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I 目 錄 摘要 .....................................................................................................I ABSTRACT.......................................................................................II 第一章 緒論 ........................................................................................1 1.1 研究的背景及意義 ...........................................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 ................................................................................2 1.3 主要研究?jī)?nèi)容 .......................................................................................2 第二章 雙軸式瀝青混凝土攪拌系統(tǒng)總體方案的分析 ..........................4 2.1 攪拌系統(tǒng)的介紹 .............................................................................4 2.2 攪拌系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) .............................................................5 2.3 攪拌功率的計(jì)算 .............................................................................7 第三章 攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................................8 3.1 攪拌系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .................................................................................8 3.2 攪拌系統(tǒng)的特點(diǎn)分析 .......................................................................8 3.2.1 混凝土的特點(diǎn) .......................................................................8 3.2.2 攪拌生產(chǎn)設(shè)備 ............................................................................9 3.3 攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ........................................................................10 3.3.1 攪拌的實(shí)質(zhì)分析 .......................................................................10 3.4 本章小結(jié) ................................................................................10 第四章 攪拌系統(tǒng)內(nèi)部零件的強(qiáng)度校核 ........................................12 4.1 軸承的校核 ...................................................................................12 4.1.1 鋼球最大載荷 ...........................................................................12 4.1.2 鋼球當(dāng)量載荷 .........................................................................13 4.1.3 壽命計(jì)算 ..........................................................................13 4.1.4 最大接觸應(yīng)力 ........................................................................13 4.2 螺栓強(qiáng)度校核 ...............................................................................14 4.3 軸的校核 ............................................................................................15 4.4 齒輪強(qiáng)的校核 ...............................................................................19 4.5 本章小結(jié) ......................................................................................22 結(jié)論和展望 ......................................................................................23 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................25 I 摘要 瀝青混凝土攪拌設(shè)備是生產(chǎn)瀝青混合料的主要設(shè)備，在路面施工中占有重要 的地位，所生產(chǎn)的瀝青混合料的質(zhì)量好壞，直接影響著瀝青路面的質(zhì)量。對(duì)瀝 青混凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與動(dòng)態(tài)管理是非常必要的。因此，研究設(shè) 計(jì)基于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的瀝青混凝土攪拌設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)具有廣泛的工程實(shí)用價(jià)值。 其中固一液兩相攪拌操作是最常見(jiàn)的操作，對(duì)固一液懸浮漿液池中的固液兩相 流場(chǎng)進(jìn)行研究，進(jìn)而討論固體濃度對(duì)漿液池內(nèi)液相流場(chǎng)的影響規(guī)律，是固一液 攪拌研究工作的重要組成部分。本文首先從混凝土生產(chǎn)特別是碾壓混凝土生產(chǎn) 的特點(diǎn)和影響混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的因素入手，設(shè)計(jì)出一種連續(xù)式攪拌設(shè)備的總體 研制方案，然后通過(guò)深入分析連續(xù)式碾壓混凝土攪拌機(jī)理和連續(xù)配料方案，提 出了采用皮帶重量連續(xù)配料方案和雙臥軸連續(xù)攪拌機(jī)設(shè)計(jì)方案。