝載機(jī)上料的混凝土攪拌站近幾年發(fā)展較快(如圖2) 。裝載機(jī)將骨料裝入儲(chǔ)料倉內(nèi), 儲(chǔ)料倉的容積一般應(yīng)能滿足主機(jī)5～7 個(gè)工作循環(huán)。此方案儲(chǔ)料倉容積小, 可做成拆裝式而便于轉(zhuǎn)移工地。在公路施工和一些流動(dòng)作業(yè)以及占地受到限制的場合, 也多采用裝載機(jī)上料的方式。

113 塔式結(jié)構(gòu)

塔式結(jié)構(gòu)的混凝土攪拌樓可分為三部分, 由下向上第一層是攪拌主機(jī),第二層是計(jì)量系統(tǒng)、第三層是分料裝置。在塔式結(jié)構(gòu)的混凝土攪拌樓中, 可以裝一臺(tái)或多臺(tái)攪拌主機(jī),隨著主機(jī)性能、可靠性的提高以及大容量攪拌主機(jī)的出現(xiàn), 目前的混凝土攪拌樓采用單臺(tái)主機(jī)的逐漸增多。

該混凝土攪拌樓的特點(diǎn)是: 在攪拌主機(jī)上方的儲(chǔ)料倉內(nèi)預(yù)先儲(chǔ)備3～4種規(guī)格且數(shù)量較多的用料,使生產(chǎn)周期縮短,同時(shí)可靠性提高, 維修空間大。缺點(diǎn)是設(shè)備的制造成本高,占用場地面積大。

114 兩種新型式

目前國內(nèi)市場對(duì)混凝土攪拌站(樓) 提出的要求是技術(shù)性能高、可靠性強(qiáng)、維修方便、設(shè)備造價(jià)低。根據(jù)這一要求, 山東建設(shè)機(jī)械股份有限公司推出了一種介于攪拌站與攪拌樓之間的產(chǎn)品(如圖3) 。該產(chǎn)品采用地倉配料或地上倉儲(chǔ)料, 骨料計(jì)量后由皮帶輸送機(jī)送至攪拌機(jī)上方的儲(chǔ)料斗, 這種布置方式改變了常見的混凝土攪拌站計(jì)量后到提升斗再提升的過程。在攪拌機(jī)的攪拌過程中, 儲(chǔ)料斗內(nèi)始終儲(chǔ)有一罐計(jì)量好的骨料, 同時(shí)后面的計(jì)量工作在照常進(jìn)行, 從而大大縮短了整套設(shè)備的工作周期。與混凝土攪拌樓相比, 由于改變了攪拌樓上部筒倉儲(chǔ)料方式,從而降低了攪拌樓的高度,降低了制造成本。同時(shí),大傾角皮帶輸送機(jī)的采用,大大減少了占地面積。

另一種新型混凝土攪拌站為了適應(yīng)公路建設(shè)等_工程的需要滿足結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)移和裝拆方便等方面的要求, 攪拌機(jī)出料后采用皮帶機(jī)向上輸送至攪拌輸送車或其它運(yùn)輸工具, 因此使混凝土攪拌站整體高度下降, 結(jié)構(gòu)緊湊, 可以拖運(yùn)轉(zhuǎn)移, 但目前其生產(chǎn)率一般還較小。

2 攪拌主機(jī)的型式

隨著混凝土攪拌站(樓) 生產(chǎn)率的不斷提高, 其攪拌主機(jī)必然向大容量方向發(fā)展。對(duì)于采用大容量攪拌主機(jī)(2000L 以上) 的混凝土攪拌站(樓) , 應(yīng)考慮到大容量攪拌主機(jī)卸料時(shí)給用戶帶來的影響。大容量攪拌主機(jī)卸料速度快, 而攪拌輸送車的進(jìn)料速度慢,因此容易造成預(yù)拌混凝土外溢現(xiàn)象,這是采用單機(jī)的混凝土攪拌站(樓) 生產(chǎn)率提高的一個(gè)極大障礙。在攪拌主機(jī)下方設(shè)置成品混凝土儲(chǔ)料斗, 不僅可以節(jié)省攪拌輸送車的等待時(shí)間, 而且可以解決大容量攪拌主機(jī)卸料速度快與攪拌輸送車進(jìn)料速度慢的矛盾。

