自动配料精度是考核混凝土搅拌站(以下简称搅拌站)制造性能及生产质量的一项重要指标,要达到一定精度和长时间的稳定自动配料并非易事,而需要做多方面的工作。可以认为:搅拌站的良好运转状态,是设计、制造、安装调试及维护的最佳体现。搅拌站自动配料的超差往往涉及诸多因素。自动配料装置作为生产混凝土的各种组成物料的计量设备,它的良好性能及自身精度,对于保证配料精度是至关重要的。自动配料装置通常采用机—电—气(液)集中控制方式,以适应高效率、高精度的自动配料要求。然而,其中任何环节的工作失常,均可能导致自动配料的中断或超差,并且以故障现象在称重指示上集中反映出来。

就搅拌站自动配料超差问题,作者作如下探讨。

1　搅拌站磨合期的保养与调整

搅拌站安装之后,必须经过局部调试及综合调试,合格后才能投入运转,而其性能的稳定却不是一劳永逸的。如何加强保养,使机械设备度过磨合期,是值得充分重视的问题。水电建设总局颁发的《保修技术规程》中,规定搅拌楼的磨合期为460h,并要求进行相应的维护与调整。从目前国产搅拌站的运行经验来看,只要加强磨合期的维护与调整,其性能完全可以得到较好的发挥。

2　按额定配料周期连续生产

搅拌站作为高效率生产混凝土的大型成套设备,决定了按额定配料周期自动配料、连续生产为其主要生产方式。但并不排除单罐作业,然而偌大的成套设备毕竟不能仅用于小方量混凝土生产。按额定配料周期连续生产混凝土,不仅是达到设计生产率的前提,也是防止偶然配料超差的重要条件。在连续生产时,称量的物料流态趋于稳定,不易在料仓结拱,尤其粉状类物料更为明显。多年实践证明:搅拌站的生产连续性越高,则配料偏差波动越小。

何谓额定配料周期?额定配料周期是按搅拌站设计的生产率,换算到每次配料所需要的时间。

诚然,搅拌站的实际生产情况千差万别,难以绝对按额定配料周期连续生产,但在分析配料超差时,此仍是不容忽视的问题。尤其在试生产阶段,此类教训屡见不鲜。国家标准《GB10171—88混凝土搅拌站(楼)》、水电部标准《SD198—86周期式自动化混凝土搅拌楼技术条件》,已明确把供料充分、出料及时、连续运转作为标准工况的重要条件。

3　如何准确评价配料精度

自动配料的精度应统一按国家有关标准来评价。

(1)应限定给定值的范围

由于生产的混凝土标号不同,各种物料的配料给定值必然有一定差异,但其变动范围不能过宽。国家标准和水电部标准规定,在给定值为1/2量程至满量程范围,来进行配料偏差的计算、取值。

若某些物料经常按1/2量程甚至1/3量程以下来进行配料定值,不仅在配料偏差计算取值上与标准有所出入,而且从计量器具的使用角度出发也很不合理,其结果是配料超差机率大大增加。尤其对添加剂等称量范围较小的物料,在调试时,给定的量值一定要大于1/2量程,才能保证实测配料精度。否则不能满足要求。

(2)应按国家标准评定配料精度

配料精度的控制与评定,不仅是混凝土生产的质量技术问题,也属于计量管理范畴。水电部标准SD198—86规定,“混凝土各组成物料的配料精度分别用于搅拌楼连续生产时,每种材料连续配料10次测得配料偏差的均方根值进行评定。”生产水工混凝土时,配料偏差的均方根值不大于下列规定值:水、片冰、掺合剂、水泥±1%,骨料(粒径≤80mm)±2%,骨料(粒径>80mm)±3%,外加剂应按±3%作为评价标准,不宜采用±1%来评定。

4　称量时间的调整

从给料门开启到关闭结束的时间称为称量时间。称量时间的长短决定于给料门开度的大小。而给料门开度必须适当,尤其需要指出的是:给料门不能开度过大,以免引入较大的进料冲击误差及过大的残余料流误差。所谓残余料流,即在关闭给料门的过程中进入称斗的物料量,它是导致误差波动的主要因素。

以前,搅拌楼曾因给料门开度设计过大而引起麻烦。由于采用带气阀的气缸,无法调节行程,虽在综合调试时移动了气缸位置,称量时间仍感较短。另外,加气剂给料泄液管路的加长,在给料阀关闭后仍有大量残余料流进入称斗,以致配料超差难以控制。残余料流一旦达到给定值的5%,超差的机率将达到不能允许的程度。

