<em id="02f9x"><object id="02f9x"><input id="02f9x"></input></object></em>
      1. <tbody id="02f9x"></tbody>
        <em id="02f9x"></em>
        <dd id="02f9x"></dd>

        管樁泵送布料自動控制系統的改造及應用

        2019-03-08 15:32:24

        隨著國家對安全、環保、節能的要求越來越嚴格,預制混凝土管樁生產企業也在積極尋求更安全、更環保、更節能的生產方式。布料是管樁生產的中間環節,前后制約著籠筋加工、管樁模具離心的進度,因此對布料工藝的嚴 格執行顯得尤為重要。在這種情況下,對傳統布料方式進行技術改造,使用混凝土泵機進行自動布料,不但可以節省人工,改善生產環境,降低損耗,而且可以嚴格按照工藝要求進行布料,達到提高管控質量的目的,為生產活動提供技術保障。

        一、改造前的狀況

        混凝土管樁傳統布料方式,普遍采用的是合模前布料,先使用喂料機將混凝土澆入底模,再合上模,這種方式主要存在以下問題:

        (1)傳統喂料機布料受到設備和材料的影響,不能準確將混凝土全部按照要求澆入到底模內,布料區地面會散落很多石子,影響工作環境。

        (2)混凝土坍落度小,管樁模具內混凝土填充率高,需要合模員工多次鏟料、抹漿,才能使管樁模具內混凝土堆積均勻,給員工造成很大的工作強度。

        (3)手動操作的布料方式無法保證產品質量,生產過程管控難度較大。

        二、改造內容

        2.1 改造方案原理

        管樁泵送布料自動控制系統由混凝土泵機、混凝土輸送管、稱重系統、計量平車和系統操作臺構成??刂葡到y采集泵送設備、計量平車、稱重系統的實時數據,根據設定好的程序自動控制混凝土泵機、計量平車的運行,實現生產的自動化。管樁泵送布料自動控制系統如圖1所示。

        管樁泵送布料自動控制系統示意圖

        圖1 管樁泵送布料自動控制系統示意圖

        2.2 技術要求

        (1)管樁使用泵機布料后,管樁模具內的混凝土分布要求均勻一致。

        (2)計量平車稱量的準確性及運行的穩定性需要得到保障。

        (3)計量平車、系統控制臺和混凝土輸送設備之間,需有有效的聯動控制。

        (4)托舉混凝土輸送管的支架移動時,不能影響稱重系統計量。

        (5)計量平車需能夠承載20t的重量,50Hz運行時速度不小于35m/s,并且速度可調。

        (6)控制系統內存儲的管樁布料配方不少于20種。

        (7)系統內具有修改權限,只有管理人員可以修改工藝參數。

        (8)系統具有顯示布料工藝的相關信息,布料過程能夠實時在線顯示,生產記錄能夠保存、在線查看及打印。

        2.3 方案選擇

        常規的混凝土泵機有閘板閥泵機和S閥泵機。理論情況下,閘板閥泵機更具有控制性,但管樁使用的混凝土是C80配方,泵機每天需要輸送約800m3混凝土。從前期閘板閥泵機的使用情況來看,閘板閥泵機的耐磨件損壞比較嚴重,洗管不方便,輸送效率難以滿足生產需求;后期經過綜合考慮,決定采用S閥泵機的控制方案。

        S閥泵機的控制原理是:自動控制系統采集稱重儀表、編碼器、檢測開關、泵機運行的數據,根據觸摸屏上選擇的配方,控制混凝土泵機的運行、輸送量、計量平車運行速度和行走距離,實現混凝土均勻堆放在管樁模具內部的需求,自動完成管樁布料。S閥泵送布料控制系統結構如圖2所示。

        S閥泵送布料控制系統結構圖

        圖2 S閥泵送布料控制系統結構圖

        2.4 設備改造

        管樁生產線原有的開模布料設備已不適應泵送布料系統,為了確保S管維修、更換時能夠取出來,把攪拌機下料斗口抬高到泵機料斗上方30cm處,防止泵機給管樁布料時管模尾端流出的余料散落到地面上,污染環境。在計

        在計量平車上加裝余料翻板,在地面增加余料斗和輸送裝置。余料收集如圖3所示。

        考慮到泵機工作時必須要保證自身的穩定性,對泵機的四條腿進行加固并調整好泵機的中心高度及泵機出口與兩條路軌的平行度。計量平車的路軌水平誤差調整到8mm以內。

        2.5 控制系統軟件結構

        管樁泵送布料自動控制系統軟件體系分為HMI人機界面、PLC運算控制程序、故障診斷等三部分,軟件運行于系統的各個硬件平臺上,并通過系統通訊軟件和通訊接口,彼此相互配合,相互協調,交換各種數據、管理和控制信息,完成整個系統的各種功能。

        圖4所示的程序為稱重數據通訊程序,系統通過RS指令讀取稱重儀表的顯示值,并把讀取的10進制ASCI碼轉換成16進制的BIN值,儲存到數據寄存器D2040中,參與程序運算。

