混凝土搅拌站地磅检定常见问题分析
本文简略介绍了混凝土搅拌站的发展历史,对搅拌站地磅检定中误差产生的原因进行分析,并指出了解决的方法。
引言
混凝土作为建筑行业作用最大、最重要的建筑材料被广泛使用。德国是世界上最早使用商品混凝土的国家,1903年建造了世界上第一座预拌商品混凝土搅拌站。美国和法国分别于1913年和1933年建立了本国的第一台商品混凝土搅拌站。混凝土集中搅拌可实现机械化和自动化,对混凝土配合比可严格控制,质量稳定,成本低。采用集中搅拌不必在现场安装搅拌装置、堆放砂石和贮存水泥,从而可节约场地,降低劳动强度,集中生产比分散生产可节约原材料8%以上。因而在节约原材料、缩短建设工期、减少施工污染、净化城市环境等方面有着深远的意义。
60年代末,我国第一座自行设计制造的用电子秤全自动控制的混凝土搅拌楼出口阿尔巴尼亚,但在计量准确度,整体技术含量,智能化程度等方面与国外发达国家相比差距较大。1988年山东省建筑机械厂、华东建筑机械厂、韶关挖掘机厂等单位,与长沙建机院合作研制了HZS50和HZS75两种型号的搅拌站,在我国较大的施工工程中推广应用。中国混凝土机械生产企业徐工集团、中联重科、三一重工连续多年入围世界工程机械五十强中,2013分别位居第五、六和十位。
混凝土搅拌站就其功能而言有两种类型,一种是商品混凝土搅拌站,其生产的混凝土作为一种商品用于厂房、商品房等城市建设;一种是施工工地建立的混凝土搅拌站,用于机场、码头、公路、桥梁、高铁、地铁等项目建设,由于这些项目对混凝土原材料、强度的要求较高,商品混凝土很难满足工地的要求。混凝土的质量直接影响到工程的质量,而搅拌站配料秤称量结果是否准确又直接决定了混凝土的质量,因此对混凝土配料秤实施检定有着极其重要的作用。
我国目前还没有相应的国家检定规程,只有山东、浙江、云南等省制订了地方检定规程,而那些没有检定规程的地方开展这项工作所用的标准既有重力式装料衡器检定规程、非连续累计式
自动衡器检定规程,还有用的是数字指示秤的检定规程,情况比较混乱。我省混凝土配料秤的检定执行 JJG(浙)96- 2007 《混凝土配料秤》 检定规程,根据检定工作中遇到的各种情况,对混凝土搅拌
站配料秤误差的产生的原因和故障的诊断方法做一简要的陈述。
1 .配料秤的种类和特点
检定工作中混凝土搅拌站的结构类型主要有两种,如图 1 所示的搅拌站可以配备一条生产线或是 2 条生产线,每条线一般由骨料秤和粉料秤(水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂等) 以及水秤 (有些分清水和污水 (再生水) 2 个秤) 和外加剂秤(添加剂、液外剂、增强剂) 组成,每条线可以单独生产,也可以 2 条线同时生产,日产方量比较大;
这种类型的搅拌站主要用于商品混凝土公司和一些较大的铁路、公路、桥梁和港口码头等重大的建筑项目工地;一种外形较为小巧,结构也比较简单,如图 2 所示,这种搅拌站常被称作搅拌机,主要由一个骨料秤和一个粉料秤组成,水和外加剂是通过流量来控制的,用于普通公路等一些比较小的建设项目工地。它们的工作原理也不尽相同,图 1 的骨料秤多采用重力式的装料方式,通过卸料口的关开控制配料多少,采用压力式传感器进行称量,每种骨料一个称量斗,单独称量的,如图 3 所示;也可以几种物料共用一只料斗,实行累计式称量,如图 4 所示;粉料秤结构方式和称重方式和图 3 的骨料秤也类似,通过螺旋装置把粉料输送到秤体内;而水秤和外加剂秤则多采用重力式的称量方式,采用悬挂式拉力式传感器悬挂圆形桶的称量方式。图 2 的骨料秤采用机电结合式称量方式,配料秤的秤体通过刀子、刀承或是杠杆与拉力传感器相连如图 5 所示和图 6 所示,采用皮带式的连续累计装料方式,准确度相对较低,称量时间长。
