1、背景和目的
　　2005年1月1日開始實(shí)施的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004，下稱新規(guī)范)規(guī)定間歇式瀝青拌和機(jī)礦料級配的允許偏差為：篩孔0.075mm為±2%，篩孔≤2.36mm為±5%，篩孔≥4.75mm為±6%。從目前國內(nèi)使用的瀝青拌和機(jī)來看。由于新規(guī)范要求的提高，早期的3000型系列瀝青拌機(jī)在集料稱量方面不能適應(yīng)新的要求，后期的4000型系列瀝青拌機(jī)已有所改進(jìn)，但在系統(tǒng)穩(wěn)定性和使用維護(hù)方面還不夠理想。所以，對3000型系列瀝青拌和機(jī)的集料稱量系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)新規(guī)范要求，也可為4000型瀝青攪拌設(shè)備稱量系統(tǒng)的改進(jìn)作參考。
　　2、早期3000型系列瀝青拌和機(jī)集料稱量系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與存在問題

　　早期的3000型系列瀝青拌和機(jī)集料稱量系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，在這種結(jié)構(gòu)下，由于氣缸關(guān)門過程和集料落到稱量斗上都存在一定的延時(shí)，所以必須在未稱到設(shè)定值之前提前一定的量關(guān)閉熱料倉門，延時(shí)一定時(shí)問后再取稱量結(jié)果值。早期3000型系列瀝青拌和機(jī)的關(guān)倉提前值一般采用沖量自動(dòng)修正法，根據(jù)上一次稱量的關(guān)倉提前值和稱量誤差值調(diào)整下一次稱量的關(guān)倉提前值，調(diào)整算式如下：
　　下一次稱量關(guān)倉提前值=上一次稱量提前值+上一次稱量誤差值
　　應(yīng)用實(shí)踐表明，一般間歇式瀝青拌和機(jī)必須在大約30s時(shí)間內(nèi)完成集料稱量，為了在一定的時(shí)間內(nèi)完成稱量任務(wù)，熱料倉門必須開得足夠大。但是熱料倉門開得越大，適應(yīng)熱料倉儲料變化等不穩(wěn)因素的能力就越差，特別是出現(xiàn)缺料等待、進(jìn)料快慢變化較大等生產(chǎn)工況時(shí)，根據(jù)上一次稱量誤差調(diào)整的關(guān)倉提前值到下一次稱量時(shí)工況已經(jīng)變化很大而根本不能適用，系統(tǒng)穩(wěn)定性很差，誤差很大。
　　3、雙氣缸雙電磁閥的雙開度集料稱量系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、算法和優(yōu)勢

　　雙氣缸雙電磁閥的雙開度集料稱量系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖如圖2所示，兩條相同直徑的氣缸組成一組控制一個(gè)料倉門(如圖3所示)，氣缸行程根據(jù)料倉和集料的特性選擇，勻由單獨(dú)的二位五通電磁閥控制(如圖4所示)。兩條氣缸全部打開時(shí)為大開度，一條氣缸打開一條氣缸關(guān)閉時(shí)為小開度，兩條氣缸全部關(guān)閉時(shí)料倉門關(guān)閉，稱量流程如圖5所示。這種系統(tǒng)先以大開度保證稱量速度，再轉(zhuǎn)為小開度保證稱量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)兼顧了稱量速度、稱量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，系統(tǒng)對元器件要求不高，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)容易。


　　4、雙氣缸雙電磁閥的雙開度集料稱量系統(tǒng)應(yīng)用效果
　　實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)采樣如表1所示，從記錄數(shù)據(jù)可見4#料倉的關(guān)倉提前值多數(shù)處于等料狀態(tài)的超低值，從第8條記錄之后4#倉的料還出現(xiàn)時(shí)多時(shí)少的現(xiàn)象，這種情況同時(shí)影響3#倉的關(guān)倉提前值出現(xiàn)較大波動(dòng)，記錄的稱量結(jié)果均比較穩(wěn)定，誤差在規(guī)范允許范圍，說明這種結(jié)構(gòu)對缺料等待、進(jìn)料快慢變化較大等生產(chǎn)工況適應(yīng)能力較強(qiáng)。

　　生產(chǎn)應(yīng)用說明采用雙氣缸雙電磁閥的雙開度稱量系統(tǒng)可以兼顧稱量速度和稱量精度的要求，而且系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
　　5、小結(jié)
　　從改進(jìn)過程來看，單開度稱量機(jī)構(gòu)不能適應(yīng)復(fù)雜多變的工況造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差是誤差大的根本原因，雙氣缸雙電磁閥的雙開度集料稱量系統(tǒng)從執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和控制過程的算法兩個(gè)方而提出了簡單可行的改進(jìn)方法，為解決困擾瀝青攪拌設(shè)備稱量配料系統(tǒng)的這一設(shè)計(jì)問題提供了新的思路。從改進(jìn)后的應(yīng)用來看，大小開度的轉(zhuǎn)換值選擇比較關(guān)鍵，開度轉(zhuǎn)換值太大會影響稱量速度，太小則可能沒有大開度轉(zhuǎn)小開度的過程變成了原來的單開度稱量結(jié)構(gòu)，目前改進(jìn)后系統(tǒng)的開度轉(zhuǎn)換值還是根據(jù)現(xiàn)場過程手動(dòng)設(shè)定，進(jìn)一步改進(jìn)可考慮設(shè)計(jì)一定的算法自動(dòng)修正。
　　從上述集料稱量系統(tǒng)的改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，還可以比較容易理解填料和瀝青稱量的誤差以及不穩(wěn)定的原因。首先，填料稱量螺旋輸送器普遍采用如異步電動(dòng)機(jī)，或異步電動(dòng)機(jī)加蝶閥，或制動(dòng)電機(jī)都存在較大誤差和不穩(wěn)定，原因是填料因受潮等原因造成傳輸不穩(wěn)定導(dǎo)致最終停止稱量的提前值無法適應(yīng)。所以填料稱量控制比較好的結(jié)構(gòu)方式是：雙速制動(dòng)電機(jī)控制，或雙速電機(jī)加高速蝶閥控制，或變頻器加異步電動(dòng)機(jī)控制。其次，瀝青稱量仍然存在不穩(wěn)定的原因也是單開度稱量造成的問題，解決方法可同樣參考集料稱量采用雙氣缸雙電磁閥的雙開度稱量機(jī)構(gòu)。
　　另外，上述結(jié)構(gòu)可以為部分在用的4000型系列瀝青攪拌設(shè)備稱量系統(tǒng)的改進(jìn)作參考。