摘要：混凝土攪拌站的機(jī)械設(shè)備在長期高強(qiáng)度的使用下，會(huì)出現(xiàn)各種故障問題，不僅會(huì)影響到混凝土的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可能會(huì)延誤施工進(jìn)度甚至發(fā)生安全事故。針對此問題，系統(tǒng)分析了攪拌站機(jī)械部件的磨損、電氣系統(tǒng)的失靈等故障原因，并提出預(yù)防性維護(hù)、系統(tǒng)性檢修和標(biāo)準(zhǔn)化操作的綜合保養(yǎng)方法，以此全面提升設(shè)備的運(yùn)行可靠性和生產(chǎn)效率，確保混凝土攪拌站的安全高效運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：混凝土攪拌站；常見故障；預(yù)防性維護(hù)；系統(tǒng)性檢修；標(biāo)準(zhǔn)化操作

0" "引言

混凝土攪拌站是混凝土生產(chǎn)的核心設(shè)備，承擔(dān)著持續(xù)高強(qiáng)度的工作任務(wù)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到工程項(xiàng)目的質(zhì)量和進(jìn)度?，F(xiàn)代建筑工程對混凝土的生產(chǎn)要求日益提高，攪拌站機(jī)械設(shè)備需要長期在高負(fù)荷和復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行，設(shè)備性能與耐久性受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的設(shè)備管理和維護(hù)方式難以適應(yīng)當(dāng)前復(fù)雜的施工需求。因此，探索更加科學(xué)有效的維護(hù)和保養(yǎng)方法，保障設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行，已成為業(yè)界亟待解決的重要課題。

1" "機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)

混凝土攪拌站機(jī)械設(shè)備主要由五大核心部分組成：攪拌系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)[1]。其中，攪拌系統(tǒng)通常由攪拌主機(jī)、攪拌臂、攪拌葉片等部件組成，是整個(gè)攪拌站的核心部位，負(fù)責(zé)將水泥、砂石、水等原料均勻混合。

輸送系統(tǒng)則包括料斗、皮帶輸送機(jī)等裝置，用于原材料的傳輸與成品混凝土的輸出。計(jì)量系統(tǒng)主要包括各種傳感器、計(jì)量器等，確保各類原材料按設(shè)定比例精確投放。儲(chǔ)存系統(tǒng)則是用來存放水泥、砂石等原材料的倉儲(chǔ)設(shè)施?？刂葡到y(tǒng)通常由可編程邏輯控制器（PLC）、顯示屏和相關(guān)軟件組成，負(fù)責(zé)全站的自動(dòng)化控制與操作。

2" "常見故障分析

2.1" "機(jī)械部件磨損引發(fā)生產(chǎn)中斷

由于混凝土生產(chǎn)過程中存在高強(qiáng)度的摩擦、沖擊和長期的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，攪拌站的機(jī)械部件如攪拌葉片、攪拌臂、輸送帶和軸承等容易發(fā)生磨損，進(jìn)而引發(fā)生產(chǎn)中斷。

2.1.1" "攪拌葉片和攪拌臂磨損

由于攪拌葉片和攪拌臂直接接觸砂石、水泥等高磨蝕性材料，在長時(shí)間高強(qiáng)度使用后，攪拌葉片和攪拌臂表面會(huì)逐漸磨損變薄，甚至出現(xiàn)裂紋或斷裂，直接導(dǎo)致攪拌效率下降。

2.1.2" "輸送帶磨損

由于輸送系統(tǒng)連續(xù)工作且傳輸高硬度的砂石等材料，造成皮帶輸送機(jī)的皮帶表面和滾筒軸承經(jīng)常處于高壓、高摩擦的狀態(tài)。輸送帶在長期使用過程中會(huì)出現(xiàn)表面老化、裂紋和脫層現(xiàn)象，而滾筒軸承則會(huì)因潤滑不足或材料疲勞而失效。

2.1.3" "軸承磨損

攪拌站中大量使用的軸承和其他旋轉(zhuǎn)部件，如電機(jī)軸、減速器軸等，在工作中承受著旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)和沖擊等復(fù)雜應(yīng)力。根據(jù)赫茲接觸理論，接觸應(yīng)力計(jì)算公式如下：