2 .静态检定中出现的问题及解决方法
根据我省检定规程 JJG(浙)96- 2007 《混凝土配料秤》 的要求,配料秤的检定分为砝码静态检定和物料的动态检定两部分;物料的动态检定又分分离式检定和集成式检定两种方法;分离检定法要确定搅拌站系统之外的控制衡器,通过检定保证其符合III级秤要求,然后再利用控制衡器称量多次配料值,由于骨料每斗称量 2000kg~3000kg的石子或砂子情况很多,分离检定法每次将这么多的物料从称量斗中取出称量十分困难,因此分离式检定方法比较难以操作;而集成检定法就要用砝码对搅拌站配料秤自身的称量系统进行静态等级进行检定,确定控制衡器的准确度等级满足要求,然后再通过物料检定,最终确定搅拌站配料秤的准确度等级,在搅拌站自身的控制器满足要求的前提下,集成检定法可操作型更强。砝码静态检定确定搅拌站配料秤控制衡器是否合格关系到集成法是否可以顺利实施的关键,了解其过程中可能出现的问题及其解决方法十分必要。
静态检定过程可能出现的问题有以下几种:
2.1 配料秤出现较大的线性误差在一只骨料秤施加 1000kg 砝码时显示 996kg,再加 1000kg 砝码,显示 1992kg。
一般线性误差产生的原因是是由于称量斗的传感器使用时间长,使用条件较为恶劣,使用频率比较高造成的,这用情况只要重新标定之后问题就可以解决问题。
2.2 配料秤出现较大的非线性误差一只水泥秤放上 800kg 砝码放后显示 796kg,标定后显示 800kg,卸下 200kg 砝码却显示 605kg,
但是把拿掉的 200kg 砝码再加上依然会显示800kg,不过砝码却加到 1000kg 是却显示 996kg。
产生较大非线性误差的原因有很多,一般有以下几个方面;
(1) 传感器损坏无论是对于骨料秤还是粉料秤来说,秤体由
多个传感器组成如果其中的某个传感器损坏,会产生角差,无论如何调整砝码在秤体上的位置,标定一个称量点,改变称量时都会发生较大的变化,形象表现为标 200kg 后,400kg 称量点超差,重新标定 400kg 后,返回 200kg 称量点时误差又超出允许范围。此时只要用一定数量的砝码做偏载测试即可发现问题传感器。
(2) 骨料秤一般有三个压力称重传感器将秤体固定在支撑架上,传感器固定螺栓松动或是被石子、瓜子片卡住也会产生较大的非线性误差,固定好传感器并及时清理卡住的异物就可恢复正常;
(3) 传感器受力不均每个传感器都未损坏,骨料秤或粉料秤由于传感器安装不水平或是砝码放置不均匀造成受力不均;二水秤和外加剂秤都是由拉力一个传感器吊挂一个桶形秤,如果砝码放置不平均容易造成称量不准确。如在一台外加剂秤静态检定时放置一颗 10kg 砝码时不对称,标定后显示 10.00,再加5kg 砝码则显示 15.27;砝码一般要求对称平均放置,把 10kg 的砝码改变成 2kg 一颗小砝码对称放置,放置稳定后标定,显示 10.00,再加 6kg 的小砝码,显示 16.01kg。
(4) 秤体的连接处在受力时产生力图 5 类型的搅拌站骨料秤由数个拉力称重传感器固定在支撑架上,为防止过载对传感器损坏,均配备防过载拉杆,如果拉杆安装不当,在施加砝码时会对结果产生极大影响;
如图 6 骨料秤由一个拉力传感器与机械连杆相连,在通过机械市的拉杆或是刀子刀承固定在支撑架上,如果连杆不水平或是刀子与刀承安装不到位,都会产生很大误差。
放置的位置不平均,回程会产生误差图 3 粉料秤并排固定于搅拌站的“3 楼”,相互之间空隙比较小,如果安装不水平,在受力是发生倾斜就有可能发生挤压,影响称量结果;水泥秤与粉煤灰秤并排排列,检定粉煤灰秤时一切正常,检定水泥秤时 200kg 时正常,砝码加到
