穩(wěn)定土廠拌設(shè)備成品貯存與卸料裝置設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目： 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備 -成品貯存與卸料裝置設(shè)計(jì) 課 題 類 別： 設(shè)計(jì) 論文 學(xué) 生 姓 名： 段理杰學(xué) 號(hào)： 200921030129班 級(jí)： 機(jī)制0901班專業(yè)（全稱）： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指 導(dǎo) 教 師： 盧和銘2013年3月1、 本課題設(shè)計(jì)（研究）的目的：道路基層是關(guān)乎高質(zhì)量公路極其重要的結(jié)構(gòu)層，對(duì)于瀝青路面而言，它是載荷向下擴(kuò)散的承重層；對(duì)于水泥路面而言，它能減輕唧泥、錯(cuò)臺(tái)或斷裂等多種混凝土病害的出現(xiàn)率?；鶎佑梅€(wěn)定土的生產(chǎn)，可采用路拌或廠拌等方式然后通過運(yùn)輸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攤鋪。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸量也不斷擴(kuò)增，道路交通對(duì)公路的質(zhì)量提出了更高整體要

2、求。所以，現(xiàn)代公路的基層生產(chǎn)廣泛采用了更能保證質(zhì)量的廠拌方式。因此，高質(zhì)量的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備便是高質(zhì)量公路保障的施工設(shè)備之一 。對(duì)公路建設(shè)的意義重大。穩(wěn)定土廠拌設(shè)備形式更是多種多樣，現(xiàn)代施工中也開始廣泛采用移動(dòng)式的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備。本課題的內(nèi)容是設(shè)計(jì)用于公路基層等施工的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備。在統(tǒng)一的總體參數(shù)下又分若干子課題，本子課題的內(nèi)容是成品貯存與卸料裝置設(shè)計(jì)。成品料倉是穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的一個(gè)不可或缺的獨(dú)立部分，其功用是在運(yùn)輸車輛在交替或者短時(shí)間內(nèi)無運(yùn)輸?shù)能囕v時(shí)，為使廠拌設(shè)備連續(xù)工作而將成品料暫時(shí)儲(chǔ)存起來。二、設(shè)計(jì)（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（文獻(xiàn)綜述）：1 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備現(xiàn)狀隨著道路建設(shè)事業(yè)的飛速興起發(fā)展，

3、道路交通要求筑養(yǎng)路機(jī)械的發(fā)展應(yīng)與之相適應(yīng)，尤其是在修筑高等級(jí)的公路時(shí)，要求筑路機(jī)械也隨著公路等級(jí)的提高而提高。例如修筑高速公路用的穩(wěn)定土拌和設(shè)備，就要求不允許使用路拌機(jī)而必須使用場(chǎng)拌機(jī)1。穩(wěn)定土廠拌設(shè)備作為路面工程機(jī)械的主要機(jī)種之一，是專用于生產(chǎn)各種用水硬性材料作為結(jié)合劑的穩(wěn)定土混合料的系列攪拌機(jī)組。由于廠拌設(shè)備具有材料級(jí)配準(zhǔn)確、節(jié)省材料、拌和均勻和保證質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，因此在城市道路和公路的基層或者底基層施工中被廣泛采用2。從上世紀(jì)的90年代初，我國公路建設(shè)興起以及公路施工技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的長(zhǎng)足發(fā)展。市場(chǎng)需求的多樣性以及新原理與技術(shù)的應(yīng)用，使得穩(wěn)定土廠拌設(shè)備不論是整體的結(jié)構(gòu)，還是產(chǎn)