最后，通過(guò)試 驗(yàn)驗(yàn)證，說(shuō)明連續(xù)式碾壓混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)的混凝土完全能滿(mǎn)足水工混凝 土規(guī)范的要求，連續(xù)式碾壓混凝土攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)正確，方案可行，同時(shí)由于 其具有的明顯優(yōu)勢(shì)，可以大量推廣。 關(guān)鍵詞：瀝青混凝土攪拌設(shè)備 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 人機(jī)界面等 II Abstract Asphalt mixing plant is a main equipment of the production of the asphalt— concrete，and plays an important role in the construction of road．The quality of the asphalt—concrete made from it has a direct impact on the quality of asphalt pavement．The monitoring and dynamic management of the asphalt mixing plant is very essential．Therefore， the research and design of the monitoring system for the asphalt mixing plant based on GPRS works with a vide range ofpractical value．The operation of blender relates to fluid flow，heat transfer and mass transfer, and other physical and chemical processes．Among them，solid-liquid two—phase mixing operation is the most common operation techniques．Study on solid—liquid two- phase field in solid-liquid suspension agitator Tank and discuss the influence law of solids concentration on the liquid flow field are important components in the solid- liquid mixing research．This thesis based on the concrete production,especially the feature of RCC production and the factors affecting concrete production quality,designed a overall development plan of continuous mixing plant，and then through in-depth analysis of continuous RCC mixing mechanism and way of continuous ingredients，proposed a scheme that using belt continuous weight measuring method and double axle continuous mixer．At last，through the test verification,illustrated the concrete produced by continuous concrete mixing plant which is designed and researched，Can completely meet the requirement of hydraulic concrete，simultaneously,because of its advantages，it Can promote widely． Key words： the asphalt mixing plant，structural design， ；human—machine interface 1 第一章 緒論 1.1 研究的背景及意義 瀝青混合料攪拌設(shè)備是一種用于生產(chǎn)高等級(jí)瀝青路面所需瀝青混合料的設(shè) 備，由于在野外作業(yè)，工作環(huán)境惡劣、氣溫變化幅度大、干擾源多等因素的影 響，給該設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)增加了很大的難度。特別是用于高等級(jí)公路的設(shè) 備，對(duì)瀝青、粒料、粉料和溫度的計(jì)量精度要求高，因此對(duì)該設(shè)備控制系統(tǒng)硬 件和軟件設(shè)計(jì)相對(duì)要求也較高，必須綜合考慮上述因素，采取必要的設(shè)計(jì)措施， 才能滿(mǎn)足高等級(jí)公路施工的要求。 它按照實(shí)際施工的需要，將粒料(又稱(chēng)骨料)、粉料、瀝青等筑路材料按一 定的比例在一定的溫度下攪拌均勻. [1]。瀝青混合料攪拌設(shè)備是瀝青路面施工的 關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能直接影響到所鋪筑瀝青路面的質(zhì)量 [2]。瀝青混凝土攪拌 設(shè)備按生產(chǎn)方式不同分為連續(xù)式瀝青混凝土攪拌設(shè)備和間歇式瀝青混凝土攪拌 設(shè)備。間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備由于有振動(dòng)篩的“二次篩分"及電子稱(chēng)量系統(tǒng) 的“二次計(jì)量"，能更好的保證瀝青混合料的級(jí)配及油石比，因此在我國(guó)公路建 設(shè)及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，生產(chǎn)瀝青混合料時(shí)大都采用間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備。 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》明確要求瀝青混凝土攪拌設(shè)備必須配備打印機(jī)， 并實(shí)時(shí)打印相關(guān)數(shù)據(jù)，這對(duì)瀝青混合料質(zhì)量控制起到了重要的作用。但到目前 為止，除打印機(jī)外，國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口的瀝青混凝土攪拌設(shè)備都沒(méi)有實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)處 理分析及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這就使得瀝青混凝土攪拌設(shè)備拌合質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控十分困 難，某些情況下甚至嚴(yán)重影響了瀝青路面的路用性能。隨著我國(guó)水電建設(shè)的開(kāi) 發(fā)程度的提高，我國(guó)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到西部，水電站大都建在高山峽谷之中。 受地形地質(zhì)條件的限制，攔河大壩主要采用面板堆石壩、碾壓混凝土壩和拱壩， 三種壩型各具特點(diǎn)，已基本形成三分天下的格局 [3]。 