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德基机械微课堂
2021-11-13 来源:德基机械

间歇式沥青搅拌设备在我国公路建设中的作用已经被业界广泛认同。为保障良好的沥青混合料质量,间歇式设备与目前中国材料市场的现状非常契合,从而保证了中国公路建设又快又好的发展。

沥青混合料的质量与很多因素有关,本篇文章不谈其他许多因素的影响,着重分析一下沥青搅拌周期过程与质量、效率、能源消耗之间的关系。

沥青混合料产品质量是有质量标准要求的。为了达到这个产品质量,生产企业参考有关资料、实验数据等制定了生产工艺指导文件。从而保证了中国公路建设中合格的沥青混合料源源不断的供应到建设中。

在业内一般认知中,间歇式沥青搅拌设备的搅拌周期通常为45秒。虽然不是一个强制性标准,但是,也基本上引导了相关部门(工程设计、设备设计、监理等)成为遵守的依据。

搅拌周期包含了与之相关的各个工艺步骤,也可以说是一个搅拌时序。有些工序在时序上是重叠的,有些是独立的,独立的工序时序,在搅拌周期中是必须要保证的,因此它是限制搅拌周期缩短的主要因素。各个设备生产厂在设计产品时都在或多或少的通过分析时序图以及相关要素并延伸出去的工序来设计、优化、组织各自的产品。

下面通过模拟分析搅拌过程进行分析。混合料级配以标准工况为准。

搅拌周期中包含以下工序:

1.配料—6种骨料的顺序计量;3种粉料的顺序计量;沥青的计量;

2.各料仓数值稳定时间及开关门时间;

3.三个秤开门放料至空秤,关门信号发出时间;

4.搅拌---三种材料全部放到搅拌锅中后开始计时搅拌;

5.拌锅放料门开至拌锅放空,关门完成发信号的过程时间。

第1项配料中,粉料、沥青与骨料可以同时计量,也就是可以在时间上重叠。取其中最长的时间。从上面的分析和实际生产中可以看出,骨料量占级配的比例在90%以上,6种骨料计量时间最长。所以,每个生产企业都研发了不同的改进方案:一种是加大骨料仓门的面积。使放料速度加快,缩短各种骨料的计量时间。但是,随之而来的是骨料计量结束时的飞料误差很大。市场上现存设备所采取的措施就是不同的大小门方案。但是,要找出快速与误差最小的平衡点,还有一种方法就是多骨秤同时计量。相当于时间的重叠,也可以减少骨料计量时间。同样误差的处理也可以采取上述的方法或者是直接小门限定材料下落量。但是,后一种方法对于材料和级配允许的情况下的补料是比较难实现的。

对于双秤系统,德基独有的控制系统可以实现级配允许下的多秤补料控制。

德基机械DGLEAP控制系统操作界面

第2项,各种材料的计量都需要单独的计量秤,通过称量给控制系统反馈信号,实施开关门。这个过程需要时间,缩短开关门时间、缩短计量信号稳定时间、缩短计算机计算后发信号的传输时间是各个厂家都在研究的课题。也是计量准确性和稳定性的体现,各个厂家的控制系统专利也体现在这里。

第3项,各个门的动作速度是各种机械部件性能的体现,包括气缸、电磁阀、信号传感器的安装位置等。这里面涉及到设计人员选型时的思想、现场安装调试人员的技术水平和对工艺的理解程度。这个时间要达到理想的最短时间。

德基机械采用英国诺冠气动元件

第4项,搅拌时间。当所有材料放到拌锅中后,开始搅拌并计时,直到经验时间数据和实验结果告诉你已经搅拌均匀,达到沥青料的质量要求。这也是没有具体数值的时间项目。现在,基本上是遵循工程设计人员、监理的要求按照他们给出的时间去设定搅拌时间。一般实验室不去验证这个时间,而这个时间在实际生产循环中占的比重非常大。是否合理值得商榷。后面详细论述。

