5000型沥青混凝土拌合楼的毕业设计

第一章绪论1.1 沥青混凝土设备概述沥青混凝土就是将各种规格的骨料(砂、石)、粘结剂(沥青或渣油)和填料(矿粉)按一定比例混合形成沥青混合料，经成型后所形成的混凝土板块。

用于拌和沥青混合料的机械设备就称作沥青混凝土拌和设备。

沥青混凝拌合设备是沥青路面施工的关键设备，沥青混凝土拌合设备运用的好坏，严重影响路面工程施工的质量、进度和生产效益。

搅拌设备完成的基本工作（1）将冷矿料初步配料、加热烘干、重新筛分与计量；（2）将液态沥青沥加热、保温、输送与计量；（3）将填料进行输送与计量；（4）将按照一定的配合比计量好的热矿料、矿粉与热沥青均匀地拌和成所需要的成品混合料。

1.1.2 沥青混凝土拌合设备的分类1.按生产工艺划分为间歇式和连续式间歇式拌和设备的工艺特征是：各种成分是分批计量好后投入拌和器进行拌和的，拌和好的成品料一批从拌和器卸出，接着进行下一批料的拌和，形成周而复始的循环作业过程。

连续式拌和工艺中，各种原材料是连续地进入拌和筒中，拌好的成品料也是源源不断地从拌和筒卸出。

在结构上，这种设备的骨料烘干和拌和在同一个滚筒中进行。

2.按设备的额定生产率划分为❖小型设备：额定生产率小于60t/h；❖中型设备：额定生产率在70～140t/h；❖大型设备：额定生产率大于150～350t/h；❖超大型设备：额定生产率大于350 t/h。

3.按设备的机动方式不同可划分为固定式、半固定式和移动式三种。

1.1.3 间接式搅拌设备与连续式搅拌设备的比较强制间歇式拌和设备（图1.1）的生产一般为各组成成分（碎石、砂子、石粉、沥青等）按比例分别进行精确计量且间歇分批投料和强制搅拌，即分批计量——分批投料——分批强制搅拌——分批出料。

骨料在烘干之后计算。

冷骨料的烘干加热和混合料的搅拌分别在两个不同的总成装置（干燥滚筒和搅拌器）内进行；冷骨料烘干加热方式为火焰逆流式。

其自动化程度高，沥青混合料制备质量高，烘干加热效果好，成品料残余含水量小，适用范围广。

但是产生大量粉尘，除尘设备成本高。

连续滚筒式搅拌设备的生产一般为各组成成分（碎石、砂子、石粉、沥青等）按比例分别进行连续动态计量且连续投料和滚筒跌落搅拌，即按质量（或容积）连续计量——连续投料——连续滚筒跌落搅拌——连续出料。

骨料在烘干加热前计量。

冷骨料的烘干加热和混合搅拌在同一总成装置（烘干搅拌筒）内进行的，冷骨料烘干加热方式为火焰顺流式。

生产过程中粉尘量大量减少，污染小，生产工艺简化。

由于其采用顺流加热方式，热效率相对较低，混合料成品残余含水量难以掌握，且沥青可能接触明火产生老化。

1.2 国内外发展状况与发展趋势沥青混凝土搅拌设备是沥青路面机械化施工的关键设备,由于其运行状况直接影响施工质量与速度,历来为公路施工单位所重视。

近20年来,我国公路交通事业发展迅猛,公路机械化施工因此获得巨大进步,特别是对参与高速公路沥青路面工程建设的企业来说,拥有大型沥青混凝土搅拌设备已是市场准入条件之一。

就技术工艺和设备的先进性而言,美国、英国、德国、法国、意大利、日本和韩国等国家生产的沥青混凝土搅拌设备在总体技术水平和运行性能方面处于世界前列,尤其在智能控制和运行可靠性方面更是如此。

如何缩小与国外同类产品的差距,开发出满足市场急需的产品,主导国内沥青混凝土搅拌设备市场,已经成为目前国内企业急需解决的课题。

近年来随着国家对道路建设投资的加大，尤其是高等级公路的发展，筑路机械行业迎来了又一个春天。

作为公路施工机械核心设备的沥青拌合设备得到了突飞猛进的发展和技术革新，产品效率高、档次高、产品规格系列化、设备性能先进化、操作控制自动化的高端产品成为沥青搅拌设备发展方向。