2 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 瀝青混凝土攪拌設(shè)備在道路工程中應(yīng)用有著悠久的歷史，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展， 工藝日趨成熟，設(shè)備的主要構(gòu)成已基本定型，特別是隨著電子技術(shù)的日益完善 以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的提高，已經(jīng)達(dá)到很高的技術(shù)水平。我國(guó)的瀝 青混凝土攪拌設(shè)備的研究起步較晚，但發(fā)展較快，一些企業(yè)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外的先 進(jìn)技術(shù)使自身的研制水平得到很大的提高。西筑、遼筑、雪桃、徐工、錫通、 陸德等一批優(yōu)秀企業(yè)相繼研制開(kāi)發(fā)了 5000 型瀝青混凝土攪拌設(shè)備，國(guó)內(nèi)的設(shè)備 制造商也已多達(dá) 60 多家，初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?。一些大中型企業(yè)不但面向眼 前的市場(chǎng)需要，更看重中遠(yuǎn)目標(biāo)的需求，有遠(yuǎn)見(jiàn)的走上了自主開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的道 路。與此同時(shí)，國(guó)外的一些知名品牌的瀝青混凝土攪拌設(shè)備制造企業(yè)也紛紛進(jìn) 入中國(guó)，德國(guó)的邊寧荷夫、阿曼(AMMANN)，英國(guó)的 GENC OR 和日本的日工 (NⅡⅨO)等公司，都己在中國(guó)設(shè)立了辦事處。意大利的瑪連尼(Marini)、新加 坡的林泰格、加拿大的加隆(CA．LoNG)和香港的德基已經(jīng)在國(guó)內(nèi)建廠，就地制 造和銷(xiāo)售瀝青混凝土攪拌設(shè)備。目前我國(guó)大中型水電站建設(shè)對(duì)混凝土施工機(jī)械 的要求很高，基本是大方量、高強(qiáng)度并能生產(chǎn)多品種的混凝土攪拌樓，因此混 凝土攪拌樓的規(guī)模正向大型甚至超大型化方向發(fā)展。一般大中型水電站建設(shè)要 求單座樓的生產(chǎn)率為 110--一 240m3／h，配備的攪拌樓型號(hào)大多為自落式的 3x1．5m3、4x3m3、4x4．5m3 和強(qiáng)制式的 2×1．5m3、x3m3、2x4m3 及 2×6m3； 選用的攪拌機(jī)也在向大容量方向發(fā)展，從 1．5m3 擴(kuò)大到 6m3。當(dāng)然，各種骨料、 粉料、砂及外加劑的稱(chēng)量值也相應(yīng)增大，以滿(mǎn)足整機(jī)生產(chǎn)率的要求。現(xiàn)在國(guó)內(nèi) 所使用現(xiàn)代化的攪拌設(shè)備絕大部分已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。大中型水電站建設(shè)，對(duì)水工 混凝土的質(zhì)量要求也很高，除常態(tài)常溫的混凝土外，還需要預(yù)冷混凝土、碾壓 混凝土等口羽口 9。。碾壓混凝土(RCC)筑壩新工藝近幾年在我國(guó)水電站施工中 得到廣泛應(yīng)用。碾壓混凝土筑壩溫控措施簡(jiǎn)單、水泥用量小，通過(guò)機(jī)械設(shè)備可 實(shí)現(xiàn)快速施工，大大縮短了水電站建設(shè)工期，節(jié)約了投資。本文所研究的連續(xù) 式攪拌設(shè)備就是為了滿(mǎn)足碾壓混凝土筑壩高速、連續(xù)、大強(qiáng)度特點(diǎn)的需要。 1.3 主要研究?jī)?nèi)容 瀝青混合料攪拌設(shè)備作為瀝青路面機(jī)械化施工的關(guān)鍵設(shè)備，已經(jīng)被我國(guó)公 3 路建設(shè)部門(mén)所廣泛采用。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)主要都是引進(jìn)、消化和吸收國(guó)外的先進(jìn) 攪拌設(shè)備技術(shù)，如徐工科技引進(jìn)的是英國(guó) ACP 公司技術(shù)、西安筑路引進(jìn)的是英 國(guó) Parker 公司和德國(guó) Benninghoven 公司技術(shù)、南方路機(jī)則吸收了意大利和韓 國(guó)的技術(shù)。對(duì)于這些引進(jìn)開(kāi)發(fā)的攪拌設(shè)備以及已有的攪拌設(shè)備，其產(chǎn)品技術(shù)性 能以及質(zhì)量水平如何，都需要進(jìn)行正確的判斷，而判斷所依據(jù)的手段和方法， 就是產(chǎn)品的性能評(píng)價(jià)。一個(gè)優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計(jì)離不開(kāi)好的設(shè)計(jì)方法，也離不開(kāi)對(duì) 產(chǎn)品性能的正確評(píng)價(jià)?？陀^、真實(shí)、科學(xué)地評(píng)價(jià)攪拌設(shè)備產(chǎn)品的技術(shù)與質(zhì)量水 平，不僅是正確認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)國(guó)產(chǎn)攪拌設(shè)備產(chǎn)品的技術(shù)性能水平，幫助企業(yè)提升 產(chǎn)品性能和質(zhì)量、增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需要，也是加強(qiáng)產(chǎn)品使用、管理和維 修水平的重要手段。本文主要是想設(shè)計(jì)一種雙軸式的攪拌系統(tǒng)，是攪拌更合理。 4 第二章 雙軸式瀝青混凝土攪拌系統(tǒng)總體方案的分析 2.1 攪拌系統(tǒng)的介紹 長(zhǎng)期以來(lái)，均勻度是我國(guó)衡量混合料攪拌質(zhì)量的主要指標(biāo)，這種規(guī)定是傳 統(tǒng)概念的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的攪拌理論認(rèn)為，攪拌的主要任務(wù)是達(dá)到規(guī)定的均勻度。 因此，各式各樣的攪拌機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，主要作用是使物料產(chǎn)生剪切、對(duì)流及擴(kuò) 散的循環(huán)流動(dòng)，在物料位置的頻繁遷移中達(dá)到各組分的均勻分布。為了獲得均 勻的混合料，必須研究混凝土形成過(guò)程中物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究攪拌機(jī)工作機(jī) 構(gòu)與混合料間相互作用的關(guān)系。混凝土攪拌過(guò)程中伴隨著拌和與分離同時(shí)存在 的兩種現(xiàn)象，是一動(dòng)態(tài)的發(fā)展和變化過(guò)程，這可用曲線來(lái)定性地描述，如下圖 所示。 圖 1 開(kāi)始階段的拌和主要是靠物料的循環(huán)流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)(I 段)。此時(shí)攪拌過(guò)程在 宏觀水平進(jìn)行。組分間的相界面小，因此各組分間的擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯，分離現(xiàn) 象的影響也較小，攪拌過(guò)程的發(fā)展速度主要取決于攪拌機(jī)中物流的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。 