沥青混合料拌合设备系统的设计

0目录1概述....................................................11.1沥青搅拌设备行业技术现状与发展.........................11.2沥青搅拌设备行业未来发展趋势：.......................11.3沥青混凝土搅拌设备简介.................................22沥青拌合设备计量装置系统.................................52.1计量装置组成及原理.....................................52.2计量装置控制系统基本工作原理...........................72.3沥青拌和设备称量系统方案设计...........................83沥青拌和设备控制系统硬件设计............................113.1单片机的选择.........................................133.2称重传感器............................................133.3气缸..................................................223.4电动机的启动控制及继电器的选择........................244沥青拌合站称量系统控制程序设计..........................264.1上位机程序设计：.......................................264.2沥青拌合站骨料称量系统程序设计.........................385小结....................................................41参考文献..................................................4211概述1.1沥青搅拌设备行业技术现状与发展起步晚，发展快，设备设计、制造技术实现跨越式发展，整机设计实现突破，已居国际行业前列。从20世纪60年代后期起步，进入80年代后期，在国家“八五”规划中，交通部把1000型沥青搅拌设备(其中包括间歇式和连续式)作为重点攻关项目以来的5年后初显成效，只有间歇式沥青搅拌设备在1000型的基础上，国内企业通过技术引进和技术合作，以及自主开发的形式，成功研制开发了2000和3000型。进入21世纪，间歇式沥青搅拌设备就在我国遍地开花，很多企业都成功地研制开发了3000型，特别是最近几年加大了对行业先进技术的跟进力度，在电子技术、智能技术方面取得一定突破。涌现了一批优秀企业，如西筑、徐工、无锡雪桃、无锡锡通、辽筑等10多个厂家都成功研制开发了3000和4000型沥青搅拌设备，有的企业甚至研制开发了5000型沥青搅拌设备，特别是国内沥青搅拌设备制造企业发展到60多家，初步实现了产业规模化和普及化没有掌握核心技术，凸显企业抗风险能力弱，各企业应加大研发力度，联合攻关，争取早日拥有自主知识产权和技术。我国大型沥青搅拌设备产品的关键技术几乎全部来自国外，普遍缺少核心技术，尤其是烘干系统、配料系统以及搅拌系统等，关键配套件技术更是如此。技术升级始终跟在国外厂家后面，升级换代缓慢而且稍显被动，严重阻碍了企业涉足高端产品市场和推进国际化战略。短期无法摆脱在国际沥青搅拌设备产业链上的下游企业地位，增值能力有限。随着外资企业本土化战略的推进实施，国内和外资企业的原材料成本和人工成本则完全站在同一水平线上，而国内企业在技术、品牌等主要因素上却处于劣势地位。因此，国内的沥青搅拌设备主机生产厂家应该和关键件配套企业，尤其是有实力的配套件生产企业联合攻关，从而拥有自己的核心制造技术1.2沥青搅拌设备行业未来发展趋势2005－2006年我国沥青搅拌设备容量大概在1200－1500台左右。