對(duì)于混凝土攪拌站(樓) 采用的主機(jī)型式, 主要有以下幾種:自落式傾翻出料攪拌機(jī)、立式蝸漿攪拌機(jī)、臥軸式攪拌機(jī)、立軸行星式攪拌機(jī)。

自落式傾翻攪拌機(jī)適應(yīng)于攪拌塑性、大塌落度混凝土。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便、拌筒磨損小、能耗低等優(yōu)點(diǎn), 可以適應(yīng)于骨料粒徑大于150mm 以上的工況, 特別適用于大型水電工程, 但其生產(chǎn)率低。

立式蝸漿攪拌機(jī)與自落式攪拌機(jī)相比, 對(duì)于改善物料在攪拌過程中的流動(dòng)狀態(tài), 擴(kuò)大適用范圍起到了積極作用。但其能耗高、葉片襯板磨損大、攪拌大塌落度混凝土?xí)r易離析。為了解決上述問題, 市場出現(xiàn)了立軸行星式攪拌機(jī)。

立軸行星式攪拌機(jī)的攪拌葉片在隨主軸做公轉(zhuǎn)的同時(shí),還有自身的自轉(zhuǎn),攪拌作用強(qiáng)烈,無死角,提高了混凝土的攪拌質(zhì)量,而且能耗低。

臥軸式攪拌機(jī)自問世以來,發(fā)展迅速。這種攪拌機(jī)與立軸式相比, 攪拌軸轉(zhuǎn)速低, 物料移動(dòng)距離短,使葉片襯板磨損減小, 能耗降低。由于充分發(fā)揮了葉片對(duì)混凝土的剪切和擠壓作用, 使攪拌質(zhì)量有所提高, 攪拌時(shí)間在30～45s 即可完成, 可攪拌塑性、干硬性混凝土。同時(shí),該攪拌機(jī)的容積系數(shù)較高,整機(jī)外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊,尤其適用于商品混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和高速公路建設(shè)。

3 計(jì)量、控制系統(tǒng)

現(xiàn)代科技在混凝土攪拌站(樓) 的應(yīng)用,使混凝土攪拌站(樓) 的稱量、控制、自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展和不斷的完善。目前混凝土攪拌站(樓) 均采用微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理,有單片機(jī)控制、可編程控制器外加工控機(jī)控制、單片機(jī)外加工控機(jī)控制等型式。一般均具有多種配方存儲(chǔ)、落差自動(dòng)補(bǔ)償、砂石含水率自動(dòng)修正等功能,使稱量、配料、攪拌、卸料等整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。此外, 高檔次混凝土攪拌站(樓) 的控制系統(tǒng)還具有過程圖形顯示、生產(chǎn)、財(cái)務(wù)管理等功能。

4 與國外同類產(chǎn)品的差距

我國混凝土攪拌站(樓) 的研制是從50 年代開始的,在其發(fā)展過程中,型式的選取和主要技術(shù)參數(shù)基本上是根據(jù)用戶要求和參考國外產(chǎn)品的自由狀態(tài)。國標(biāo)GB10171 - 88《混凝土攪拌站(樓) 分類》和GB10172 - 88《混凝土攪拌站(樓) 技術(shù)條件》的頒布實(shí)施, 將混凝土攪拌站(樓) 的研制和生產(chǎn)納入了標(biāo)準(zhǔn)管理的軌道,為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)拌混凝土標(biāo)準(zhǔn)的要求, 對(duì)于混凝土攪拌站(樓) 的技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平,但根據(jù)我國的實(shí)際情況,基礎(chǔ)及配套方面還需作大量工作。主要體現(xiàn)在使用的可靠性和易損件的壽命等方面。