（1）

式中：P為軸承載荷，a為接觸面積的半徑。

當(dāng)應(yīng)力超過材料的疲勞極限時(shí)，軸承將會(huì)產(chǎn)生輕微裂紋和剝落現(xiàn)象。這種累積損傷將導(dǎo)致軸承的運(yùn)行精度降低，影響設(shè)備的可靠性。通過對長期運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軸承承受的應(yīng)力達(dá)到疲勞極限的90%時(shí)，微裂紋的出現(xiàn)率增加38%，剝落面積平均增加26%。隨著剝落面積的增加，軸承的運(yùn)行精度逐漸降低，最終將導(dǎo)致設(shè)備的整體振動(dòng)增加17%，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2" "電氣系統(tǒng)失靈導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)

電氣系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制和驅(qū)動(dòng)攪拌站的各個(gè)機(jī)械部件，包括電機(jī)、傳感器、PLC控制器等。電氣系統(tǒng)的常見故障及其原因如下。

2.2.1" "電機(jī)故障

電機(jī)主要為攪拌系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)等提供動(dòng)力。電機(jī)故障通常表現(xiàn)為無法啟動(dòng)、運(yùn)行過程中突然停止、過熱或異常噪聲等。其故障原因是由于電機(jī)長期處于超負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，導(dǎo)致繞組過熱，絕緣層破壞，從而引發(fā)短路或開路故障[2]。電壓波動(dòng)過大可能導(dǎo)致電機(jī)輸出功率不足或損壞。

2.2.2" "傳感器和PLC故障

傳感器用于監(jiān)測攪拌站內(nèi)的各種參數(shù)，如溫度、壓力、料位等。當(dāng)傳感器損壞或信號(hào)傳輸錯(cuò)誤時(shí)，PLC可能接收到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，從而做出錯(cuò)誤的控制指令。PLC控制器負(fù)責(zé)執(zhí)行傳感器反饋的信號(hào)并控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，其故障可能是由于電磁干擾、軟件程序錯(cuò)誤或硬件老化引起的。當(dāng)PLC無法正常工作時(shí)，整個(gè)攪拌站可能無法啟動(dòng)或運(yùn)行不穩(wěn)定。

2.2.3" "電氣線路故障

電氣線路是連接各個(gè)電氣元件的通道，其常見故障包括短路、斷路、接觸不良和絕緣老化等。短路通常由電纜老化、絕緣層破損或電線接頭松動(dòng)引發(fā)，導(dǎo)致電流急劇增大，引發(fā)線路過熱甚至燒毀。

斷路故障則可能由導(dǎo)線斷裂、接頭脫落或電氣元件損壞引起，直接導(dǎo)致設(shè)備失電，造成攪拌機(jī)停機(jī)。接觸不良常發(fā)生在電氣連接處，由于接頭松動(dòng)或氧化，導(dǎo)致電阻增大，進(jìn)而引起電壓波動(dòng)，導(dǎo)致攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致設(shè)備間歇性故障。

3" "維修保養(yǎng)方法

3.1" "開展預(yù)防性維護(hù)

3.1.1" "定期潤滑

混凝土攪拌站中的攪拌葉片、軸承、輸送系統(tǒng)的滾筒和鏈條等部件都需要定期潤滑。而潤滑油的選擇應(yīng)基于設(shè)備運(yùn)行的負(fù)荷、溫度和環(huán)境條件。潤滑劑類型及適用范圍如表1所示。

潤滑油或潤滑脂的添加周期T的計(jì)算公式如下：

（2）

式中：C為設(shè)備的額定載荷，η為潤滑劑的黏度指數(shù)，F(xiàn)為摩擦系數(shù)，V為工作環(huán)境的溫度系數(shù)。

假設(shè)攪拌主機(jī)軸承的額定載荷為5000N，選用的鋰基潤滑脂的黏度指數(shù)為250 cSt@40℃，摩擦系數(shù)為0.2，工作環(huán)境的溫度系數(shù)為5，代入式（2）中可計(jì)算得到潤滑油的添加周期為1250h。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，為保障設(shè)備的正常運(yùn)行，攪拌主機(jī)軸承潤滑油的添加周期為1250h，約為52d。