4、品的功能，都呈多樣化的發(fā)展3。成品料倉作為穩(wěn)定土廠拌設(shè)備一個(gè)不可或缺的獨(dú)立部分，其功用是在運(yùn)輸車輛在交替或者短時(shí)間內(nèi)無運(yùn)輸?shù)能囕v時(shí)，為使廠拌設(shè)備連續(xù)工作而將成品料暫時(shí)儲(chǔ)存起來，以及完成之后的卸料過程。2 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)2.1 無襯板攪拌器近年來，國外一些公司針對(duì)穩(wěn)定材料的特性和連續(xù)攪拌的特點(diǎn)，對(duì)強(qiáng)制連續(xù)式攪拌器進(jìn)行了改進(jìn)，取消了襯板，研制成新型無襯板攪拌器。這種無襯板攪拌器通過試驗(yàn)和試用，得到了用戶的歡迎，現(xiàn)正被廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備中，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效果4。但無襯無襯板攪拌器最大限度的加大了攪拌槳葉和殼體之間的間隙。攪拌器在工作時(shí)，在殼體和槳葉之間的間隙中形成一層不移

5、動(dòng)的混合料層，此混合料層停留在殼體上起到了襯板的作用，保護(hù)殼體不受磨損，同時(shí)也減少了槳葉的磨損過程。此外，在相同體積的情況下，這種攪拌器相對(duì)于有襯板攪拌器來說質(zhì)量小，造價(jià)低、生產(chǎn)率高、混合料拌合效果好，不產(chǎn)生阻塞、擠碎等現(xiàn)象。無襯板攪拌器經(jīng)過試驗(yàn)和使用，已進(jìn)入使用階段，現(xiàn)廣泛用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備中。2.2物料含水率快速連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)水量的多少對(duì)水硬性結(jié)合料的力學(xué)性能和施工性能有著重要的影響，因此所有廠拌設(shè)備都必須能進(jìn)行精確的計(jì)量和控制。而原始材料中含水率受氣候影響變化較大，特別是砂料、粉煤灰等細(xì)料變化更大，其含水率的變化直接影響到成品料中的含水量和骨料級(jí)配的準(zhǔn)確性。因而，及時(shí)測(cè)出原料中的含水量，才

6、能準(zhǔn)確控制供水和供料量，使成品混合料的各項(xiàng)配比保持一定。供料與供水經(jīng)攪拌機(jī)均勻攪拌后，轉(zhuǎn)移到上料皮帶機(jī)，由上料皮帶機(jī)上的含水率檢測(cè)儀檢出成品的含水率，送入微機(jī)，與貯存的給定值相比較，其偏差經(jīng)微機(jī)處理后，送入電磁流量計(jì)，以控制調(diào)節(jié)電磁流量計(jì)的供水量，使成品料的含水率誤差始終保持在標(biāo)準(zhǔn)誤差之內(nèi)5。目前，研究和解決細(xì)粒料中含水率的快速連續(xù)檢測(cè)技術(shù)受到個(gè)生產(chǎn)廠家的普通重視，電容式、中子式、紅外線等粒料含水率快速連續(xù)檢測(cè)儀即將推向市場(chǎng)。2.3設(shè)備大型化機(jī)械化施工設(shè)備的配套性要求，促使穩(wěn)定土廠拌設(shè)備向大型化方向發(fā)展。近年市場(chǎng)對(duì)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備生產(chǎn)率的需求已從前幾年的100t/h上升為300400t/h，還有

7、進(jìn)一步發(fā)展為600！800t/h的趨勢(shì)。2.4結(jié)構(gòu)模塊化可解決大型化所帶來的裝、拆、吊、運(yùn)等不利因素，既有利于制造廠生產(chǎn)和產(chǎn)品系列化，又符合公路工程施工的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)模塊化是固定式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的必由之路。在保證設(shè)備基礎(chǔ)性能的前提下，標(biāo)準(zhǔn)化的模塊可以根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行不同的組合，其總體布局亦可根據(jù)用戶施工場(chǎng)地的要求而變化。2.5擴(kuò)展多用途廠拌設(shè)備為了擴(kuò)大廠拌設(shè)備的使用范圍，使穩(wěn)定土廠拌設(shè)備不僅能拌制穩(wěn)定土材料，還能拌制各種屬于冷拌范圍的路面材料，如碾壓混凝土、乳化瀝青混凝土等。國外一些生產(chǎn)廠家正在研制多用途的廠拌設(shè)備，這種廠拌設(shè)備具有連續(xù)攪拌作業(yè)和間歇攪拌作業(yè)兩種功能，通過在控制室操作鍵盤可方

