环保型混凝土搅拌站三维设计指导书_混凝土搅拌站环保措施
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华 北 水 利 水 电 学 院
毕 业 设 计 指 导 书
设计题目
环保型混凝土搅拌站三维设计
班级学号：
姓
名:
指导教师：
设计期限： 2013年2月21日开始
2013年 6月
日结束
机械学院
2013年 2月28日
一、环保型混凝土搅拌站的组成及工作情况
混凝土搅拌站的特性
混凝土搅拌站是由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统、控制系统五大组成系统和其他附属设施组成的建筑材料制造设备，其工作的主要原理是以水泥为胶结材料，将砂石、石灰、煤渣等原料进行混合搅拌，最后制作成混凝土，作为墙体材料投入建设生产。混凝土搅拌站自投入使用以来，在我国建筑建材业一直发挥着重要作用，当然这也是混凝土搅拌站本身所具备的优越的特性所决定的。
混凝土搅拌站主要分为砂石给料、粉料给料、水与外加剂给料、传输搅拌与存储四个部分，设备通身采用整体钢结构铸造，优质H型钢不仅外观美观大方，还加强了混凝土搅拌站的整体结构强度，设备安装便捷，可应用于各种复杂的地形结构。
混凝土搅拌站拥有良好的搅拌性能，设备采用螺旋式双卧轴强制式搅拌主机，不仅搅拌机能强，对于干硬性、塑性以及各种配比的混凝土均能达到良好的搅拌效果。且搅拌均匀，效率高。
混凝土搅拌站不仅具有优良的搅拌主机，还具备各种精良配件，如螺旋输送机、计量传感器、气动元件等，这些部件保证了混凝土搅拌站在运转过程中高度的可靠性，精确的计量技能以及超长的使用寿命。同时，混凝土搅拌站各维修保养部位均设有走台或检梯，且具有足够的操纵空间，搅拌主机可配备高压自动清洗系统，具有功能缺油和超温自动报警功能，便于设备维修。
混凝土搅拌站拥有良好的环保机能，在机器运转过程中，粉料操纵均在全封锁系统内进行，粉罐采用高效收尘器/雾喷等方法大大降低了粉尘对环境的污染，同时混凝土搅拌站对气动系统排气和卸料设备均采用消声装置有效地降低了噪音污染。
混凝土搅拌站工作原理
混凝土搅拌站分为四个部分:砂石给料、粉料(水泥、粉煤灰、膨胀剂等)给料、水与外加剂给料、传输搅拌与存储.其工作流程如图1 所示,搅拌机控制系统上电后,进入人-机对话的操作界面,系统进行初始化处理,其中包括配方号、混凝土等级、坍落度、生产方量等.根据称重对各料仓、计量斗进行检测,输出料空或料满信号,提示操作人员确定是否启动搅拌控制程序.启动砂、石皮带电机进料到计量斗;打开粉煤灰、水泥罐的蝶阀,启动螺旋机电机输送粉煤灰、水泥到计量斗;开启水仓和外加剂池的控制阀使水和外加剂流入计量斗.计量满足设定要求后开启计量斗斗门,配料进入已启动的搅拌机内搅拌混合,到设定的时间打开搅拌机门,混凝土进入己接料的搅拌车内.二、系统各部件分析
搅拌主机
搅拌主机按其搅拌方式分为强制式搅拌和自落式搅拌。强制式搅拌机是目前国内外搅拌站使用的主流，它可以搅拌流动性、半干硬性和干硬性等多种混凝土。自落式搅拌主机主要搅拌流动性混凝土，目前在搅拌站中很少使用。
强制式搅拌机按结构形式分为主轴行星搅拌机、单卧轴搅拌机和双卧轴搅拌机。而其中尤以双卧轴强制式搅拌机的综合使用性能最好。
物料称量系统
物料称量系统是影响混凝土质量和混凝土生产成本的关键部件，主要分为骨料称量、粉料称量和液体称量三部分。一般情况下，每小时20立方米以下的搅拌站采用叠加称量方式，即骨料（砂、石）用一把秤、水泥和粉煤灰用一把秤、水和液体外加剂分别称量，然后将液体外加剂投放到水称斗内预先混合。而在每小时50立方米以上的搅拌站中，多采用各称物料独立称量的方式，所有称量都采用电子秤及微机控制。骨料称量精度≤2%，水泥、粉料、水及外加剂的称量精度均达到≤1%。
物料输送系统
物料输送由三个部分组成：
一、骨料输送：目前搅拌站输送有料斗输送和皮带输送两种方式。料斗提升的优点是占地面 积小、结构简单。皮带输送的优点是输送距离大、效率高、故障率低。皮带输送主要适用于有骨料暂存仓的搅拌站，从而提高搅拌站的生产率。
二、粉料输送：混凝土可用的粉料主要是水泥、粉煤灰和矿粉。目前普遍采用的粉料输 送方式是螺旋输送机输送，大型搅拌楼有采用气动输送和刮板输送的。螺旋输送的优点是结构简单、成本低、使用可靠。
