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0引言

穩(wěn)定土廠拌設(shè)備是路面機(jī)械的主要機(jī)種之一，是專(zhuān)用于攪拌各種以水硬性材料為結(jié)合劑的穩(wěn)定混合料的攪拌機(jī)組。廣泛用于高等級(jí)公路和城市道路的基層、底基層施工。

水泥計(jì)量精度的高低對(duì)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備計(jì)量精度和成品料質(zhì)量的穩(wěn)定有決定性的影響。從經(jīng)濟(jì)性上看每噸成品料中所含水泥只有5%左右，但其價(jià)值卻高于其他95%骨料價(jià)值總和。因此水泥供給系統(tǒng)的好壞是評(píng)價(jià)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備性能優(yōu)劣的關(guān)鍵所在。減量秤稱(chēng)重系統(tǒng)在穩(wěn)定土廠拌設(shè)備水泥供給系統(tǒng)中有著較廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的使用過(guò)程中很多設(shè)備動(dòng)態(tài)計(jì)量不夠穩(wěn)定，影響拌和質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)減量秤稱(chēng)重的工作原理進(jìn)行介紹，分析其控制特點(diǎn)，找出其工作不穩(wěn)定的根本原因。

1減量秤稱(chēng)重的工作原理

減量秤稱(chēng)重是指通過(guò)檢測(cè)出料倉(cāng)重量的減少速率來(lái)計(jì)算出料倉(cāng)瞬時(shí)流量的計(jì)量方法。出料倉(cāng)上安裝稱(chēng)重傳感器，在生產(chǎn)過(guò)程中稱(chēng)重傳感器通過(guò)檢測(cè)料倉(cāng)重量的減少速率把信號(hào)傳給控制器，由控制器來(lái)計(jì)算料倉(cāng)瞬時(shí)的出料流量，再和預(yù)先標(biāo)定好的設(shè)定值進(jìn)行比較，發(fā)出控制信號(hào)給變頻器轉(zhuǎn)而控制料倉(cāng)下面出料螺旋（葉輪）電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整粉料輸出量，直到與設(shè)定值相符并穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)料倉(cāng)里的粉料到下限位時(shí)控制器發(fā)出加料命令給儲(chǔ)料倉(cāng)下的上料電機(jī)，料倉(cāng)補(bǔ)充物料直到粉料到上限位為止。

2控制特點(diǎn)分析

減量稱(chēng)重系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上看，自身出料倉(cāng)的容積有限，在生產(chǎn)過(guò)程中出料倉(cāng)在工作一段時(shí)間后有一個(gè)補(bǔ)充物料的過(guò)程，在補(bǔ)充物料過(guò)程中出料倉(cāng)上的稱(chēng)重傳感器不能檢測(cè)料倉(cāng)重量的減少速率，因此系統(tǒng)在加料過(guò)程中把出料螺旋（葉輪）的電機(jī)轉(zhuǎn)速鎖定在加料前那一時(shí)刻變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速上。此時(shí)減量秤稱(chēng)重系統(tǒng)是出料電機(jī)恒速出料，減量秤稱(chēng)重系統(tǒng)實(shí)際上是個(gè)容積式加料系統(tǒng)。容積式加料系統(tǒng)加料穩(wěn)定的條件是所出物料的密度不變，這就要求料倉(cāng)底部物料的壓力不能有變化。然而補(bǔ)充物料過(guò)程是把物料從料倉(cāng)下限位加到料倉(cāng)上限位的過(guò)程，隨著料倉(cāng)中的水泥不斷增加，出料口物料的壓力也是增大的，從而改變了物料的密度。因此在出料電機(jī)轉(zhuǎn)速在料倉(cāng)中物料最少時(shí)鎖定的情況下，加料過(guò)程中系統(tǒng)的實(shí)際出料量會(huì)不斷增加。停止加料后，稱(chēng)重傳感器重新檢測(cè)料倉(cāng)重量的減少速率，控制器重新調(diào)整出料電機(jī)轉(zhuǎn)速直到出料量重新穩(wěn)定在控制范圍之內(nèi)。從上面的分析可以看出減量秤控制是一個(gè)調(diào)整→穩(wěn)定→加料→調(diào)整→穩(wěn)定的循環(huán)過(guò)程。