目前,為了滿足用戶的要求,許多企業(yè)在混凝土攪拌站(樓) 的關(guān)鍵配套件上,采用進(jìn)口原裝件,如工控機(jī)、電器元件、含水率測定儀、料位指示等,大大提高了整機(jī)的使用性能和工作可靠性, 縮短了與國外先進(jìn)產(chǎn)品的差距。

5 混凝土攪拌站(樓) 的選型

混凝土攪拌站(樓) 是一種成套設(shè)備, 用戶對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能了解得越詳細(xì), 選用自然會(huì)更加合理。我國已制訂該產(chǎn)品的國標(biāo)、即GB10171 、10172 ,制造商的產(chǎn)品質(zhì)量、性能至少應(yīng)達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn),因此用戶選用時(shí)也應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)有所了解。同時(shí), 因結(jié)構(gòu)型式多種多樣,布置和組合又有一定的靈活性,加之混凝土技術(shù)本身的發(fā)展, 標(biāo)準(zhǔn)無法包含各種使用工況的要求,因此用戶訂貨時(shí)應(yīng)根據(jù)自己使用特點(diǎn),超越標(biāo)準(zhǔn)的約束、提出要求, 以達(dá)到投資少、效果最佳的目的。

511 出料高度

GB10172 規(guī)定, 生產(chǎn)率≥30m³/ h 的混凝土攪拌站(樓) 出料高度不低于318m , 主要是針對(duì)攪拌輸送車接料的需要, 對(duì)用于商品混凝土供應(yīng)站的設(shè)備,這是必備條件。而對(duì)有的用戶,攪拌設(shè)置在施工現(xiàn)場, 混凝土攪拌站出料后直接進(jìn)入混凝土泵料斗或其它運(yùn)輸工具,出料高度不需要太高時(shí),可在訂貨時(shí)提出要求, 這樣降低了整機(jī)高度, 可減輕機(jī)重、減少造價(jià),而使用時(shí)材料垂直運(yùn)距減少,也節(jié)省了時(shí)間和能耗,減少了機(jī)械磨損,對(duì)經(jīng)常轉(zhuǎn)移的混凝土攪拌站,尤應(yīng)考慮這個(gè)問題。

512 生產(chǎn)規(guī)模與設(shè)備規(guī)格、數(shù)量的關(guān)系

一般情況下, 生產(chǎn)率為50～60m³ / h 的混凝土攪拌站(樓) 年混凝土產(chǎn)量可達(dá)10 萬m³ 。而100～120m³/ h 的混凝土攪拌樓(站) 年產(chǎn)可達(dá)20 萬m³以上。完成同樣的生產(chǎn)規(guī)模,選用一套大規(guī)格、還是選用兩套甚至數(shù)套小規(guī)格的設(shè)備, 往往是用戶考慮的問題之一。

對(duì)于長期穩(wěn)定設(shè)置在某處的商品混凝土供應(yīng)站或特大型工程一般應(yīng)選一套大型設(shè)備較為經(jīng)濟(jì)合理,因每一套混凝土攪拌站(樓) 都有類似的控制、計(jì)量等設(shè)備,其價(jià)格與功能要求的關(guān)系較大,而與生產(chǎn)率變化的關(guān)系較小, 因此選擇一套大容量的比較合適,如同樣價(jià)格,則產(chǎn)品檔次可更高些。而對(duì)施工期短, 轉(zhuǎn)移頻繁或地處交通不便的環(huán)境, 考慮到運(yùn)輸、裝拆轉(zhuǎn)移的方便性, 以及機(jī)器故障排除或配件供應(yīng)不便等因素, 一般選用數(shù)套小規(guī)格設(shè)備更能解決實(shí)際問題,當(dāng)然能一大一小配合更佳。