国产产品销量约占280%，其中以320吨/小时以下的中低档产品居多；国外产品约占20%，其中以240吨/小时以上的中高档产品为主。240吨/小时以上的沥青搅拌设备技术含量高，制造难度大，但价格、利润也相对较高，现有的沥青搅拌设备生产企业可适当加大技术投入，以更多的替代进口。产品向智能化、人性化、环保化、机电一体化方向发展。国外沥青搅拌设备外形结构紧凑、精巧，尤其是智能控制技术的成功运用，使得沥青搅拌设备的技术水平得到了进一步的提升。环保型的沥青搅拌设备产品的开发成为企业重要的一项工作。节能技术和机电一体化技术的应用已到了必须直面的时候。采用人机工程学设计，提高操作的智能化，减少噪声和振动，注重外观造型设计的要求更高。销售市场随着投资热点的西进，市场重心逐渐西移,西部地区市场逐渐升温。随着我国高速公路的进一步延伸,西部大开发使得中西部地区成为新的投资热点,因此国内厂家在关注东部发达地区市场的同时,必须加大中西部地区市场的开发力度,为国内沥青搅拌设备消费市场打造新的亮点。市场竞争激烈外资投资力度将加大，市场竞争更趋激烈，我国本土企业未来还能固守自己阵营，但是长远看，提高技术，由单纯的价格营销向质量即品牌营销过渡将是各企业未来一段时间中工作重点。条件成熟时可与外国品牌一争高低。随着中国公路建设的日渐成熟，小规模道路建设将日益增多，工程建设也将更加多样化，因此会需要更多的道路筑、养护设备。预计未来15年内，为农村公路修建需要机械设备600~700亿元，即每年40~50亿元左右，这将是一个不可忽视的巨大市场。在今后的市场竞争中,国内沥青搅拌设备生产企业要树立国际化的设计思想,加强国际间的技术合作,在技术上保持与国际发展水平同步,争取更大的高端产品市场。充分发挥本土优势,为用户提供更加及时的从整机技术到配件供应等全方位的服务。另外,还要发挥我们的价格优势,充分利用我国劳动力成本较低的条件,降低整机成本,争取更多的中低端用户,扩大运用范围,努力争取更大的市场份额。同时,狠抓制造质量,努力提高产品的外观质量和可靠性也是重要环节之一。总之,在业内人士的共同努力下,国内沥青搅拌设备行业必定会和其它路面机械行业一样,成为世界路面机械产业的重要组成部分。1.3沥青混凝土搅拌设备简介沥青混凝土搅拌设备是搅拌沥青混凝土的专用机械设备。该设备是将不同粒级的碎石、天然砂或破碎砂等，按适当比例配合成符合规定级配范围的矿料混合料，将矿料混合3料加热后，与适当比例的热沥青和矿粉一起，在规定的温度下经均匀搅拌，即得到热态沥青混凝土混合料。沥青混凝土搅拌设备分类：沥青混合料拌合设备种类很多，可以按生产率分、机动性能、按工艺流程分等，较常用的是按工艺流程分。1.按工艺流程分：强制间歇式；滚筒连续式。2.按生产率分：小型：≤50t/h；中型：60～150t/h；大型：160～400t/h；特大型：＞400t/h3．按机动性能：固定式；半固定式；移动式。强制间歇式沥青混凝土设备的总体构成如图1-1：1-冷骨料贮存及配料装置；2-冷骨料带式输送机；3-冷骨料烘干、加热筒；4-热骨料提升机；5-热骨料筛分及贮存装置；6-热骨料计量装置；7-石粉供给及计量装置；8-沥青供给系统；9-搅拌器；10-成品料贮存仓；11-除尘装置。图1-1间歇强制式沥青混凝土搅拌设备总体结构间歇强制式沥青混凝土搅拌设备总体结构与生产工艺流程如图1-2所示：4图1-2间歇强制式搅拌设备工艺流程强制间歇式沥青混合料拌合设备的生产工艺特点，一般为各组成成分（碎（砾）石、砂子、石粉、沥青等）按比例分别进行精确计量且间歇分批投料和强制搅拌，即按质量分批计量→分批投料→分批强制搅拌→分批出料，故称之为强制间歇式。特点：骨料在烘干加热之后计量。热骨料、石粉及沥青分别在各自的计量装置内进行分批计量；热骨料采用累计计量方式；冷骨料的烘干加热和混合料的搅拌分别在两个不同的总成装置内进行；冷骨料烘干加热方式为火焰逆流式；混合料板和方式为旋转叶桨强制搅拌式。