400kg 时显示 396kg,并且发现已经 “回零 ”的粉煤灰秤受力发生变动,经检查发现水泥秤安装不水平,受力时发生倾斜与旁边的粉煤灰成发生挤压。
此外粉料秤一般是通过一根或几根输料管与外部的储料罐相连,在秤体与输料管的连接处用塑料管或布袋连接,如果链接过紧会对称量结果有影响;有水泥秤还配有回气管,如果回气管链接不当也会产生相同的问题。对一台 2HZS120 型的混凝土搅拌站配料秤的 2 只水泥秤进行检定,一只加载 200kg 砝码时显示 198kg,继续加载至
400kg 时显示 392kg,加载至 600kg 时显示 588kg,标定 600kg 之后卸载 200kg 砝码,显示 403kg,卸载至 200kg 是显示 206kg,通过检查发现是秤上方的进料口布袋连接过紧,适当放松布袋后症状消除;而另外一只情况恰恰相反,加载 200kg 砝码时显示 202,继续加载至 400kg 时显示 405kg,加载至 600kg 时显示 608kg,标定 600kg 之后卸载200kg 砝码,显示 398kg,卸载至 200kg 是显示
195kg,通过检查发现是秤上方的回气管于下方连接过紧,放松回气管后症状消除;如果随砝码的增加出现了非线性减少的比例增大,就要考虑是由于由于输料管在秤体的上方与之相连,塑料管或布袋连接处对秤体施加了一个向上的拉力,拉力抵消了一部分的砝码值;如果随砝码的增加出现了非线性增加的比例增大,就要考虑是由于向下安装的回气管与秤体链接不合格,造成对秤体的向下的拉力,拉力直接影响到秤体零位值,同时随着砝码数量的增加,回气管的拉力越来越小,造成砝码值显示的不比例增加。
外加剂秤一般安装在水秤的上方,如果外加剂秤下面的出料管与水秤壁发生接触,就会产生很大的误差。
3.物料检定中出现的问题及解决方法
这对于我们来说控制衡器的准确度等级满足要求之后,在进行物料检定时出现配料秤的允许误差超限的情况,造成的原因除了砝码静态检定中的各类影响称量结果的因素之外还存在一些其他问题会影响到混凝土配料秤的准确度等级的原因。
3.1落料误差造成的配料误差。
由于骨料的供料器出口与称量斗有一定的距离,配料机在配料过程中,当称料斗中的物料达到设定值时,给料皮带机就会自动停止,气动给料门关闭,但此时仍有部分物料从空中落入称量斗,这部分物料的重量称为落差。大部分配料机不会自动修正落差。为了保证配料精度,一般对物料的落差值进行人为修正,将设定值减去落差值。落差值设定后,由于骨料或干或湿,实际落差与设定落差值之间也会产生误差,对大称量影响较小,而对小称量影响就很大;
有的搅拌站骨料秤配有 2 个出料口,小称量打开一个出料口,大称量 2 个称量口同时打开,这样就可以有效减小落料误差;
3.2称量设定值较小造成的配料误差。
根据 JJG(浙)96- 2007 《混凝土配料秤》 规程要求,对某一装料预设值进行 10 次物料测试,计算出每次装料与平均值的最大实际偏差 md、X(1)级每次装料与装料平均值的最大允许平均值 mpd
(1),计算得出 md/mpd1 的比值;算出预设值误se、X (1) 级最大允许预设值误差 mpse (1),计算得出 se/mpse (1)的比值,根据这两个值确定配料秤的准确度等级。由于外加剂、粉煤灰、矿粉等设定值较小,最大允许平均误差 mpd 和最大允许预设值误差 mpse 都比较小,如果在物料检定是如果一次称量偏差较大就可能造成不合格情况发生,并且控制系统增加了自动补偿的功能,造成了最大允许平均误差 se 很小而最大最大平均偏md 比较大的情况,直接影响到配料的准确度等级。
4 .结束语
影响搅拌站配料秤准确度等级的因素很多,对其实施检定是保证其准确性的重要手段,只有这样才能保证混凝土的产品质量以及人民的生命财产安全。