513 主機(jī)型式選擇

為了保證混凝土的攪拌質(zhì)量, 混凝土施工規(guī)范GB50204 - 92 規(guī)定了各種機(jī)型攪拌機(jī)其攪拌時(shí)間不得少于多少時(shí)間, 而混凝土攪拌機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB9142 規(guī)定了各種型式攪拌機(jī)其攪拌時(shí)間不應(yīng)超過多少時(shí)間,兩者看似矛盾,其實(shí)含意不同。GB9142只是表示多少時(shí)間之內(nèi)能把混凝土料攪拌得分布均勻,其分布的不均勻值不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,但不能保證每立方米混凝土僅有的十幾升或幾升的外加劑等是否均勻或充分完成化學(xué)作用。因此對(duì)攪拌后馬上澆注的現(xiàn)場施工用混凝土攪拌站, 攪拌時(shí)間必須按施工規(guī)范GB50204 標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行,而各種主機(jī)攪拌效果快慢已顯不出差別, 反而使以強(qiáng)制式攪拌機(jī)為主機(jī)的混凝土攪拌站達(dá)不到額定的生產(chǎn)率, 但是自落式攪拌機(jī)體積較大(容積利用系數(shù)低) 、進(jìn)料口小,不利于水泥等計(jì)量機(jī)構(gòu)布置, 除水利工程外一般仍不宜采用。

商品混凝土攪拌站(樓) 的主機(jī)基本采用強(qiáng)制式攪拌機(jī),選用時(shí)主要考慮的應(yīng)是適用的骨料粒度、易損件壽命、維修保養(yǎng)、供電條件、價(jià)格等因素。雙臥軸攪拌機(jī)我國近20 年來發(fā)展較快,生產(chǎn)技術(shù)較成熟,較能適應(yīng)大骨料攪拌,能耗較低。而立軸行星式攪拌機(jī), 其容積效率較高, 攪拌無死角, 攪拌干硬性混凝土更具優(yōu)勢。

514 根據(jù)混凝土攪拌站(樓) 設(shè)置的環(huán)境,用戶應(yīng)請(qǐng)制造商提供整機(jī)布置參考方案

混凝土攪拌站(樓) 的設(shè)置要考慮材料運(yùn)入、堆放,混凝土的運(yùn)出,能源、水源供應(yīng),對(duì)環(huán)境的污染等問題, 同時(shí)應(yīng)充分考慮場地地形等自然條件的充分利用。

因?yàn)榛炷翑嚢枵?樓) 的生產(chǎn)過程中, 材料上下、水平輸送的工作量巨大,特別對(duì)裝載機(jī)上料或皮帶機(jī)上料的后臺(tái)型式, 怎樣更好地利用地形確定整體布置方案、合理選用設(shè)備, 可使投資減少、運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)。因此, 制造商已越來越認(rèn)識(shí)到這也是為用戶服務(wù)的一項(xiàng)重要工作, 而用戶也應(yīng)認(rèn)識(shí)到購置混凝土攪拌站(樓) 并不是去挑選一個(gè)完全現(xiàn)成的產(chǎn)品。

515 優(yōu)先考慮選用關(guān)鍵部位采用進(jìn)口先進(jìn)配套件的產(chǎn)品

國內(nèi)混凝土攪拌站(樓) 雖然在有些材質(zhì)的強(qiáng)度或耐磨性上與國外稍有差距, 但關(guān)鍵還是控制系統(tǒng)中相關(guān)元器件與國外有一定差距,以致影響功能、準(zhǔn)確性、可靠性等, 因此選用必要的進(jìn)口件, 雖然造價(jià)有一定提高, 但往往對(duì)整機(jī)使用水平的提高作用巨大,而對(duì)用戶來說,應(yīng)該優(yōu)先選用。

作者介紹：徐洪季、于美燕, 山東建設(shè)機(jī)械股份有限公司, 250022 濟(jì)南市段店南路268 號(hào)

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