240t/h以上的产品已占整个市场份额的40%左右，但主要以国外产品为主，国产产品以160t/h以下的中低档产品居多。

目前国外沥青搅拌设备外形结构紧凑、精巧,便于拆卸转移,尤其是智能控制技术的成功运用,使得沥青搅拌设备的技术水平得到了进一步的提升。

另外，国家对道路施工质量要求也越来越严格，沥青混合料质量的影响因素也成为拌合设备设计者们的考虑对象，新的技术理念和新的结构不断应用到沥青拌合设备领域。

因此虽然沥青搅拌设备将会有一个大的飞跃,但由于技术上的差距,对我国沥青拌合设备的发展和技术革新提出了新的要求和挑战。

近年来由于新开工的油面工程较多，沥拌市场延续了良好的发展态势。

另外加上监理方要求高速公路配备5000型沥青搅拌站, 从而使得5000型的市场相对比较火爆。

沥青混凝土拌合设备在国外有着很久的历史，经过长期的发展，特备是随着电子技术、计算机技术与信息处理技术的迅速发展，沥青混凝土拌合设备已经达到很高的水平，并且还在不断的改进完善和提高。

其总体发展水平可以归纳为：1、生产能力系列化、大型化2、技术性能先进化3、控制操作自动化我国沥青混凝土拌合设备从20世纪60年代后期起步，进入80年代后期，在国家“八五”规划中，交通部把1000型沥青搅拌设备(其中包括间歇式和连续式)作为重点攻关项目以来的5年后初显成效，间歇式沥青搅拌设备在1000型的基础上，国内企业通过技术引进和技术合作，以及自主开发的形式，成功研制开发了2000和3000型。

进入21世纪，间歇式沥青搅拌设备就在我国遍地开花，很多企业都成功地研制开发了3000型，特别是最近几年加大了对行业先进技术的跟进力度，在电子技术、智能技术方面取得一定突破。

并且在结束性能方面已经达到国外80年代末90年代初的现金水平。

涌现了一批优秀企业，如西筑、徐工、无锡雪桃、无锡锡通、辽筑等10多个厂家都成功研制开发了3000和4000型沥青搅拌设备，有的企业甚至研制开发了5000型沥青搅拌设备，特别是国内沥青搅拌设备制造企业发展到60多家，初步实现了产业规模化和普及化。

国内企业通过引进吸收国外的先进制造技术，使我国间歇式沥青搅拌设备设计、制造技术取得全面飞跃。

目前整机设计技术已居国际前沿水平。

但是在生产规模、制造工艺产品的可靠性和耐用性等方面，与国外发达国家相比还有和大差距，特别是在开发研制和生产大型搅拌设备、提高产品的技术性能等方面还需要我们努力解决。

1.2.2 干燥滚筒的发展趋势国外沥青搅拌设备外形结构紧凑、精巧，尤其是智能控制技术的成功运用，使得沥青搅拌设备的技术水平得到了进一步的提升。

环保型沥青搅拌设备产品的开发成为企业重要的一项工作。

节能技术和机电一体化技术的应用已到了必须直面的时候。

采用人机工程学设计，提高操作的智能化，减少噪声和振动，对外观造型设计的要求更高。

另外随着电子技术和电子元件的日渐成熟，计算机仿真技术的发展，自动检测，自动控制和自动调节技术也逐渐在干燥滚筒上得到应用。

节能、环保、自动化、智能化、高效率、大功率是未来几年干燥滚筒的发展方向。

国内绝大多数企业对干燥滚筒没有自己的专业设计，即没有自己的设计理论和计算依据，比如燃烧区长度的确定依据，料帘设计的热力学计算，以及根据骨料级配不同如何调整导料板的布局，形成最佳的料帘提高热能利用，确保出料温度的最佳调节控制。

除尘器中一级和二级装置的合理匹配，特别是根据骨料级配类型不同如何合理的调节装置和依据，以满足干燥滚筒合理的负压、烟气温度; 尤其是一级除尘装置对热料仓细级料的影响，以致于影响成品料的性能。