此外，混凝土生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和雜質(zhì)，容易附著在機(jī)械設(shè)備表面。因此，應(yīng)定期清除攪拌機(jī)內(nèi)部的殘留物、輸送帶上的積料以及電機(jī)表面的灰塵，減少因污染導(dǎo)致的機(jī)械過熱和腐蝕。

3.1.2" "定期校準(zhǔn)、信號(hào)檢測和線路檢查

傳感器和電氣系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)主要包括定期校準(zhǔn)、信號(hào)檢測和電氣線路檢查。在維修保養(yǎng)實(shí)踐中，需按照表2所示的校準(zhǔn)周期與允許誤差范圍進(jìn)行處理。常見傳感器的校準(zhǔn)參數(shù)如表2所示。

另外，在電氣系統(tǒng)維護(hù)中還需使用兆歐表檢測電氣線路的絕緣電阻，推薦值應(yīng)不低于1MΩ。同時(shí)電氣設(shè)備的負(fù)荷電流應(yīng)控制在其額定電流的80%～90%之間，以防止電機(jī)過載。

為判斷機(jī)械設(shè)備的健康狀態(tài)，還應(yīng)結(jié)合振動(dòng)速度情況進(jìn)行分析。振動(dòng)速度是判斷機(jī)械健康狀態(tài)的主要參數(shù)，通過在攪拌機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備安裝振動(dòng)傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測振動(dòng)信號(hào)[3]。振動(dòng)速度與振動(dòng)頻率和振幅的關(guān)系如下：

V=2π?A" " " " " " " " " （3）

通常振動(dòng)速度范圍在0～4mm/s之間，超過8mm/s時(shí)則意味著存在潛在故障，應(yīng)立即進(jìn)行檢修。

除此之外，在電機(jī)和軸承在運(yùn)行過程中，溫度過高或噪聲增大都是設(shè)備故障的先兆?？赏ㄟ^紅外測溫儀或噪音傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵部件的溫度和噪聲，設(shè)定報(bào)警值。當(dāng)檢測值超過設(shè)定閾值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員進(jìn)行檢查。設(shè)備溫度與噪聲的參考范圍如表3所示。

3.2" "執(zhí)行系統(tǒng)性檢修

3.2.1" "攪拌主機(jī)檢修

對于攪拌主機(jī)，需要特別注意攪拌葉片和攪拌臂的狀態(tài)。除常規(guī)的表面檢查，還應(yīng)進(jìn)行尺寸測量，確保部件未出現(xiàn)過度磨損或變形。根據(jù)葉片和攪拌臂的使用狀況，進(jìn)行必要的調(diào)整或更換。

3.2.2" "傳動(dòng)系統(tǒng)檢修

在傳動(dòng)系統(tǒng)方面，檢修重點(diǎn)在于皮帶的松緊度和齒輪的嚙合精度。傳動(dòng)帶的松緊度可以使用張力儀測量，確保其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。對于齒輪嚙合，則需檢查齒輪齒面的磨損情況，并通過齒輪嚙合接觸斑點(diǎn)檢測來確認(rèn)齒輪的嚙合是否精準(zhǔn)[4]。對于磨損嚴(yán)重的齒輪，需要重新進(jìn)行嚙合調(diào)整或更換。

3.2.3" "電氣系統(tǒng)檢修

在電氣系統(tǒng)方面，應(yīng)使用電流表和萬用表測量繼電器和接觸器的工作電流和接觸電阻。PLC的檢修應(yīng)包含程序備份、硬件接口檢查以及對故障記錄的分析，以確?？刂葡到y(tǒng)在檢修后能夠正常運(yùn)行。所有接線端子應(yīng)定期進(jìn)行緊固處理，避免因振動(dòng)導(dǎo)致的接觸不良問題。對于老化電纜，應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻測試，以確保絕緣層未出現(xiàn)破損或老化。電氣系統(tǒng)檢修的關(guān)鍵參數(shù)和參考值如表4所示。

