1 概述
我局2002年3月购置的WDB500型稳定土拌和机,至今已连续使用了4 年。使用中发现所生产的成品料质量不够稳定,不合格率约20%,造成返 工、停工,致使工程不能按期完成。
2 现状调查
WDB500型稳定土拌和机是潍坊通用机械厂与青州华光路桥电子设备公司于2001年联合生产的, 由于受当时技术条件限制,结构设计存在着缺陷,我们根据该机的生产工艺流程(见图1),对影响成品料质量的因素进行现场分析。
图1 WDB500型稳定土拌和机生产工艺流程
影响成品料质量的因素主要有水泥含量、含水量、拌和时间、石料级配等,通过化验和分析, 频率统计见表1,并根据统计绘制排列图如图2所示。
表1 频率统计
序号 | 原 因 | 频数(次) | 概率(%) | 累计概率(%) |
1 | 水泥含量不稳定 | 40 | 54.1 | 54.1 |
2 | 含水量不稳 | 12 | 16.2 | 70.3 |
3 | 拌和不均匀 | 10 | 13.5 | 83.8 |
4 | 石料级配 | 8 | 10.8 | 94.6 |
5 | 其他 | 7 | 5.4 | 100 |
合 计 | 74 | 100 |
图2 频率排列
从统计表和排列图中可以看出,影响成品料质量的主要因素是水泥含量不稳定。
3 原因分析
水泥含量不稳定影响因素,利用因果图(见图3)进行分析。
图3 水稳含量不稳定影响因素
我们对全部末端原因进行逐一验证,确定主因(见表2)
表2 水泥含量不稳定原因及分析
序号 | 原 因 | 分 析 | 结 论 |
1 | 责任心不强 | 操作人员均是认真负责的同志 | 非要因 |
2 | 操作不熟练 | 操作人员接受过技能培训 | 非要因 |
3 | 给料机卡死 | 此处不适用给料机 | 要因 |
4 | 给料机空转 | 水泥罐口小,内部易形成拱 | 要因 |
5 | 水泥中有硬颗粒 | 使用的水泥为优质免检产品 | 非要因 |
6 | 调速电机不调速 | 电磁滑差片受粉尘污染严重,容易导致不调速 | 要因 |
7 | EDTA测试不准确 | 实验员为专业人员,责任心强 | 非要因 |
由表2分析得出主要原因是:
1)给料机卡死;
2)给料机空转;
3)调速电机不调速。
4 制订对策
针对目标值,我们根据实际工作中出现的问题,利用专业理论知识经过反复地分析论证,决定采用以下5项改进措施:
1)将水泥罐口由φ30cm改成φ100cm;
2)将给料机去掉;
3)改用螺旋电子称(拉力传感器) :
4)水泥螺旋电机改用先进的变频器进行调速 ;
5)采用KB310连续式配料显示控制器。
改进后的工作原理如图4所示。
图4 改进后的稳定土拌和机工作原理
水泥罐口改大后不再出现水泥起拱现象,水泥由罐口落下直接进入螺旋输送器。通过变频器对螺旋输送器驱动电机进行调速后水泥进入电子称,电 子称的数据通过KB310进行处理后再给变频器一个反馈信号,改变水泥螺旋新的输送速度,形成一 条曲线(见图5),从而达到合适的目标设定值,然后进入拌锅,整个控制系统形成一个闭环控制系统 (见图6)。
图5 变频调速
图6 闭环控制系统
5 实施对策
根据制订的对策,我们于2005年2月16日在公路局南料厂实施了WDB500型水泥计量装置的 改造,其主要内容包括:
1)将水泥罐口(见图7)加大,并做一闸门,再将原水泥斜螺旋输送器改造成为与闸门能够连接 在一起的漏斗状。
图7 水泥输送
2)由于拌和机工作环境比较恶劣,灰尘比较多,根据变频器能与电机分开的特点,将其置于操作室内,便于操作。其频率与电机转速成正比(见图8),所以选用温州紫日电气科技有限公司生产的 ZVFG7-4075型变频器。
图8 变频器特性
3)选用型号TSC-500型拉力传感器,500kg,五线制,激励±、信号±,屏蔽(抗电磁干扰),如图 9所示
图9 TSC-500型拉力传感器
4)选用KB310连续式配料显示控制器。该控制器由西安康柏自动化控制系统公司出品,针对 固、液连续配料设计,可与螺旋输送器配套使用。它具有传感器信号采集、信号适调放大、信 息分析处理、执行器控制等功能,可独立完成单工位配料控制工作。先进的MSP作为中央处理 单元,可完成复杂的运算和数据处理,工作温度为-10℃~60℃,输出4~20mA、0~10V,称重测量 精度为0.05%,采样速度1000次/s,适合改进的需要。
6 效果检查
2005年3月25日,在枣济西路改造工程中,我们对改进的水泥计量设备进行了测试。在整个实验 段施工过程中,水泥计量设备未出现任何故障,且操作灵活、方便,性能稳定,实验效果达到了改进 设计要求(5.5%±0.5%),见表3。
表3 水泥稳定碎石水泥剂量试验记录
取样号 | 试验次数 | 样品重量(g) | 滴定时EDTA的消耗量(ml) | 水泥剂量(%) | 平均值(%) |
一 | 1 | 200 | 14.1 | 5.5 | 5.60 |
2 | 200 | 14.6 | 5.7 | ||
二 | 1 | 200 | 14.2 | 5.6 | 5.65 |
2 | 200 | 14.6 | 5.7 | ||
二 | 1 | 200 | 13.8 | 5.4 | 5.50 |
2 | 200 | 14.2 | 5.6 | ||
四 | 1 | 200 | 14.6 | 5.7 | 5.75 |
2 | 200 | 14.8 | 5.8 |
7 巩固措施
1)把结构改造的图纸存档;
2)把变频器、电子秤、KB310控制器说明书存 档,并针对其操作方法对操作手进行专业培训。
8 体会和今后打算
通过努力,圆满完成了本次技术改造工作,收到了良好的效果, 这是我们第一次将先进的电控技术运用到旧设备技术改造中 。但是,该设备的含水量计量装置有待于改进,我们打算使该设备进一步完善, 使其更好的服务于公路建设。
工程建设机械2006.NO.3
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