优点：各总成结构基本定型、合理，自动化程度高；沥青混合料制备质量好，筛分后精确秤量，级配好，配合比好；烘干加热效果好，成品料含水量小；强制搅拌，混合料均匀性好；变更配方容易、方便，能拌制各种需要的沥青混合料，故适应范围广。缺点：生产过程中产生大量粉尘，易造成严重的环境污染，故对除尘装置的要求较高；二级布袋式除尘器成本高；生产工艺复杂；设备总成多，庞大；能耗大。中间环节过多，热能损失也较大。52沥青拌合设备计量装置系统2.1计量装置组成及原理热骨料计量装置也是强制间歇式沥青混合料拌合设备的必备装置，其功用是对经筛分后分仓暂存的不同规格的沙石材料，按骨料级配和配比要求分别进行精确计量，以达到所规定的级配和配比要求，保证成品料的品质。计量方法通常有两种：质量计量和容积计量，热骨料计量一般都是采用按质量计量。计量秤有杠杆秤、电子秤等不同形式。其中电子秤体积小，精度高，安装方便，适用于远距离自动控制，但它对环境要求较高且维修较为复杂。目前拌合设备上基本采用电子秤。电子称由计量斗、压力或拉力传感器和电子测量器等组成。计量秤有杠杆秤、电子秤等不同形式。其中电子秤体积小，精度高，安装方便，适用于远距离自动控制，但它对环境要求较高且维修较为复杂。目前拌合设备上基本采用电子秤。电子称由计量斗、压力或拉力传感器和电子测量器等组成。图2-1为强制间歇式沥青混合料拌合设备的计量系统。正对着热骨料储仓下方的热骨料计量斗，通过四个称重传感器吊装在热储料仓的下方。不同规格的沙石材料按照级配质量比先后落入计量斗，经累计计量斗且6达到设定值后计量斗卸料门开启，卸料于搅拌器中。当计量斗内落入物料时，传感器中的应变片的电阻值发生变化，使通过传感器的电压值改变，改变值被传给ADC0809进行A/D测量转换，并将转化后的信号传给单片机。单片机把测量值传送到工控机，工控机把控制信号发送给单片机或者单片机根据程序自己产生相应的控制信号并输出，控制执行机构完成相应的动作。123456789101112131415图2-1间歇强制式搅拌设备称量系统简图1-搅拌器；2-沥青喷管；3-石粉称量斗；4石粉料螺旋输送器；5-石粉计量秤；6-热骨料储仓；7-骨料称量斗；8-三通阀；9骨料计量秤；10-沥青回油管；11-沥青进油管；12-沥青计量秤；13-沥青称量筒；14-沥青保温筒；15-沥青喷射泵72.2计量装置控制系统基本工作原理热骨料计量控制系统热骨料计量斗采用四只5kN的称重传感器，并通过U形螺栓悬挂在热储料仓的下方。传感器并联使用，其灵敏度为2mV/V，激励电源为DC10V。热骨料计量斗可将四种热骨料依次称量并累加计量，即第一次称量的读数为第一种热骨料的质量，第二次的读数为第一、第二种热骨料的合计质量，依此类推。沥青计量控制系统沥青计量桶采用三只500N的拉力传感器并联使用，传感器的灵敏度为2mV/V，激励电源为DC10V。沥青计量时，沥青通过气控三通阀后注入沥青计量桶，当沥青的称重质量达到预先设定值时，三通阀关闭，即完成一次沥青计量。在热骨料计量斗放料闸门第二个放料动作开始的同时，沥青计量桶内称重好的沥青通过排放沥青阀的开启而流入搅拌器内。热骨料计量装置需要完成的动作：按照热骨料计量的工艺流程及设备的技术特点，将拌合设备分为以下11个动作：1.热骨料计量传感器信号的测量及转换;2.热沥青计量传感器信号8的测量及转换;3.1号热料仓卸料门气缸的开关控制;4.2号热料仓卸料门气缸的开关控制5.3号热料仓卸料门气缸的开关控制6.计量斗卸料门的开关控制7.沥青三通阀的控制8.沥青出口阀门的控制9.搅拌器卸料门控制10.搅拌器电机的控制11.沥青喷射泵电机控制2.3沥青拌和设备称量系统方案设计沥青混合料搅拌设备是一种较为复杂，也是机电一体化技术较为密集的机械设备。对它的操作控制是一种系统工程。随着高等级公路建设的发展和对沥青混合料要求的提高。特别是对沥青混合料的配合比要求的提高，通过人工