        圖5和圖6所示程序顯示,控制系統根據觸摸屏設定管樁布料配方和采集設備實際的數據,分析后對混凝土泵機和計量平車的運行進行自動控制。

        三、問題及解決辦法

        S閥泵機給管樁布料易受混凝土可泵性、設備、操作等諸多因素的影響,從而出現混凝土輸送管堵塞現象,不僅影響生產效率,也直接影響到產品質量。

        3.1 混凝土可泵性問題及解決辦法

        (1)解決混凝土的可泵性需要做好碎石級配,要求碎石整體大顆粒含量不能過大,要有良好的連續性,針片狀含量小于5%,含泥量小于0.5%。砂細度最好在2.6~3.0之間,如平均粒徑過小(即細砂過多),則需增加混凝土的用水量及水泥用量;如平均粒徑過大,則需提高砂率。

        在改善混凝土和易性的前提下,有效地降低砂率進行生產,既能解決管樁混凝土內結構的分層,提高管樁的耐打性,又能降低生產成本。建議砂率控制在38%~42%之間。

        水膠比過小時,混凝土偏干,易造成泵送困難;水膠比過大時,混凝土偏稀,粗骨料易沉降,建議水膠比控制在0.32~0.35之間。

        混凝土不能因利于泵送而過分追求大流動性,坍落度在攪拌機出料時宜保證在120~180mm,泵口處宜控制在60~120mm之間。

        余料收集示意圖

        圖3 余料收集示意圖

        稱重數據通訊程序

        圖4 稱重數據通訊程序

        計量平車運行控制程序

        圖5 計量平車運行控制程序

        S閥混凝土泵機運行控制程序

        圖6 S閥混凝土泵機運行控制程序

        (2)泵機的S閥與眼鏡板間隙過大,砂漿容易從縫隙間流出,工作時系統壓力會有所損失造成堵管。出現間隙過大時,應調節擺臂上的調節螺母,使橡膠彈簧保持一定的預緊力,磨損嚴重時應更換切割環和眼鏡板。

        輸送管直徑既要符合粗骨料的要求,又要能夠順利通過管模尾板孔,建議選擇直徑為¢159的鋼管,且要保證各管卡接頭處可靠密封,以免砂漿外泄造成堵管。

        (3)操作人員需要根據布料的情況控制泵送速度。開始布料時,應處于慢速,泵送正常時轉入正常速度,不能一味圖快,盲目增加泵送壓力而造成堵管;要隨時注意泵送壓力表的讀數,一旦發現壓力表讀數突然增大,應立即反泵2~3個行程,降低排量再正泵,待混凝土通過后再把排量返回到設定值。

        3.2 計量誤差問題及解決辦法

        泵送布料系統工作是一個連續的過程,在讀取計量平車移動的距離、管模內混凝土重量的同時,控制泵機輸送量和計量平車移動,這個計量誤差無法消除;加上混凝土輸送管壓的影響和泵機性能的差異,使混凝土在模內重量分布的均勻性無法做到與傳統的開式布料一樣穩定,特別是小直徑管樁因每米重量相對較小,受計量誤差的影響更大。因此,建議控制泵機排量適應不同規格的管樁,如生產直徑為400mm以下管樁時,泵機排量控制在60%以內;生產直徑為500mm~600mm的管樁時,排量控制在85%以內。

        3.3 稱重系統和控制系統問題及解決辦法

        稱重系統和控制系統的數據傳輸,有無線傳輸和有線傳輸兩種通訊方式。對于管樁企業來說,需要采用有線通訊方式,因為車間內離心機變頻器產生的諧波會干擾稱重系統無線通訊發送的信號。為了保證稱重數據的穩定性,建議稱重系統和控制系統之間采用RS232有線通訊方式。

        四、改造效果

        4.1 經濟效益

        項目總投資(單臺設備)為50萬元左右,扣除日常人力成本投入,預計兩年內可收回投資成本。

        4.2 應用效果

        (1)車間布料工作區作業員工由8人減少至3人,減少了用工數量。

        (2)采用泵送布料,混凝土不會落到地面上,車間干凈衛生,不宜產生粉塵。

        (3)預制樁不再出現合縫漏漿的質量問題。

        (4)杜絕了管樁頭端裙板凹陷的質量問題,裙邊干凈。

        (5)合模螺栓的使用壽命得到提高;同時上下模的跑輪貼合緊密,離心時模具產生的跳動小。不僅噪音得到一定程度的控制,而且延長了模具的跑輪、離心機拖輪的使用壽命。

        結語

        隨著社會的發展進步,企業一線員工作業時,對安全保障、工作環境、勞動強度等方面的要求會越來越高。自 動化技術的應用,是管樁企業今后重點研究方向之一。本文通過介紹管樁泵送布料工藝的自動化改造,希望引起同行的重視,不斷對生產工藝進行改進和創新。

        標簽: 管樁 泵送 改造