第5项,拌锅放料门开启关闭的过程时间。这与拌锅的设计有直接的关系,简单的说就是门的大小。但是,如何确定拌锅内的料已经放空,关系到循环时间,也是决定这个时间的关键。

通过上面的分析我们将一个沥青混合料的搅拌生产循环时序分析清楚了。

这个时序搞清楚后就可以有针对性的在结构设计、部件的选型、安装调试、生产工艺参数的设定中起到指导性作用,并又快又好的生产出沥青混合料。时间的缩短就可带来节能减排的效应。

搅拌时间是生产过程中必须要保证的。在机械结构设计上主要是搅拌锅、拌臂及搅拌叶片的设计,从现有拌锅的种类上看,拌臂、搅拌叶片的倾角、搅拌轴的转速、叶片的线速度都比较接近,这里就不在对比分析。对于搅拌锅的种类有两个流派:一个是专用于沥青混合料搅拌用的拌锅,另一个就是改良的水泥混凝土拌锅。沥青混合料搅拌锅主要体现在搅拌臂和叶片的数量上,最具代表性的就是早期的MARINI的小锅快拌。实际上,拌锅并不小,而快拌倒是他的特点。通过对两种拌锅进行比较后发现,水泥型拌锅与沥青型拌锅在拌臂数量上相差很多,在相同的搅拌时间内搅拌臂和叶片作用在搅拌锅内材料的次数就多了很多。不难理解,这种快拌模式下两种锅达到搅拌均匀所需的时间就会明显的缩短(就像搅拌一堆水泥,两个人、两把锹与一个人一把锹比较,哪个快显而易见),也有学者认为水泥锅叶片大,也会对搅拌均匀有利。各有各的特点吧!从能量守恒来分析,同规格的搅拌锅,从其实际能耗上看,快拌要大。这些能耗在短时间内消耗到材料在拌锅内的混合,换句话说就是相同时间内的产量会增加。生产率增加对于整机设备生产来说就是节约了能耗。

德基机械沥青搅拌设备搅拌锅

遗憾的是,业内生产管理中,认知的惯性造成了搅拌时间工艺参数的惯常要求,甚至有些工程项目的质量监理要求必须达到多少秒的搅拌时间,而不是以产品质量为标准。这是保守的体现。这种做法不利于设备技术创新,不利于市场竞争。

这是搅拌时间上的分析。对于搅拌锅门的设计,重点应该是考虑减少放空时间。对于放空时间,搅拌臂和叶片数量增加同样有利于缩短放空时间。

各种门的开关过程的运行速度受制于部件性能,在部件的选型上如何达到一个快速、稳定、长寿命的平衡点是设计人员最大限度的考虑缩短时间的出发点。

最后是安装调试。安装调试非常重要,调试工程师的专业水平直接影响生产工艺参数的设定,只有充分理解了各个生产工艺参数对缩短辅助生产时间的作用和搅拌锅特性后的科学设置,才能使生产设备发挥出应有的生产能力。而一个搅拌周期都是用秒来计算的。每缩短一秒,小时产量就会增加3%左右。综合能耗就有可观的降低。

以搅拌周期作为间歇式沥青搅拌设备的设计主线,通过分析其中的各种影响因素、相互关系并延伸开来,不断的分析研究,从逆向设计走向正向设计,是提高沥青搅拌设备生产效率的关键。

