混凝土雙臥軸攪拌機(jī)

該產(chǎn)品構(gòu)造型式已經(jīng)納入國家行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)——《混凝土試驗(yàn)用攪拌機(jī)》(JG244-2009)，產(chǎn)品性能符合并超過標(biāo)準(zhǔn)要求。由于設(shè)計(jì)科學(xué)合理、嚴(yán)格質(zhì)量控制以及其*的構(gòu)造型式，具有攪拌效率高、拌合物更加均勻、卸料更干凈等特點(diǎn)。

主要特點(diǎn)：

雙臥軸攪拌機(jī)具有攪拌效率高、拌合物更加均勻、卸料更干凈等特點(diǎn)。

技術(shù)參數(shù)：

 相關(guān)說明：

在修筑各級(jí)公路和城市道路中，雙臥軸強(qiáng)制連續(xù)式混凝土攪拌機(jī)被廣泛用于各種級(jí)配混合料的攪拌。在介紹了該型攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)其攪拌槳葉拌料時(shí)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析后，較為詳實(shí)地闡述了攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定方法，以及此設(shè)計(jì)方法用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備后的實(shí)際應(yīng)用情況。 
  雙臥軸強(qiáng)制連續(xù)式混凝土攪拌機(jī)設(shè)計(jì)？混凝土攪拌機(jī)的容積，1混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 
  攪拌機(jī)主要由攪拌裝置、拌缸、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架等部分組成。其中攪拌裝置由兩根臥軸、攪拌臂、攪拌槳葉等部件組成。拌缸由殼體、襯板、蓋板等部件組成。進(jìn)料口設(shè)置在拌缸一端蓋板的上部，卸料口可設(shè)置在拌缸另一端的下部或端部， 
  2槳葉拌料時(shí)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)分析 
  拌和時(shí)，松散的混合料在槳葉作用下，其動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)形態(tài)極為復(fù)雜。為進(jìn)行定性分析，將某一瞬間槳葉對(duì)混合料的作用情況簡化   2.1混凝土攪拌機(jī)動(dòng)力分析 
  設(shè)槳葉工作表面對(duì)混合料的作用力的合力為F，則混合料對(duì)槳葉的反作用力F′=F。F′分解成兩分力：沿槳葉工作表面寬度方向的滑移力F1和垂直于槳葉工作表面的正壓力F2。F1、F2按下式計(jì)算： 
  式中，λ為槳葉在攪拌軸上的投影與軸中心線夾角。 
  此外，混合料與槳葉表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面有一摩擦力Ff。Ff計(jì)算公式為 
  式中，f為混合料與槳葉工作表面的摩擦系數(shù)，可查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》確定。 
  2.2運(yùn)動(dòng)分析 
  混合料在槳葉的作用下，一方面與槳葉一起作圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面沿槳葉工作表面的寬度方向滑動(dòng)。 
  混合料沿槳葉工作表面寬度方向的滑動(dòng)速度v可分解為兩個(gè)分速度：軸向速度v1和切向速度v2。速度計(jì)算方法如下：   式中：V-槳葉線速度(設(shè)計(jì)時(shí)確定)；VL-混合料的線速度； 
  混凝土雙臥軸試驗(yàn)攪拌機(jī)以上結(jié)果表明：(1)混合料的攪拌時(shí)間與槳葉的線速度、安裝角密切相關(guān)。(2)槳葉的安裝角λ=40°～45°時(shí)，攪拌效率。鑒于此，國外許多 的攪拌機(jī)上，將槳葉設(shè)計(jì)成安裝角可調(diào)的形式，傳動(dòng)系統(tǒng)也采用液壓無級(jí)調(diào)速方式，通過對(duì)安裝角和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，改變混合料的攪拌時(shí)間，以適應(yīng)攪拌不同的混合料。   但是，槳葉線速度和安裝角的變化，會(huì)改變攪拌機(jī) 率，而 率的變化將影響設(shè)備其它系統(tǒng)的工況，而且，槳葉速度的調(diào)整也有一定的限制(待后敘述)，因此，初步設(shè)計(jì)攪拌機(jī)時(shí)，一般先確定攪拌機(jī) 率，然后再計(jì)算和確定其它技術(shù)參數(shù)。 