3.2.4" "建立檢修檔案

每次檢修后，應(yīng)詳細(xì)記錄關(guān)鍵部件的檢測結(jié)果，如攪拌葉片的磨損狀態(tài)、傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪嚙合精度、電氣元件的電阻和電壓值等。通過建立設(shè)備運(yùn)行和檢修的歷史檔案，可以為未來的檢修提供參考數(shù)據(jù)。

3.3" "進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作

為有效延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，混凝土攪拌站應(yīng)制定標(biāo)準(zhǔn)化操作流程。

3.3.1" "標(biāo)準(zhǔn)化操作流程

在操作規(guī)程方面，應(yīng)細(xì)化具體流程和步驟。啟動(dòng)順序一般為：先啟動(dòng)電源，確?？刂葡到y(tǒng)完成初始化，并檢查電源電壓是否在正常范圍內(nèi)，以防止因電壓波動(dòng)造成系統(tǒng)故障。再啟動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，監(jiān)測電機(jī)的啟動(dòng)電流，確保其不超過額定電流的120%，以避免啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊損壞電機(jī)。最后啟動(dòng)攪拌裝置，攪拌裝置啟動(dòng)后，應(yīng)立即檢查攪拌軸的運(yùn)行狀態(tài)，確保無異常振動(dòng)或異響。各階段的啟動(dòng)延遲時(shí)間設(shè)定為固定值，避免電流沖擊導(dǎo)致設(shè)備損耗。攪拌速度和時(shí)間等參數(shù)通過PLC控制系統(tǒng)鎖定，攪拌速度設(shè)定為25r/min，攪拌時(shí)間一般設(shè)定為45s，確保每次操作的一致性[5]。

3.3.2" "操作人員培訓(xùn)

操作人員培訓(xùn)應(yīng)包括操作細(xì)節(jié)和規(guī)范執(zhí)行。培訓(xùn)內(nèi)容包括如何正確設(shè)定攪拌參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)順序啟動(dòng)和停止設(shè)備，在系統(tǒng)提示時(shí)進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)。模擬訓(xùn)練中，操作人員應(yīng)反復(fù)演練標(biāo)準(zhǔn)化流程，確保每個(gè)步驟的準(zhǔn)確執(zhí)行，尤其是在緊急情況下的處理，如突然停電或設(shè)備故障時(shí)的應(yīng)急操作。培訓(xùn)考核可設(shè)定場景，要求操作人員在模擬環(huán)境中執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，考核其熟練程度、異常情況反應(yīng)速度以及操作過程中的準(zhǔn)確性。

3.3.3" "定期審核操作數(shù)據(jù)和流程

此外，還應(yīng)定期審核操作數(shù)據(jù)和流程。操作數(shù)據(jù)包括每次設(shè)備運(yùn)行的啟動(dòng)時(shí)間、攪拌時(shí)間、轉(zhuǎn)速、溫度等，系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表，每周或每月由管理層審核。審核重點(diǎn)關(guān)注參數(shù)的穩(wěn)定性和偏差情況，例如攪拌時(shí)間的偏差是否超過5%，轉(zhuǎn)速是否在允許范圍內(nèi)波動(dòng)。若出現(xiàn)較大偏差，則需追溯原因并修訂操作規(guī)程，確保下一次操作更加穩(wěn)定。

4" "結(jié)束語

本文通過對混凝土攪拌站機(jī)械設(shè)備常見故障的深入分析與研究，提出了涵蓋預(yù)防性維護(hù)、系統(tǒng)性檢修和標(biāo)準(zhǔn)化操作的綜合保養(yǎng)方法。該方法有助于降低設(shè)備故障發(fā)生頻率，延長設(shè)備的使用壽命，提升生產(chǎn)的穩(wěn)定性和效率。未來研究工作應(yīng)進(jìn)一步聚焦于優(yōu)化維護(hù)和檢修流程，結(jié)合先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化診斷，并探索更多智能化工具的應(yīng)用，以應(yīng)對復(fù)雜工況下設(shè)備維護(hù)的新挑戰(zhàn)。

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