8、便地轉(zhuǎn)換物料計(jì)量程序，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)計(jì)量與輸送，或分批計(jì)量和輸送。在連續(xù)計(jì)量時(shí)，攪拌器中攪拌槳葉安裝成常用的雙臥軸強(qiáng)制連續(xù)攪拌器交現(xiàn)連續(xù)攪拌作業(yè)， 能滿足生產(chǎn)穩(wěn)定土材料的需要;在間歇計(jì)量時(shí)，攪拌器中的幾個(gè)槳葉需要改變安裝角度(反向)，使物料在攪拌器中循環(huán)攪拌，攪拌時(shí)間可隨意設(shè)定，這種分批計(jì)量與攪拌的工作形式，能滿足水泥混凝土或其它需要較長(zhǎng)時(shí)間攪拌的特殊材料的需要2。2.6建立用戶聯(lián)絡(luò)控制中心通訊技術(shù)發(fā)展迅速，一些廠家便充分利用國際電話網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)可靠的通訊手段與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，同用戶建立直接聯(lián)系。在生產(chǎn)設(shè)備廠家設(shè)立控制中心，控制中心的計(jì)算機(jī)和用戶廠拌設(shè)備的控制計(jì)算機(jī)通過國際通訊網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，用控制中

9、心的計(jì)算機(jī)能及時(shí)查詢用戶設(shè)備的工作運(yùn)轉(zhuǎn)情況，亦能方便地調(diào)節(jié)和改變用戶設(shè)備的工作狀態(tài)，讓用戶盡快掌握廠拌設(shè)備的使用技術(shù)。目前，這種利用控制中心為用戶提供服務(wù)的機(jī)構(gòu)在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)出現(xiàn)，并愈來愈多的被實(shí)際應(yīng)用5。2.7安裝防雷裝置穩(wěn)定土拌和站的主要設(shè)備為金屬結(jié)構(gòu)， 其水泥倉高大， 基礎(chǔ)較淺， 并且多在野外露天作業(yè)， 容易受到雷電侵襲為了避免因雷電侵襲而引起人員和設(shè)備安全事故， 各穩(wěn)定土拌合站都應(yīng)正確安裝防雷裝置6。2.8主要組成部件的多種搭配多數(shù)廠家生產(chǎn)的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備，都是有多個(gè)總成相互組配而成的。因此，在保證設(shè)備基本性能的前提下，其部件可以根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行不同的組合，其總體布局也可根據(jù)施工場(chǎng)

10、地的要求而變化。例如，在生產(chǎn)率為300t/h條件下，根據(jù)用戶需要，生產(chǎn)廠可提供由24個(gè)配料斗為一組的配料裝置，分料倉可提供立式料倉或臥式料倉，總體布局可布置成“一”字形或“j” 字形等多種樣式。因此，研究和開發(fā)結(jié)構(gòu)形式多樣、布局更為靈活的廠拌設(shè)備，也是各生產(chǎn)廠家普遍重視的課題之一7。2.9采用封閉式螺旋布料器螺旋輸送機(jī)被廣泛用于工業(yè)，用于相對(duì)距離短的輸送和散裝物料的提升。為自由流動(dòng)或相對(duì)自由流動(dòng)的固體散料，提供良好的吞吐量控制和符合環(huán)境清潔問題解決方案的的非常有效的輸送裝置8。封閉式螺旋布料機(jī)近來也被廣泛用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的集料輸送和粘結(jié)劑的輸送中。2.10擴(kuò)展板和范圍使穩(wěn)定土廠拌設(shè)備不僅只能