另外，燃烧器与干燥滚筒的匹配的问题需认真研究。

1.3 选题背景及意义随着中国交通道路网的不断壮大与延伸，道路的施工设备也在不断发展改进。

在高等级公路的建设中，沥青混凝土作为一种面层料具有高温稳定性强、路面抗滑性能好、抗磨耗能力强等优点，越来越多地被道路设计者们采用，沥青拌和楼就担负起了生产沥青混凝土的使命，从而沥青拌和楼在现代的高等级路面的施工中占有着举足轻重的作用。

近年来，在国家宏观调控政策的影响下，我国工程机械产业进入了加速增长阶段，呈现出前所未有的繁荣态势。

工程机械装备已经称为我国国民经济发展的支柱产业之一占世界工程机械总量第七位。

随着国家西部大开发战略的实施，南水北调工程，西电东送工程的启动，奥运会的基础设施及场馆建设等众多国家发展战略的实施，都为国内工程机械产品市场的发展提供了良好的空间，同时也必将有力地拉动相关产业的发展。

道路建设速度日益加快，中小型的沥青拌和楼已经不能满足道路建设的需求。

10年前产量在120t/h的沥青拌和楼已经渐渐逐出市场竞争的舞台，取而代之的是360t/h及400t/h等高产量的沥青拌和楼，他们渐渐成为市场的主流产品。

随着拌合楼产量的不断增大，其关键设备――干燥滚筒有关设备和技术参数也迎来了新的挑战。

对其使用寿命、工作效率、烘干能力、加热装置和驱动方式提出提出了新的要求。

近年来随着高等级公路的迅猛发展和对高等级公路路面质量要求的加强，影响沥青混合料质量的重要设备——干燥滚筒装置越来越受到设计者们和道路施工单位的重视。

集料的烘干质量严重影响路面的摊铺质量，且烘干质量的好坏与烘干方式、烘干温度控制、叶片结构和强度等息息相关。

以最低油耗达到最高效率的概念具体体现在干燥滚筒的每一个细微部分，为了达到以最低油耗达到最高效率的目的，设计者们利用在这一领域的丰富经验对如烘干方式、在筒内聚集的时间、旋转和排列方式、筒的散热方式、过量空气等所有相关因素进行认真深入研究。

显然，为了得到质量合格的集料，拌合、称量和振动筛分这几道工序至关重要，而干燥滚筒的作用同样不容忽视。

因此，为了提高沥青混合料的拌合质量进而提升公路摊铺质量达到国家质量标准，必须对干燥滚筒设计、结构和选材等方面加强研究。

在本设计中，主要进行干燥滚筒烘干方式、驱动方式的选择及结构的确定和主要零部件的设计计算、强度校核。

第二章干燥滚筒设计方案的选择2.1 干燥滚筒的作用与结构特点沥青混凝土本和设备有下列总成或部件组成：供料装置，烘干加热装置，除尘装置，拌合器，矿粉装置，成品料料斗，沥青流量器，沥青加热装置和操作控制室等。

冷骨料的烘干加热装置主要由干燥滚筒和燃烧装置两部分组成。

它是沥青混合料拌合设备不可缺少的关键总成之一，其作用是将骨料烘干加热至一定的工作温度，然后与一定温度的适量沥青等材料混合且均匀搅拌为成品料。

即利用该装置对骨料进行加热并使其充分脱水，以保证计量准确和准确的油石比及有机结合料对热骨料的均匀裹覆，是成品具有良好的使用品质和摊铺性能。

2.1.1 干燥滚筒的作用烘干加热装置用于冷骨料的烘干和加热到工作温度，其主要部件是干燥滚筒。

干燥滚筒是对冷骨料进行烘干、加热的装置，使冷骨料在较短的时间内用较低的燃料消耗充分脱水，并升高到一定的温度。

其烘干能力与几何尺寸、颗粒大小和含水量有关。

对冷骨料烘干加热的具体要求：为使冷骨料在干燥滚筒内以较短的时间、较低的燃料消耗充分脱水并加热至所需的工作温度，对干燥滚筒及冷骨料烘干加热提出以下要求：1）、冷骨料在干燥滚筒内应直接与燃气充分接触，以充分利用热能。