5 混凝土是重要的建筑材料 提高攪拌質(zhì)量至為重要 為此 我國(guó)制定了混凝土 攪拌機(jī)等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將攪拌性能作為攪拌機(jī)性能評(píng)價(jià)的首要指標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 攪 拌機(jī)的攪拌性能以混凝土拌合物的勻質(zhì)性來(lái)評(píng)定 即以同一罐不同部位的混凝土 拌合物中砂漿密度的相對(duì)誤差和單位體積混凝土拌和物中粗骨料質(zhì)量的相對(duì)誤 差作為評(píng)定指標(biāo)。 混凝土拌合物中砂漿密度按下式計(jì)算： （1） 2.2 攪拌系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或生產(chǎn)要求，給出攪拌的均勻度指標(biāo)。若在攪拌室內(nèi)不同方位 達(dá)到給定均勻度的攪拌時(shí)間是相近的，那么這種攪拌機(jī)械不僅可保證攪拌質(zhì)量， 而且攪拌時(shí)間將最短，攪拌效率高。用數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)表達(dá)： （2） 攪拌過(guò)程的模型化，為參數(shù)的優(yōu)化提供了理論依據(jù)，并得到了攪拌機(jī)械工 作參數(shù)與幾何參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。但由于攪拌過(guò)程的復(fù)雜性，不可能采用常 規(guī)的機(jī)械工程優(yōu)化方法，必須依靠試驗(yàn)研究來(lái)優(yōu)化并確定其參數(shù)。在圓柱空間 坐標(biāo)系（x 、y、z）中，在不同的攪拌時(shí)間，按三維坐標(biāo)方向測(cè)攪拌的均勻度 就可知道，在所有方向都達(dá)到給定均勻度的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，在 個(gè)方向同時(shí)達(dá) 到給定均勻度指標(biāo)是不可能的，總有先有后。應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，朝著優(yōu)化目標(biāo) 調(diào)整結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的參數(shù)，使得能夠在攪拌室內(nèi)所有方向都同時(shí)達(dá)到給定均勻度。 以立式單軸強(qiáng)制攪拌機(jī)為例，見(jiàn)圖 。設(shè)攪拌室工作容積為 ，圓柱殼體的 內(nèi)壁半徑為 ，安裝葉片的旋轉(zhuǎn)軸半徑為 ，取空間圓柱坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn) 在 底面圓心處， 軸與圓柱殼體的幾何軸線重合，方向向上，則攪拌室工作腔的數(shù) 學(xué)描述為： 6 試驗(yàn)的簡(jiǎn)單作法是，在 3 個(gè)坐標(biāo)方向按極限分布加料，在不同的攪拌時(shí)間 測(cè)相應(yīng)的均勻度，就可發(fā)現(xiàn)難以達(dá)到均勻的方向和原因。攪拌水泥混凝土，可 按三種不同的方式布料： （1） 分層布料。將砂、水泥、石子分成 3 層，按層撒布，最后加水?dāng)嚢琛?（2）按圓環(huán)形撒布。 （3）按扇形撒布。 按照這種試驗(yàn)方法，對(duì)不同攪拌機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)和改進(jìn)，就可得到較優(yōu)的結(jié) 構(gòu)和參數(shù)。按仿真設(shè)計(jì)理論 ，推廣樣機(jī)或模型的試驗(yàn)結(jié)果，可使要設(shè)計(jì)的機(jī)械 達(dá)到與試驗(yàn)樣機(jī)或模型相同的攪拌效果，保證兩者在攪拌過(guò)程中混合料均勻度 的變化場(chǎng)完全相似。攪拌機(jī)的圓筒形結(jié)構(gòu)存在速度梯度問(wèn)題 [4]，徑向尺寸越大， 這一問(wèn)題越嚴(yán)重；而立軸式攪拌機(jī)在高度方向除葉片形成的翻拌作用外，由物 料重力形成的下落運(yùn)動(dòng)也較強(qiáng)，但高度太低。這是造成沿高度方向混合料很快 均勻而徑向卻相對(duì)很慢的主要原因。轉(zhuǎn)速的選擇與攪拌機(jī)類(lèi)型有關(guān)。由于工作 原理的不同，自落式攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速與同容量的強(qiáng)制式肯定不同。另外， 由于工 作過(guò)程的差異， 類(lèi)型相同而結(jié)構(gòu)不同的攪拌裝置的轉(zhuǎn)速也必然不同。對(duì)于目前 最常用的雙臥軸攪拌機(jī)來(lái)說(shuō)，它的轉(zhuǎn)速與拌筒長(zhǎng)寬比、 攪拌臂排列形式 （包 括單軸相位與排列、 雙軸相位與排列） 、 攪拌葉片安裝角、 攪拌葉片數(shù)量 等參數(shù)有關(guān) [5]。 長(zhǎng)寬比是攪拌機(jī)的基本幾何參數(shù)， 是設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)需要選定的首要參數(shù)，其取值 合理與否直接決定著攪拌質(zhì)量和攪拌效率。 由于攪拌過(guò)程的復(fù)雜性， 長(zhǎng)期以 來(lái)國(guó)內(nèi)外都難以定量化，也無(wú)法仿真模擬和采用機(jī)械工程的常用方法來(lái)優(yōu)化 [6]. 人們?cè)谶x定長(zhǎng)寬比時(shí)就一直采用經(jīng)驗(yàn)值， 缺乏令人信服的依據(jù)。雙臥軸攪拌機(jī) 是國(guó)內(nèi)外廣泛使用的機(jī)型， 下圖為其幾何示意圖。目前， 它的拌筒長(zhǎng)寬比設(shè) 計(jì)有兩大類(lèi)： 7 圖 2 一類(lèi)是淺底窄長(zhǎng)形， 像日本的日工， 其長(zhǎng)寬比值為 1.05—1.2， 長(zhǎng)徑比為 2 左右； 另一類(lèi)是深底寬短形，如德國(guó)的 BHS 公司和我國(guó)的大多數(shù)廠家， 長(zhǎng)寬比值為 0.7—0.9， 長(zhǎng)徑比值為 1.2—1.4。 由此，攪拌系統(tǒng)長(zhǎng)寬比的原則如下： （1） 攪拌機(jī)參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)是 ，這也是評(píng)判長(zhǎng)寬比 值選擇合理與否的原則。 （2） 長(zhǎng)寬比的值與攪拌機(jī)類(lèi)型、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)、 結(jié)構(gòu)參數(shù)均有關(guān)，應(yīng)綜合 考慮各因素對(duì)攪拌質(zhì)量和攪拌效率的影響。 對(duì)每一種機(jī)型， 長(zhǎng)寬比的選 擇應(yīng)按照優(yōu)化目標(biāo)的要求， 通過(guò)多因素正交試驗(yàn)研究來(lái)確定。 （3） 理論分析與試驗(yàn)研究表明， 對(duì)目前國(guó)內(nèi)外普遍使用的雙臥軸攪拌機(jī)， 它的長(zhǎng)寬比的選擇范圍為 0.7—1.3，推薦使用值為小于 1。 2.3 攪拌功率的計(jì)算 攪拌機(jī)有各式各樣的類(lèi)型 但從定性分析和參數(shù)選擇來(lái)看 卻有許多共同之 處 它們都有物理的 運(yùn)動(dòng)的和幾何的 3 組基本參數(shù)，下面以振動(dòng)攪拌機(jī)為例來(lái) 論述。振動(dòng)機(jī)構(gòu) 攪拌工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和幾何參數(shù)影響攪拌過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性。 此時(shí)，不同工作機(jī)構(gòu) 振動(dòng)機(jī)構(gòu)與混凝土作用原理是不同的。