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廊坊德基机械科技有限公司(以下简称“德基机械”或“公司”)成立于2006年8月,位于廊坊市永清县工业园区,为香港主板上市公司德基科技(股票代码:01301.HK)的全资附属公司。德基机械是一家先进装备制造企业,专业从事沥青混合料搅拌设备的研发、设计和制造,专注于提供高端节能环保型全系列沥青混合料搅拌成套设备和废旧沥青混合料再生利用搅拌设备及服务。  德基机械为河北省高新技术企业,产品以高效、可靠、安全、环保赢得客户的普遍好评。公司先后通过ISO9001质量体系认证、ISO14001环境体系认证、OHSAS18001职业健康和安全管理体系,并于2008年取得俄罗斯联邦机械产品PCT认证,更于2009年在中国同行中率先获得欧盟CE认证。这些证书的取得,标志着德基机械产品质量已经达到国内,甚至欧洲和世界先进水平,同时为德基机械进入庞大的国际市场铺平了道路。公司同时也是多个行业协会的理事长单位,并连续七年获得「中国(本土)工程机械制造商50/30强」。德基机械定位为“科技创新型”企业,以技术创新和研发设计为企业核心,始终坚持技术领先一步的创新理念,以节能环保再生高效作为产品研发的导向。公司早于2003年自行研发生产4000型大型高档沥青混合料搅拌设备,并率先研发推出双滚筒再生搅拌设备,引领和推动了沥青混合料搅拌设备的技术进步和科技创新,打破了中国高端设备主要依靠进口的局面,而公司自行研发的“飞越智云远程服务系统”更是其技术创新的实力表现。德基机械研发能力雄厚,积极与中国科研机构合作,于2014年5月,与交通运输部公路科学研究院、河北清华发展研究院联合共建的“河北省沥青路面智能装备工程技术研究中心”正式纳入河北省科技平台建设计划,并于2016年10月顺利通过验收。  德基机械生产的沥青混合料搅拌设备,包括用于高速公路建设的4000型、5000型大型沥青混合料搅拌设备;用于市政建设、中等规模公路建设和维护的3000型沥青混合料搅拌设备;以及用于高等级公路养护和小型工程的1500型、2000型沥青混合料搅拌设备。在各个规格等级的沥青混合料搅拌设备中,包括有常规设备、再生设备、集装箱模块式设备、移动式设备、整体式再生设备以及最新研发成功和上市的环保式设备。  德基机械已生产和销售超过500台套沥青混合料搅拌设备,产品遍布国内30多个省、市和自治区,在高速公路、高等级公路和城市道路建设中发挥了巨大的作用。设备曾参与多个重要基础建设项目,包括京藏高速、京港澳高速、沈海高速、哈同高速、胶州湾大桥、以及世界上最长跨海大桥之一的杭州湾大桥等,为中国道路建设做出了重要的贡献。德基机械于2004年开始开发海外市场,实行背靠祖国,面向国际的发展策略,致力开发国际市场,并取得了骄人的成绩。德基机械产品已出口到俄罗斯、印度、澳大利亚、文莱、香港、泰国、阿联酋、沙特阿拉伯、阿富汗、阿尔及利亚、埃塞俄比亚、土库曼斯坦、哈萨克斯坦和蒙古国等20多个新兴市场、发达国家和「一带一路」沿线国家,更参与过多个海外基础建设项目,包括俄罗斯卡卢加机场、文莱机场高速公路、印度5号国道建设、中巴经济走廊公路建设项目等,充分展示了美好的市场前景。  2015年5月27日,德基机械的母公司德基科技控股有限公司在香港联合交易所正式挂牌上市,是几代“德基”人共同努力的结果,更是全体德基客户对公司大力支持的所得。2017年,德基机械连续七年获得“中国工程机械制造商50强”,同时晋升“全球工程机械制造商100强”。  德基机械作为沥青混合料搅拌行业的龙头企业,时刻秉承“诚信、创新、尽责、共赢”的企业文化精神,将技术创新作为企业发展的原动力,将优质服务作为公司保驾护航的基石,为全国乃至全世界客户量身定制个性化产品与服务。展望未来,一切源于专业和专注,德基机械将一如既往的进行废旧沥青混合料再生搅拌设备的研发和应用推广,继续为推进国家节能减排工作服务,为行业和国家循环经济的发展不断注入科技创新和活力。
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