三、液体输送主要指水和液体外加剂，它们是分别由水泵输送的。
物料储存系统
混凝土可用的物料贮存方式基本相同。骨料露天堆放（也有城市大型商品混凝土搅拌站用封闭料仓）；粉料用全封闭钢结构筒仓贮存；外加剂用钢结构容器贮存。
控制系统
搅拌站的控制系统是整套设备的中枢神经。控制系统根据用户不同要求和搅拌站的大小而有不同的功能和配制，一般情况下施工现场可用的小型搅拌站控制系统简单一些，而大型搅拌站的系统相对复杂一些。
三、设备选型计算
搅拌机的选型计算
搅拌机以搅拌原理来划分可分为强制式和自落式两类。两者相比，强制式的搅拌作用强烈，一般在30-60秒的搅拌时间就可将混合物拌成匀质性混凝土，自落式的搅拌时间需翻倍甚至更长。
但是在相同的搅拌容量下，强制式与自落式相比搅拌机的驱动功率较大，相应的设备装机总功率及配电设施要增加，但是工作周期较短，所以生产混凝土的单位能耗增加不大。所以，这里选择强制式搅拌主机。
强制式搅拌机按结构型式区分为两类，一类是立式搅拌轴，另一类是卧式搅拌轴。
两者相比立轴型式的功率消耗要高于卧轴型式；对骨料粒径的适应范围立轴型式最大粒径一般为60㎜，卧轴型式最大粒径一般为80㎜。
两者的结构特点，立轴搅拌机的上盖部位受驱动装置安装位置与维修条件的限制，用作搅拌站的主机，不利于骨料投料装置和粉料计量装置的结构设计，而卧轴搅拌机的驱动装置在罐体旁侧位置，罐体上方可合理布置骨料投料和粉料计量装置，驱动装置的维护保养工作也更方便。
砂石输送设备选型
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。
带式输送机具有效率高、运输距离长、动力消耗低等优点、获得了广泛的应用。这里主要用于将搅拌站配置好的砂、石子的混合物料输送给搅拌机。皮带机设计选型的结果，其最大输送能力一般都大于流量的设计参数，而工作时的实际流量取决于输出放料源头装置，设施用时与设计参数有一定的差异，运行时通过控制设定的流程控制制定时和时序，指令相关流程的执行元器件按设计的逻辑程序工作。
皮带机的输送能力的设计选型范围很大，能设配各种规格的搅拌主机，尤其是大规格机型更是非它莫属。
皮带机的带型和倾角按产品结构型式及现场适用条件来选择，适用商混站的C型和E型砼搅拌站一般选平皮带，倾角18°～20°；适用工程站的C型和D型砼搅拌站一般选人字形浅花纹皮带倾角24°～30°。
螺旋输送机的选型计算
螺旋输送机是一种无牵引构件的连续输送机械。它的优点是：LS型螺旋输送机是按照JB/T679-95《螺旋输送机》标准设计制造，是GX型螺旋输送机的换代产品。头部及尾部轴承移至壳体外，吊轴承采用滑动轴承，设有防尘密封装置，轴瓦一般采用粉末冶金，输送水泥采用毛毡轴瓦、吊轴和螺旋轴采用滑块连接，拆卸螺旋时，不用移动驱动装置，拆卸吊轴承时不用移动螺旋，不拆卸盖板可以润滑吊轴承，整机可靠性高，寿命长，适应性强，安装维修方便,螺旋输送机俗称绞龙，是矿产、饲料、粮油、建筑业中用途较广的一种输送设备，从输送物料位移方向的角度划分，螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升 螺旋输送机具有结构简单，制做成本低，密封性强、操 作安全方便等优点，中间可多点装、卸料。广泛用于化工、建材、冶金、粮食等部门，在倾角β
定量水表的选择计算
目前市场上共有三种类型的节水水表。
1、第一类型的防滴漏水表是用磁性材料组成的磁压敏元件为防滴漏机构，并将其置于水表入水口的表体内，当自来水向外以滴漏的形式向外流出水时，磁压敏机构就会间歇性地向水表供水，从而使水表计量，这种方式可使水表的始动流量小于0.5 L/H，但这种结构的水表，由于采用了磁柱做活塞，故而最怕水里的铁锈、铁质和泥砂等杂质，其磁柱最容易被水中的杂质卡住而不再具有防滴漏的功能；
2、第二类型的防滴漏水表是用小管或小孔将微小流量的自来水引到水表的叶轮盒上，并对准表芯的叶轮进行喷射，将微小流量的水动能集中在一点上去推动叶轮，从而使叶轮转动来达到对微小流量计量的目的，这种方式的水表可使始动流量达到2 L/H，但这种结构的水表由于将微小流量集中在一处对水表进行喷射，这样会造成水表的多计量，从而就会因为自来水管网的水压不稳而使水表产生较大的潜动（即在用户将水龙头全部关闭而不用水时，因管网水压不稳造成水表进行空转的现象），这种潜动一般可达192升/天（一个月即使不用水也会空走5m3～6m3的自来水），导致用户冤枉交水费，从而造成用户投诉和拒缴水费的现象发生，这种结构的另一个缺陷就是很容易被泥砂堵塞和卡死，过了一段时间(一般是三到五个月)后就失去防滴漏的作用；