若首先保證混合物 在宏觀上層流的對(duì)流移動(dòng)，那么第二位的任務(wù)就是在混合物結(jié)構(gòu)，流變特性極 大變化狀態(tài)下，保證在微觀上的擴(kuò)散混合，這樣的分析，揭示了攪拌過(guò)程的物 理本質(zhì)，便可簡(jiǎn)化準(zhǔn)則方程式。攪拌功率主要分為驅(qū)動(dòng)葉漿軸的功率 N2和振動(dòng) 8 功率 N1。 總的功率 N= N2+ N1 （3） 第三章 攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 攪拌系統(tǒng)簡(jiǎn)介 該系統(tǒng)的組成如圖 l 所示 系統(tǒng)后 方配上一臺(tái) 1 ． 5～ 2 ． 5 m 左右 的裝載機(jī) 裝料 。由于 目前工地大多使用袋裝 水 泥 故水泥的上料暫采 用 人工加料 方 式。該攪拌 系統(tǒng)可由 l～ 2 人操作 。 圖 3 攪拌系統(tǒng)主視圖 后方儲(chǔ)料系統(tǒng)由三個(gè)儲(chǔ)料斗按 L 型布置 ， 骨料按粗骨料 、中骨料、細(xì) 骨料順 序儲(chǔ)裝。如施工中采用一級(jí)配時(shí)，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 、也可只用二個(gè)儲(chǔ)料 斗成一字形布置方式 ( 省去側(cè)斗)。儲(chǔ)料系統(tǒng)主要的性能指標(biāo)是一次裝料 9 量．即裝料量越大越好在施工中除了合理的布置結(jié)構(gòu)外、有時(shí)可采用填高上料 臺(tái)的方法。 3.2 攪拌系統(tǒng)的特點(diǎn)分析 3.2.1 混凝土的特點(diǎn) 碾壓混凝土筑壩技術(shù)的基本特點(diǎn)是：使用硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)摻和料、 水、外加劑、砂和分級(jí)控制的粗骨料拌制成無(wú)塌落度的干硬性混凝土，采用與 土石壩施工相同的運(yùn)輸及鋪筑設(shè)備，用振動(dòng)碾分層壓實(shí)。碾壓混凝土 [7]壩既具 有混凝土體積小、強(qiáng)度高、防滲性能好、壩身可溢流等特點(diǎn)，又具有土石壩施 工程序簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)、可使用大型通用機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)，是快速建壩的有效途 徑，目前己在國(guó)內(nèi)外混凝土筑壩技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，特別是近幾年來(lái)，碾壓 混凝土筑壩技術(shù)在我國(guó)得到了飛速發(fā)展。 3.2.2 攪拌生產(chǎn)設(shè)備 混凝土生產(chǎn)設(shè)備按采用的攪拌主機(jī)的工藝特征又可分為自落式和強(qiáng)制式兩 大類(lèi)。自落式攪拌設(shè)備由于攪拌質(zhì)量難以保證，已逐步退出市場(chǎng)，取而代之的 是強(qiáng)制式攪拌設(shè)備，攪拌劇烈，攪拌時(shí)間短，攪拌質(zhì)量好而得到廣泛應(yīng)用。按 攪拌過(guò)程的生產(chǎn)方式分為周期式和連續(xù)式兩大類(lèi)。周期式攪拌設(shè)備從進(jìn)料、攪 拌到出料都是分機(jī)進(jìn)行的。稱(chēng)量，配料的精度都比較高。連續(xù)式攪拌設(shè)備是進(jìn) 料、攪拌、出料過(guò)程都是連續(xù)進(jìn)行的。因此對(duì)其必須配置精確的電子配料裝置， 才能生產(chǎn)出合格的混凝土。 由特大石、大石、中石、小石、砂組成骨料配料系統(tǒng)，由水泥、煤灰組成 的粉料配料系統(tǒng)；水、外加劑 l(減水劑)、外加劑 2(引氣劑)組成的液體料配料 系統(tǒng)；經(jīng)配料系統(tǒng)配置好的各種物料進(jìn)入攪拌機(jī)攪拌，經(jīng)攪拌形成的混凝土進(jìn) 入出料斗，由輸送裝置運(yùn)送相應(yīng)的地點(diǎn)。其工藝流程為貯料專(zhuān)投料一配料專(zhuān)運(yùn) 料一攪拌一出料一條龍。碾壓混凝土的生產(chǎn)工藝也一樣?；炷辽a(chǎn)工藝見(jiàn)下 圖。 10 圖 4 3.3 攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 由于連續(xù)式攪拌設(shè)備的攪拌時(shí)間短，生產(chǎn)的混凝土成熟度不夠，外觀和工 作性能較差。為延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，有的采用兩級(jí)攪拌，有的采用預(yù)拌砂漿。采用 兩級(jí)攪拌或采用預(yù)拌砂漿，這兩種方案既使攪拌設(shè)備復(fù)雜化，又增加了設(shè)備成 本，與連續(xù)式簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)相悖。為解決連續(xù)式攪拌設(shè)備攪拌時(shí)間短導(dǎo)致混 凝土質(zhì)量差的問(wèn)題，本課題決定不采用預(yù)攪拌，骨料、水泥、煤灰、水、外加 劑同時(shí)進(jìn)料，一次攪拌，為延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，攪拌機(jī)采用細(xì)長(zhǎng)型，以保證混凝土 攪拌質(zhì)量。下面從攪拌的開(kāi)始逐步研究。 3.3.1 攪拌的實(shí)質(zhì)分析 混合是通過(guò)攪拌把各組分的物料充分地分散，得到各組分濃度均勻的混合 物。在攪拌過(guò)程中，粒子群內(nèi)的不同組分的速度分布不同，各粒子相互滑動(dòng)或 碰撞，形成剪切混合。剪切混合作用對(duì)象主要是粉體的凝集團(tuán)。混合料中的水 泥、煤灰與水接觸后，因其表面積大，液體的表面張力大，粉體的附著性大， 易凝集，非常容易聚成小團(tuán)粒。在攪拌葉漿端部與機(jī)殼壁面之間的間隙小的部 位，剪切力、壓縮力使得粉體團(tuán)顆粒碎裂，保證了粉狀物料在混合物中的分布 11 更均勻 [8]。 離析是混合的逆過(guò)程，妨礙混合進(jìn)行完全，可以使已混合好的混合物重新 分層、凝集。物料組分的固粒物性以及攪拌方式、攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)都影響攪拌過(guò) 程的混合和離析的程度。 固粒物性包括：粒徑及其分布(級(jí)配)、形狀(針片狀比)、密度、凝集性、 流動(dòng)性等?；旌狭现械母鹘M分的粒徑差、密度差越大、針片狀比越大，混合越 難，離析越容易。工程中常用的水泥混凝土、瀝青混凝土有較多比例的粉體 [9]， 粒徑差異非常大，混合過(guò)程是十分困難的．對(duì)其混合物均勻程度指標(biāo)的測(cè)定和 評(píng)估又相當(dāng)簡(jiǎn)易，使得長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)攪拌設(shè)備的評(píng)價(jià)和選型 [10]、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)處于 比較盲目的狀態(tài)陽(yáng)。 3.4 本章小結(jié) 本章為連續(xù)式碾壓混凝土攪拌設(shè)備方案設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了配料方案和攪拌 機(jī)案。首先介紹了碾壓混凝土生產(chǎn)的特點(diǎn)和混凝土攪拌設(shè)備的基本概念 [11]，分 析比了間歇式與連續(xù)式碾壓混凝土攪拌設(shè)備的特點(diǎn)；接著對(duì)連續(xù)式攪拌設(shè)備三 種配方案進(jìn)行了詳細(xì)分析，在分析比較皮帶秤體積連續(xù)配料、皮帶秤重量連續(xù) 配料減量秤重量連續(xù)配料的基礎(chǔ)上，提出了采用皮帶秤重量連續(xù)重量配料 [12]是 最優(yōu)方的觀點(diǎn)，并介紹了皮帶稱(chēng)重量法連續(xù)配料方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化；通過(guò)分析混 凝土攪實(shí)質(zhì)和連續(xù)攪拌機(jī)的特點(diǎn)，對(duì)解決攪拌時(shí)間短的問(wèn)題提出了解決方案 [13]， 并詳細(xì)紹了連續(xù)混凝土攪拌機(jī)設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化措施；最后介紹了連續(xù)式碾壓混 凝土攪設(shè)備的總體方案設(shè)計(jì)。 