3影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的主要因素

從控制特點(diǎn)分析可以看出，減量秤稱(chēng)重系統(tǒng)的出料過(guò)程本身就是一個(gè)波動(dòng)過(guò)程。在整個(gè)控制過(guò)程中補(bǔ)充物料過(guò)程會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出料波動(dòng)。如果系統(tǒng)本身出現(xiàn)問(wèn)題那么出料波動(dòng)范圍就會(huì)超出控制范圍從而造成動(dòng)態(tài)計(jì)量不夠穩(wěn)定。因此影響減量秤稱(chēng)重系統(tǒng)出料穩(wěn)定性的主要因素是出料倉(cāng)補(bǔ)充物料的時(shí)間占整個(gè)出料倉(cāng)物料輸出總時(shí)間的百分比。

出料倉(cāng)補(bǔ)充物料的時(shí)間占整個(gè)出料倉(cāng)物料輸出總時(shí)間的百分比越小，則在一個(gè)控制循環(huán)中加料和調(diào)整的時(shí)間就越少，穩(wěn)定出料的時(shí)間就越多，有利于整體出料的穩(wěn)定。文獻(xiàn)3建議補(bǔ)充物料時(shí)間控制在整個(gè)計(jì)量倉(cāng)的物料輸出總時(shí)間的10%以?xún)?nèi)。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，出料倉(cāng)的容積、補(bǔ)充物料給料機(jī)的上料能力都要根據(jù)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的產(chǎn)量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和匹配。

3.1料倉(cāng)的匹配

料倉(cāng)的匹配包括形狀的設(shè)計(jì)和容積的確定。料倉(cāng)的形狀主要取決于是否能夠順暢地給出料螺旋（葉輪）供料，合理的形狀會(huì)使料倉(cāng)里的物料不易“起拱”并能充分保證供料順暢。料倉(cāng)容積過(guò)大則存在3個(gè)缺點(diǎn)：一是占用空間過(guò)大不易安裝；二是補(bǔ)充物料給料機(jī)的上料系統(tǒng)不好匹配；三是上料過(guò)程中出料口物料密度變化過(guò)大，出料波動(dòng)容易超出控制范圍，不利于出料的穩(wěn)定。料倉(cāng)容積過(guò)小則補(bǔ)充物料后控制系統(tǒng)重新調(diào)整穩(wěn)定的時(shí)間過(guò)短，也不利于出料的穩(wěn)定。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)建議上料時(shí)間在5～10s左右，一個(gè)循環(huán)控制在50～100s左右。以當(dāng)前公路建設(shè)常用的生產(chǎn)能力在500t/h的穩(wěn)定土拌和站為例，當(dāng)水泥用量在5%時(shí)，要求料倉(cāng)出料速度為6.94kg/s，料倉(cāng)容積應(yīng)選擇在347～694kg左右。

4結(jié)語(yǔ)

料倉(cāng)設(shè)計(jì)不合理、補(bǔ)充物料能力達(dá)不到要求導(dǎo)致出料倉(cāng)補(bǔ)充物料的時(shí)間占整個(gè)出料倉(cāng)物料輸出總時(shí)間的百分比過(guò)大是當(dāng)前穩(wěn)定土拌和站采用減量稱(chēng)重粉料系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的主要原因。減量秤稱(chēng)重系統(tǒng)控制出料過(guò)程本身就是一個(gè)波動(dòng)的過(guò)程。根據(jù)其控制原理對(duì)其相應(yīng)的參數(shù)合理匹配能夠較好地解決這個(gè)問(wèn)題，顯著提高物料的拌和質(zhì)量和拌和站整體的經(jīng)濟(jì)效益。

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