3、第三类型是隔膜积分式防滴漏水表，它是在普通水表的表壳底0部另做一个腔体，上部结构仍然与普通水表一样，其间用一个软隔膜将其密封的隔开，底部腔体与水表壳出水口相通，在出水口内有一个专门防滴漏机构，当自来水以滴漏的形式向外滴漏时，起初防滴漏机构仍然将水表的出水口封闭，向外滴出的水其实就是水表底部腔体中的水，当这个底部腔体的水（体积为36毫升）被滴漏完毕后，防滴漏机构就会被打开，从而向底部腔体补充排出的水，该腔体的水被补充完毕后，防滴漏机构在弹簧的作用下又将水表出水口密封，又进入下一个循环，在防滴漏机构打开向底部腔体补充水的过程是一个大于水表始动流量的过程，故水表就能进行计量
骨料配料机的选型计算
骨料配料机是集砂和石子的储料、计量、配料输出等功能于一体，模块化设计的果料流程装置。不仅在工程站被广泛应用，也常用于商混站。配料机的型式用代号PL表示，规格用单位为升的阿拉伯数字表示与搅拌主机的进料容量设配的批次骨料容量，如PL1600表示设配1m³搅拌机，其额定出料容量为1000L，进料容量也就是骨料的配料容量为1600L。
PDL系列混凝土配料机是一种新型配料机械、适用于一般的建筑工地、道路、桥梁等工程。可以为出料容量3000升及以下的混凝土搅拌机配料，可由搅拌机提升料斗直接接料，也可由皮带输送机接料。本配料机的称量采用重量控制仪及传感器，可对物料定量、配料和控制、并自动修改落差。本机具有布置合理，结构紧凑，操作简便，配料精确，控制可靠等优点。料仓系统
筒仓是一种封闭式的储存散装物料的罐体，适合储存粮食、水泥、粉煤灰等各种散装物料，具有防雨、防潮、使用方便等特点，筒仓常用规格为100T、150T、200T、300T、500T等，可以按用户要求制作。
砂石仓系统
砂石是混凝土中用量最大的，其用量可占混凝土总量的四分之三左右，只有保证其供给能力，才能使混凝土供给能力的稳定性。一般混凝土搅拌站的每条生产线都拥有四个以上的骨料仓，以便适应不等强度等级的商品混凝土。
除尘器的选型计算
除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备。除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。同时，除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。搅拌站内的粉尘来源和收尘的措施
称量系统
计量装置按计量元素的物理特性区分有流量时间计量、容积计量、重力称重计量等方法，称重计量装置按结构区分有机械杠杆秤、杠杆电子秤和电子秤等形式，电子秤量装置按受力传感器的数量区分又有一点式、三点式和多点式电子秤的称谓，按受力方式区别还有拉
力传感器或压力传感器的区别。
目前，全电子称重计量的称量装置一般称量斗采用三点式，带计量槽皮带机采用四点式，液态添加剂秤采用一点式电子秤，依照计量装置的安装形式选择拉力或压力传感器。该搅拌站计量系统一般由一水泥秤、添加剂秤、水秤、组成。主要作用是完成水泥、水、外加剂等几种物料的配料过程。搅拌站的计量系统一般包括水计量系统、水泥计量系统、液体外加剂计量系统。
四、混凝土搅拌站生产施工工艺流程
五、结构计算
请参照机械结构设计指导书。
六、三维设计
1.在开始建立装配体模型之前，先对模型进行分析。2.灵活使用自下而上和自上而下等多种方法来机械设计。3.思考快速设计方法。
4.建立零件模型，也要对其进行分析，确定特征次序。5.利用solidworks软件绘制图形 6.模拟动画的生成七、撰写设计说明书
说明书内容包括： 1.目录 2.摘要
3.设计任务书和产品图 4.正文 5.外文翻译 6.参考文献
说明：说明书的格式和编排次序请参照学院的要求。
八、主要参考文献
1.机械设计手册 2.现代混凝土配合比设计手册 3.硅酸盐工业机械及设备 4.混凝土工手册
5.中国预拌混凝土生产企业管理实用手册
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