12 第四章 攪拌系統(tǒng)內(nèi)部零件的強(qiáng)度校核 4.1 軸承的校核 軸承壽命及最大接觸應(yīng)力校核軸承設(shè)計(jì)參數(shù)為:內(nèi)徑 d = 2 142 . 344 mm; 外徑 D = 2 496 mm;球組節(jié)圓直徑 Dpw = 2 360 mm;內(nèi)圈溝曲率半徑 r i = 21 . 67 mm;外圈溝曲率半徑 r e = 22 . 29 mm;鋼球直徑 Dw = 41 . 275 mm;接觸 角 α= 45;鋼球數(shù)目 Z = 142。材料為 42Cr Mo 鋼。 4.1.1 鋼球最大載荷 軸向力偏心距為:e =M／Fa= 1 025 mm,又有 2e／D pw= 0 . 868 6（根據(jù) 2e／D pw值查表利用插值法求得） 。 載荷分布有關(guān)參數(shù)值為: ε 1 = 0 . 77，ε 2 = 0 . 23;J (ε 1 ) = 0 . 357 3, J (ε 2 ) = 0 . 183 4;JM (ε 1 ) = 0 . 254 6, JM (ε 2 ) = 0 . 169 1;J (ε 1 ,ε 2 ) = 0 . 326 5, JM (ε 1 ,ε 2 ) = 0 . 282 8。式中:ε 1 ,ε 2 分別為主、 輔溝 道的載荷分布范圍參數(shù); J (ε 1 ) , J (ε 2 )分別為鋼球在主、 輔溝道內(nèi) 的載荷積分; JM (ε 1 ) , JM (ε 2 )分別為鋼球在主、 輔溝道內(nèi)的力矩積 分; J (ε 1 ,ε 2 ) , JM (ε 1 ,ε 2 )分別為鋼球載荷和力矩分布積分。 13 主溝道上鋼球的最大載荷 Q1max 為: Q1max =Fa／Z sinα+（M／Dpw Z sinα·）×2 [1 - J (ε 1 ,ε 2 ) ]／JM (ε 1 ,ε 2 )+2 . 5Fr／Z cosα (4) 將各參數(shù)代入 (1)式得:Q1max = 14 . 6 kN。輔溝道上鋼球的最大載荷 Q2max 為: Q2max =M／Dpw Z sinα×2 [ (ε 2ε 1) 1 . 5+ J (ε 1 ,ε 2 ) ]／JM (ε 1 ,ε 2 )－Fa／Z sinα+2 . 5Fr／Z cosα (5) 將各參數(shù)代入 (2)式得:Q2max = 4 . 41 kN。 4.1.2 鋼球當(dāng)量載荷 主溝道鋼球當(dāng)量載荷為: Qe1 = Q∫ 1= J (ε 1 ) Q1max = 5 . 217 kN。 （6） 輔溝道鋼球當(dāng)量載荷為: Qe≠ =Q∫ ≠ = J (ε 2 ) Q2max = 0 . 809 kN。 （7） 4.1.3 壽命計(jì)算 軸承的壽命為: L10 = [ (Le110 )- 10 /9+ (Le210 )- 10 /9+ (Li110 )- 10 /9+ (Li210 )- 10 /9]- 0 . 9, （8） Le110 = (Qce／Q e1)3, L∫1 10 = (Qc∫ ／Q ∫ 1)3, Le≠ 10 = (Qce／Q e≠ )3 （9） L∫≠ 10 = (Qc∫ ／Q ∫ ≠ )3 經(jīng)計(jì)算得: L10 = 6 . 13 × 10 6r。 該軸承按所要求的 20 年使用壽命計(jì)算,將其換算成轉(zhuǎn)數(shù)為: L = 1 . 05 × 106r。 顯然, L10 >L,所以軸承設(shè)計(jì)壽命滿(mǎn)足使用要求。 4.1.4 最大接觸應(yīng)力 額定載荷系數(shù) γ [14]為: 14 γ=D w cosα／D pw= 0 . 012。 內(nèi)溝道主曲率和函數(shù) ∑ ρ i 為: ∑ ρ i = 1／Dw×{4 -1／fi+ 2 γ／(1 - γ )= 0 . 051。 內(nèi)溝道主曲率差函數(shù) F (ρ i)為: F (ρ i) =0 . 91。 外溝道主曲率和函數(shù) ∑ ρ e 為: ∑ ρ e= 1／Dw×{4 -1／fe+ 2 γ／(1 - γ )= 0 . 051。 外溝道主曲率差函數(shù) F (ρe )為: F (ρe )=0.861 軸承的最大接觸應(yīng)力為: σmax = 1 . 5／（πe a eb）[(∑ ρ) 2Qmax]1／3 （10） 將相關(guān)參數(shù)值代入 (5)式得: σ1 imax = 1 976 . 9 MPa,σ2 imax = 1 326 . 4 MPa, σ1emax = 2 093 . 2MPa,σ2emax = 1 404 . 5MPa。 式中:σ1 imax ,σ2 imax ,σ1emax ,σ2emax 分別為主溝道內(nèi)圈、輔溝道內(nèi) 圈、 主溝道外圈和輔溝道外圈的最大接觸應(yīng)力。綜上比較可得,軸承的最大接 觸應(yīng)力在主溝道外圈上。該軸承用 42Cr Mo 鋼的最大許用接觸應(yīng)力 [σmax ] = 3 . 85 GPa,軸承靜載荷安全系數(shù) fs = ([σmax ]／σmax) 3= 6 . 22 > 1 . 75,軸承安全。 4.2 螺栓強(qiáng)度校核 螺栓材料選用 45 #鋼,調(diào)質(zhì)后屈服極限 σT =640MPa,對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞極限 σ- 1 = 307MPa。受載最大螺栓上工作載荷 PL max 為:PL max =4M／d 1 n-Fa／n= 5 . 018 kN。 式中: d1 為內(nèi)圈安裝孔直徑; n 為安裝孔個(gè)數(shù)。螺栓預(yù)緊力 Py 為: Py = Ky PL max (1 - x) = 7 . 527 kN。 （11） 式中: Ky 為連接面緊密性安全系數(shù),取 Ky = 2; x 為 相對(duì)剛度系數(shù), x = 0 . 25。 螺栓小徑截面 A1 為: 15 A1 = 338 . 22 mm2。 則,螺栓預(yù)緊應(yīng)力 σy 為: σy =P y／A 1= 22 . 253MPa。 應(yīng)力比值 σ y／σ T= 0 . 035。 螺栓上最大許用計(jì)算載荷 P j為: Pj = Py + xPL max = 8 . 782 kN。 （12） 螺栓小徑斷面拉應(yīng)力 σ 1為: σ 1 =Pj／ A1= 25 . 96MPa。 預(yù)緊時(shí)螺紋上的摩擦力矩 M p為: Mp≈0 . 12P y dn = 21 . 677 76 N·m。 式中: d n為螺栓公稱(chēng)直徑。 螺栓小徑斷面切應(yīng)力 τ 1為: τ 1 =Mp0 . 2d1／3 = 12 . 128MPa。 式中: d ′ 1為螺栓小徑。 螺栓承受拉扭組合力,根據(jù)第四強(qiáng)度理論,螺紋根部的最大合成應(yīng)力 σ 1 s為: σ 1 s = σ 21 + 3τ 1 2 = 33 . 394MPa。 （13） 塑性變形安全系數(shù) n T為: nT =σ T／σ 1 s= 19 . 165 > 1 . 2,可用。 螺栓所受的循環(huán)應(yīng)力 σa 為: σ a =xPL max／2A 1= 1 . 855MPa。 （14） 4.3 軸的校核 如下圖所示是攪拌系統(tǒng)的主軸。 