11、拌制穩(wěn)定土材料，還能拌制各種屬于冷拌范圍的路面材料。如碾壓混凝土，乳化瀝青混凝土等7。2.11基于 can總線的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備控制系統(tǒng)的應(yīng)用在對(duì)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備工藝流程分析的基礎(chǔ)上，分析了物料計(jì)量的原理，在每個(gè)計(jì)量單元中加入了積分分離的控制算法，并在分析can總線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造。結(jié)果表明此系統(tǒng)在一定程度上節(jié)約了物料，提高了配料精度，保證了物料級(jí)配的穩(wěn)定性，滿足了施工質(zhì)量的要求，具有較好的應(yīng)用前景9。2.12成品料倉斗門開閉的形式向電動(dòng)方式發(fā)展電動(dòng)形式由直接安裝于貯倉倉壁上的電動(dòng)推桿，通過倉門的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)倉門的啟閉控制，可避免氣動(dòng)或液動(dòng)裝置中因同步閥本身精度問題所引起的

12、兩倉門不同步現(xiàn)象，所以此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的控制方式具有一定的推廣價(jià)值10。3 總結(jié)鑒于目前國內(nèi)與廠拌法施工所配套的相關(guān)施工機(jī)械的現(xiàn)狀，結(jié)合“施工資質(zhì)認(rèn)可制”的實(shí)施概況，穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的技術(shù)引進(jìn)應(yīng)以生產(chǎn)率300一500t/h的為主導(dǎo)，同時(shí)注重其自動(dòng)化控制技術(shù)、攪拌技術(shù)以及防污染技術(shù)的應(yīng)用程度和先進(jìn)性，而且最好為多功能攪拌設(shè)備，因?yàn)榘咨嗦访姹３种^為迅速的增長(zhǎng)勢(shì)頭，并且該種設(shè)備應(yīng)不僅能完成基層的施工而且也可完成面層的施工，以節(jié)約大量的人、財(cái)、物力。3、 設(shè)計(jì)（研究）的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑（研究手段）：1.設(shè)計(jì)方案本成品料倉的設(shè)計(jì)方案采用氣動(dòng)開門方式，雙開門，料倉與支架鉸接，支架移動(dòng)式的形式。2.

13、重點(diǎn)與難點(diǎn)本設(shè)計(jì)課題難點(diǎn)之一在于成品料倉結(jié)構(gòu)和卸料裝置設(shè)計(jì)。本成品料倉的設(shè)計(jì)方案采用液壓傳動(dòng)方式，單開門，料倉與支架鉸接，支架移動(dòng)式的形式。本設(shè)計(jì)課題難點(diǎn)在于卸料裝置。成品料貯倉主要用于成品料的臨時(shí)性貯存，其存料量的多少主要取決于設(shè)備的生產(chǎn)率和運(yùn)輸車輛的周轉(zhuǎn)情況，卸料裝置有很多形態(tài)，各自有各自優(yōu)點(diǎn)。其卸料倉門的開啟主要有氣動(dòng)、液動(dòng)及電動(dòng)三種形式，斗門有單開門和雙開門的形式。本課題的難點(diǎn)和重點(diǎn)就是關(guān)于卸料倉門啟閉的設(shè)計(jì)和選擇。卸料倉門開啟的三種形式簡(jiǎn)要如下所示：(1)氣動(dòng) 該裝置由空壓機(jī)提供動(dòng)力能源經(jīng)氣控元件，由氣缸完成倉門的啟閉過程。具有啟閉靈活，對(duì)環(huán)境無污染，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。但需要單獨(dú)設(shè)

14、置氣壓源，來保證倉門的正常工作。(2)液動(dòng)由電機(jī)帶動(dòng)液壓泵提供液壓源，液壓缸完成倉門的啟閉動(dòng)作。由于液壓裝置體積較小，可直接安裝于成品料貯倉的平臺(tái)上，故具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但系統(tǒng)本身要具有良好的密封性，且液壓油易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。(3)電動(dòng)由直接安裝于貯倉倉壁上 的電動(dòng)推桿，通過倉門的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)倉門的啟閉控制，可避免氣動(dòng)或液動(dòng)裝置中因同步閥本身精度問題所引起的兩倉門不同步現(xiàn)象，所以此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的控制方式具有一定的推廣價(jià)值。對(duì)于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備中的總體設(shè)計(jì)，又有許多種形式。隨著現(xiàn)代化施工作業(yè)的流動(dòng)性加快，移動(dòng)式的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備逐漸成為主流。目前，市面上存在有固定式，分總成式，移動(dòng)式，可搬式。重點(diǎn)和