5　被称物料质量应符合要求

组成混凝土的各种物料质量,在有关国家标准、规程中均未做出明确要求,然而在实际生产中却是一个不容忽视的问题。诸如:人工砂含水率的饱和程度,水泥、粉煤灰的受潮,片冰的溶解水太多等,会导致此类物料超差。另外,物料含水率高易于结拱,配料时将出现时而称量料流中断,时而突然以塌落方式进入称斗,导致配料失控。可以说,物料不合格是搅拌楼偶然超差甚至发生故障的重要原因之一。作者多次目睹因物料受潮结块或有杂物,导致螺旋机堵塞、烧损,或给料门(阀)卡阻、漏料。所以,若要自动配料正常,物料必须符合自动配料装置性能的要求。

目前,采用骨料筛选、二次筛分及砂水含量测定对提高物料质量起到了行之有效的作用。

6　给料门(阀)反应必须灵敏

自动配料装置是由机—电—气集中控制,它是作为一个动态过程,来完成自动称量配料的。不仅电气控制要可靠,而且称量要准确,给料门(阀)、气(液)路及机械执行部件的动作,必须反应灵敏,做到有令则行。给料门(阀)关闭时间应尽可能小,且有较好的重复性,以保证残余料流趋于稳定。否则自动配料装置精度再高,也是枉然。据多年统计表明,因给料门(阀)反应迟缓(包括电磁气阀及气缸漏气、窜气、润滑不良等)或卡阻而引起的配料超差,占配料装置故障的半数左右。其特点是:涉及环节较多,有较大的随机性,往往难以直观判断。

搅拌站以往在安装中,油雾器常常在气缸水平位置以下,而且管路较长,运行中出现不少油雾器无油,压力失调,致使活塞杆无油膜而干摩擦,加至气缸、给料门(阀)支承铰,传动铰润滑也不够充分,造成机械执行部件动作不灵敏,导致配料超差。

因此,需要按规定经常对机械执行部件进行保养,特别是保证充足的润滑。如果对搅拌楼的气缸采用旁路给油法来保证其内部润滑和密封,虽然与通常的直通式给油法不同,但二者功能无异。

所谓旁路给油法,是采用油雾器安装在从主气管道分出的旁路管道上。旁路管道上设有调压阀,使旁路管道的压力调到高于主管道上的压力。在压差作用下,充分发挥油雾器的喷雾功能,从旁路管道上可向主管道送出2μm以下油粒子,从而使气缸得到较好的润滑和密封。但油雾器必须装#30锭子油,且安装在高于气缸的位置,喷油量应调节在使气缸每动作两次喷一滴为妥。

7　称重传感器容量的选择

搅拌楼称量系统的传感器容量选择是一个比较重要的问题。据以往使用中观察,损坏的称重传感器,绝大多数属骨料外加剂称重传感器,即便是进口菲利浦传感器也未能幸免,经分析主要系过载所致。称重传感器宜工作于额定容量的范围内,而过载能力要大于称重范围,一般应按下式选择传感器容量。

式中K为冲击系数,一般按经验取值。对大骨料或外加剂等量程范围较小的物料,取值应偏大一些。但K值不能过大,否则导致传感器的量程范围加大,造成称量精度降低,使物料称量产生误差。因此,消除配料冲击力的影响,只有适宜的增大传感器容量,相应提高传感器输出灵敏度和精度,并要考虑在安装搅拌楼过程中,一些不确定的因素对传感器带来的影响,如称斗上的电焊作业,传感器波纹管碰破受潮,传感器承受扭、弯矩作用等,这些因素都会影响传感器的灵敏度和精度。

8　其它应注意的使用条件

(1)电源电压、气压、控制室温度应维持在允许范围

电源电压波动偏差允许±10%,如波动过大,电磁气阀反应速度将随之变化,同时也易引起电气设备过流损坏。因此,供电变压器抽头使用要合理,向电子称重仪表提供电源的交流电子稳压器要经常保持完好状态。

气源压强要维持在0.6MPa,以稳定气动元件的动力和速度。空气管路的设计及安装,应充分考虑到气管路的压力损失,以防气动元件的气入口处压力不足,造成隐患。

控制室均装备有空调器,以维持称量仪及电气元件在允许的环境温度下可靠工作。一般电气设备元器件最高允许温度为40°C,尤其电子称在环境温度接近40°C时,漂移增大,直至无法工作。在高温季节,称重仪工作的同时,空调器必须工作。

(2)计量检定人员必须经过培训考核

电子称及传感器是《计量法》规定的工作计量器具,砝码是标准计量器具,均属依法管理的范围。标定其称量仪器精度的工作和维护修理,以及自动配料装置的精度调试,称为计量检定工作。按《计量法》规定,计量检定人员必须经培训考核合格,并取得计量检定合格证,方可进行此项工作。

 

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