16 圖 5 1) 判斷危險(xiǎn)截面 截面 A,Ⅱ,Ⅲ,B 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的 應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為 寬裕地確定的，所以截面 A,Ⅱ,Ⅲ,B 均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅳ和Ⅴ處過(guò)盈配合引起的應(yīng) 力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面 C 上 Mca1 最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集 中的影響和截面Ⅳ的相近，但截面Ⅴ不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故 不必作強(qiáng)度校核。截面 C 上雖然 Mca1 最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及 鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面 C 也不 必校核。截面Ⅵ和Ⅶ顯然更不必校核。鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的 小，因而該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)即可。 2) 截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) （15） 17 抗扭截面系數(shù) （16） 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩 M 為 （17） 截面Ⅳ上的扭矩 T3 為 T3=960000 N·mm 截面上的彎曲應(yīng)力 （18） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （19） 軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由軸常用材料性能表查得 σB=640MPa，σ-1＝275MPa，τ-1=155MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ασ 及 ατ 按手冊(cè)查取。 因 ， ，經(jīng)插值后可查得 ， 又由手冊(cè)可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ＝1.82 （20） （21） 由手冊(cè)得尺寸系數(shù) ；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。 18 軸按磨削加工，由手冊(cè)得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則按手冊(cè)得綜合系數(shù)為 （22） （23） 又由手冊(cè)得材料特性系數(shù) ψσ=0.1~0.2, 取 ψσ=0.1 ψτ=0.05~0.1, 取 ψτ=0.05 于是，計(jì)算安全系數(shù) Sca 值，按公式則得 （24） （25） （26） 故可知其安全。 3) 截面Ⅳ右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W 按表中的公式計(jì)算： 19 （27） 抗扭截面系數(shù) WT 為： （28） 彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 ： 扭矩 T3 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 T3=960000 N·mm （29 ） 過(guò)盈配合處的 kσ/εσ 值，由手冊(cè)用插入法求出，并取 kτ/ετ=0.8kσ/εσ，于是得 ， 軸按磨削加工，由手冊(cè)得表面質(zhì)量系數(shù)為： 故得綜合系數(shù)為： 20 所以軸在截面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為： 4.4 齒輪強(qiáng)的校核 如下圖所示是系統(tǒng)的齒輪 圖 6 1.齒輪得材料及熱處理方法 小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 260HBS。大齒輪選用 45 鋼，調(diào) 質(zhì)處理，齒面硬度 220HBS，HBS 1-HBS2=260-220=40,合適。 查得 σ Flim1=240Mpa, σ Flim2=240Mpa,SF=1.3 21 故[σ F1]= = =129MpaFS1lim 7.0?3.2407? [σ F2]= = =195MpaF2li ..95 粗選 8 級(jí)精度 取小齒輪齒數(shù) Z1=17，則大齒輪 Z2=17×2.673=45.441，取 Z2=46，實(shí)際傳 動(dòng)比 i = =2.706，與要求相差不大，可用。746 2.齒輪疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查表，取載荷系數(shù) K=1.1，推薦齒寬系數(shù) Ψ R=0.25—0.3,取 Ψ R=0.3。 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 T1= = =1.7297×105N·mm （30）13095nP?3.2856095? 小齒輪齒數(shù) Z1=17 大齒輪齒數(shù) Z2=46 （1）計(jì)算分度圓錐角 δ 1=arctan = arctan =69.72° （31）21467 δ 2=90°-δ 1=90°-69.72°=20.28° （32） （2）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) Zv1= = =18.12 1cos??28.07 （33） Zv2= = =132.71 2cos??7.694 （34） （3）計(jì)算模數(shù) 查的 YF1=3.02, YF2=2.16 22 因?yàn)?= =0.023， = =0.011][1FY?290.3][2FY?1956. ＞ ，故將 代入計(jì)算。][1F]2][1F mm≥ = =3.43 ][)5.0(421213FRFZuYKT????12973.0167. ).5(2943 ???? （35） （4）計(jì)算大端模數(shù) m = = =4.04R?5.01?3.0 4? 查表取 m=4.5 （5）計(jì)算分度圓直徑 d1=mZ1=4.5×17=76.50mm d2=mZ2=4.5×46=207.00mm (6)計(jì)算外距 R= = =109.16mm12?uZm1673.25.4?? (7)計(jì)算齒寬 b=Ψ RR=0.3×109.16=32.75mm 取 b1=b2=35mm (8)計(jì)算齒輪的圓周速度 齒寬中點(diǎn)處直徑 dm1=d1(1-Ψ R)=76.50×(1-0.5×0.3)=65.025mm 當(dāng)量齒數(shù) Zv1=18.12 Zv2=132.71 模數(shù) mm=3.43 大端模數(shù) m=4.5 分度圓直徑 d1=76.50mm 23 d2=207.00mm 齒寬 b1=b2=35mm 則圓周速度 v = = =1.10m/s106?ndm?1063.25.? 由表可知，選擇 8 級(jí)精度合適。 3.驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度 σ F1= = =95.38Mpa 12ZbmYKTF175.4302.329.?? （36） [σ F1]=129Mpa, σ F1＜[σ F1]，故安全。 4.5 本章小結(jié) 瀝青混合料攪拌設(shè)備是瀝青路面機(jī)械化施工的關(guān)鍵設(shè)備和大型設(shè)備，其性 能直接決定著瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，影響著所鋪筑路面的施工質(zhì)量和 速度。開(kāi)展瀝青混合料攪拌設(shè)備性能評(píng)價(jià)研究，對(duì)從量化理性的角度正確認(rèn)識(shí) 攪拌設(shè)備技術(shù)性能水平具有重要意義。