15、難點(diǎn)在于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的總體形式的選擇與設(shè)計(jì)。1.固定式各部分需求的配合要求不那么精密，需要的場(chǎng)地面積一般較大且不可移動(dòng)。2.分總成式可以移動(dòng)，但是其需要設(shè)計(jì)的底盤至少需要兩個(gè)，設(shè)備的移動(dòng)不靈活。3.拖式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備將所有設(shè)備都固定在一個(gè)專用底盤上，移動(dòng)方便，但結(jié)構(gòu)配合精密度高。斗門形式有單開門和多開門之分，單開門要求配合精度稍低，動(dòng)作簡(jiǎn)單；雙開門配合精度高，料倉儲(chǔ)存成品料的能力強(qiáng)，適用于長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的成品料倉。3.途徑考慮到現(xiàn)代施工的作業(yè)特點(diǎn)及發(fā)展方向，本設(shè)計(jì)的總體布置采用拖式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備。針對(duì)本設(shè)計(jì)采用拖式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備，其空間布置要求比較高的問題，單開門的成品料倉布置簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，便

16、于移動(dòng)和卸載。另外，采用較為環(huán)保和靈活的的氣壓式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。4、 設(shè)計(jì)（研究）進(jìn)度計(jì)劃： 第 1 周 查閱和收集相關(guān)文獻(xiàn)，了解穩(wěn)定土廠拌設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)； 第 2 周 查閱穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的布置，擬定初步設(shè)計(jì)方案； 第 3 周 搜集并整理外文文獻(xiàn)，完成資料翻譯，細(xì)致閱讀參考文獻(xiàn)的書目完成文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告； 第 4 周 同組進(jìn)行方案總體確定，初步確定各部分的配合安裝，由老師審核，完成方案論證； 第 5 6 周 開始總體設(shè)計(jì)分析初步確定外部大型尺寸并完成計(jì)算外購部件的選型與配合計(jì)算； 第 7 8 周 各部件的設(shè)計(jì)，分析與計(jì)算； 第 9 12 周 完成運(yùn)動(dòng)分析和圖紙繪制工作，并著手設(shè)計(jì)說明書的編寫； 第

17、13 周 整理各設(shè)計(jì)的步驟和計(jì)算，整理編寫設(shè)計(jì)說明書（初審）； 第14 15周 老師初步審核后，并按老師要求作出適當(dāng)修改，進(jìn)而準(zhǔn)備答辯 第 16 周 準(zhǔn)備并進(jìn)行畢業(yè)答辯。5、 參考文獻(xiàn)：1徐灝，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)m，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 2李自光，公路施工機(jī)械m，北京，人民交通出版社，2005.3宋錦春，液壓與氣壓傳動(dòng)m，北京，科學(xué)出版社，2001.4胡宗武，非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)m，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.5張世英，筑路機(jī)械工程m，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1998.6郭克希，機(jī)械制圖m，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.7徐學(xué)林，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)m，長(zhǎng)沙，湖南大學(xué)出版社，2009.8吳永平，工程機(jī)械設(shè)計(jì)m，北京，人民交通出版社，2005.9王先逵，制造工藝m，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1995.10李煒新，金屬材料與熱處理m，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2007.11胡選儒.穩(wěn)定土廠拌設(shè)備技術(shù)發(fā)展動(dòng)向j.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，1996(1).12丁小平，郝繼飛，陸磊.plc在穩(wěn)定土廠拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用j.微計(jì)算機(jī)信息，2009（12）.13a.w.roberts.the influence of granular vortex motion on t