由于攪拌設(shè)備區(qū)別與一般的工程機(jī)械產(chǎn) 品，其作業(yè)特點(diǎn)與要求都不盡相同，目前還沒(méi)有對(duì)攪拌設(shè)備性能的評(píng)價(jià)研究 [15]。 本文針對(duì)我國(guó)廣泛使用的間歇強(qiáng)制式瀝本章對(duì)混凝土攪拌系統(tǒng)的所有主要零件 [16]進(jìn)行了校核，這樣就能保證系統(tǒng)在工作中正常運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)校核所有零件都符合 設(shè)計(jì)的要求。 結(jié)論和展望 瀝青混凝土攪拌設(shè)備作為瀝青路面施工的關(guān)鍵設(shè)備，正在成為機(jī)電液信一 體化的現(xiàn)代施工設(shè)備。在瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量動(dòng)態(tài)管理的要求下，在自身的自 動(dòng)化控制日益進(jìn)步的同時(shí)，瀝青混凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)中的過(guò)程控制與遠(yuǎn)程集中 監(jiān)控的要求也越來(lái)越迫切。本文在對(duì)現(xiàn)有瀝青混凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程存在問(wèn) 題分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于 GPRS 技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，基本能夠?qū)崿F(xiàn)瀝青混 凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與動(dòng)態(tài)管理 [17]。所做的工作和取得的結(jié)論如 24 下： 1、分析了瀝青混凝±攪拌設(shè)備的構(gòu)造及生產(chǎn)過(guò)程，按照瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量動(dòng) 態(tài)管理的要求，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明 GPRS 技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，在理論上論證了將 GPRS 技術(shù)用于瀝青混凝土攪拌設(shè)備監(jiān)控的可行性，提出了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控加遠(yuǎn)程監(jiān)控的總 體設(shè)計(jì)方案。 2、利用模塊化設(shè)計(jì)的思想，在軟硬件兩方面設(shè)計(jì)了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?zé)o線終端，主要包 括 CPU 控制系統(tǒng)、GPRS 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) [18]、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分，完成 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鳌?3、按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的監(jiān)控中心，主要包括網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù) 庫(kù)管理系統(tǒng)兩個(gè)部分。其中，監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)終端的網(wǎng)絡(luò)通信采用 Soeket 通信 技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)終端連接 GPRS 網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用了動(dòng)態(tài)域名技術(shù)；數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)由 VB6．0 與 Mirco SQLServer 2000 聯(lián)合開(kāi)發(fā)。綜上所述，本文將 GPRS 技術(shù)用到 瀝青混凝土攪拌設(shè)備的監(jiān)控上，能夠解決瀝青混凝土攪拌設(shè)備工作環(huán)境偏遠(yuǎn)， 分散布局監(jiān)控和管理困難的問(wèn)題，對(duì)瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和質(zhì)量動(dòng)態(tài)管 理、節(jié)約成本、保證路面質(zhì)量上具有工程實(shí)用意義。由于個(gè)人時(shí)間及精力等原 因，本課題的研究還需要在以下幾個(gè)方面加以進(jìn)一步完整． 1．由于使用 GPRS 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性需要進(jìn)一步考證。 比如在安全性上 CDMA 技術(shù)要優(yōu)于 GPRS[19]，但由于其覆蓋范圍不如 GPRS 網(wǎng)絡(luò)， 所以本系統(tǒng)沒(méi)有采用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，可以考慮將雙網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)同時(shí)用 于監(jiān)控系統(tǒng)，或者采用更高速、更安全、范圍更廣泛的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。 2．本系統(tǒng)僅將重量數(shù)據(jù)作為監(jiān)控的范圍，而且考慮到實(shí)時(shí)性的要求，篩分所涉 及到的級(jí)配曲線等問(wèn)題由于需要生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)配合所以本系統(tǒng)沒(méi)有涉及，等 到自動(dòng)篩分性質(zhì)的裝置的研制，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，也可以將自動(dòng)控制或質(zhì) 量控制中所需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)擴(kuò)展入系統(tǒng) [20]。 3．從數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與高效性考慮，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)還不夠完善，監(jiān)控中心的設(shè)計(jì) 在據(jù)庫(kù)方面還有待改進(jìn)。瀝青混凝土攪拌設(shè)備在自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控等 [21]方面 涉及到多學(xué)科的融合，實(shí)現(xiàn)其智能化的方式還很多，發(fā)展空間還很大，需要我 們?nèi)ミM(jìn)一步探索。 25 參考文獻(xiàn) [1] 馮忠緒．混凝土攪拌理論與設(shè)備[M]．北京：人民交通出版社，2001。 [2] 王國(guó)安．瀝青混凝土攪拌設(shè)備的發(fā)展動(dòng)向、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和計(jì)算要點(diǎn)[J]．建設(shè) 機(jī)械．1994，(12)：30-34. 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