主要技術(shù)參數(shù)的確定   3.1拌缸橫截面流量Q 
  攪拌機(jī)工作時(shí)，混合料在攪拌裝置的作用下，不斷翻動(dòng)、摻合，其流態(tài)非常復(fù)雜，但從宏觀上分析，由于攪拌機(jī)是連續(xù)工作的，根據(jù)連續(xù)性原理，拌缸內(nèi)各橫截面的流量相等。 
  式中：Q進(jìn)-進(jìn)料口流量，t/h;   q液-加入拌缸的液體質(zhì)量t/h。   3.2拌缸的有效容積G 
  G是指在攪拌機(jī)工作時(shí)，攪拌槳葉能夠翻動(dòng)、攪拌到的那部分混合料所占有的體積。此體積與拌缸的大小、槳葉結(jié)構(gòu)尺寸和安裝角度以及槳葉線速度等密切相關(guān)，不易計(jì)算。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可按下式計(jì)算：   式中：Q-拌缸橫截面流量，m3/h， 
  t-攪拌時(shí)間，h;據(jù)有關(guān)資料，穩(wěn)定土t=20～30s，乳化機(jī)水泥混凝土t=40～60s，當(dāng)Q大時(shí)(150m3/h以上)取大值，Q小時(shí)取小值。   3.3槳葉線速度V 
  根據(jù)國內(nèi)外產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)，攪拌機(jī)葉片頂部線速度V應(yīng)為1.5～1.7m/s。當(dāng)V大于此經(jīng)驗(yàn)速度時(shí)，攪拌機(jī)襯板和槳葉端部的間隙中將產(chǎn)生大量的碎石楔住現(xiàn)象，這不僅增加功率消耗和槳葉、襯板的磨損，而且會(huì)不適當(dāng)?shù)胤鬯槭?，降低混合料的質(zhì)量。當(dāng)然，采用無襯板技術(shù)的穩(wěn)定土攪拌機(jī)不存在以上問題，因而這一結(jié)構(gòu)的槳葉頂部線速度可在2.5～3m/s間選取。   3.4攪拌裝置各幾何尺寸的計(jì)算 
  參考國內(nèi)有關(guān)資料，攪拌裝置各幾何尺寸按如下公式計(jì)算。 (1)攪拌槳葉zui大旋轉(zhuǎn)半徑 
  式中：ψ-殼體形狀系數(shù)，ψ=1.1～1.4；當(dāng)拌缸橫截面為雙圓弧形時(shí)，ψ取小值，其它形狀時(shí)取大值；   G-拌缸有效容積，m3。 
  槳葉寬度根據(jù)液體噴灑壓力取值，當(dāng)噴入拌缸的液體壓力在1.5～2MPa時(shí)，W取大值；當(dāng)液體自流和小壓力噴入拌缸時(shí)，W取小值。   b的取值方法與W相同。 
  槳葉的形狀可以是長方形、方形、帶圓角方形等。以上槳葉參數(shù)是初步設(shè)計(jì)值。 
  式中，α為攪拌軸中心和槳葉zui大旋轉(zhuǎn)半徑交點(diǎn)的聯(lián)線與攪拌軸中心水平線的夾角。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料，通常取α=34°～40°。   3.5拌缸幾何尺寸的計(jì)算 
  進(jìn)料口尺寸應(yīng)與送料機(jī)械的卸料口相匹配。當(dāng)送料機(jī)械為皮帶輸送機(jī)時(shí)，可初定N=B(B為皮帶寬度)，然后按下式計(jì)算M。 
  Ｍ值的大小還與送料機(jī)械的卸料高度有關(guān)。當(dāng)卸料高度較大時(shí)，可將進(jìn)料口設(shè)計(jì)成漏斗狀，這時(shí)M取小值；當(dāng)卸料高度較小時(shí)，為避免皮帶回料，M取大值。   如圖7所示，當(dāng)攪拌機(jī)出料口設(shè)置在拌缸端部下面時(shí)，尺寸E的大小對(duì)攪拌時(shí)間有一定的影響，因此在保證出料順暢的情況下，E應(yīng)盡量小。參照水力學(xué)的有關(guān)知識(shí)，E與物料粒度有關(guān)，初步設(shè)計(jì)時(shí)，按下式計(jì)算：   式中，d為物料zui大粒徑，m。   如圖7所示，尺寸F的計(jì)算公式為   a-兩軸中心距，m；   R-槳葉zui大旋轉(zhuǎn)半徑，m。 
  在以上參數(shù)確定后，L按下試計(jì)算：   式中：G-拌缸有效容積； 
  S1-混合料在攪拌軸以上占有的截面面積，m2，S1=H(2R+a)；其中，H是攪拌過程中，假設(shè)混合料在攪拌軸以上占有的平均高度，參考有關(guān)資料，H=(1/4～2/5)R； 
 
  S2-在攪拌軸以下混合料占有的截面面積，m2， 
  式中：C-槳葉頂部與拌缸襯板表面的間隙；根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，C=5～8mm，當(dāng)采用無襯板結(jié)構(gòu)時(shí)，C=混合料zui大粒徑+20mm。   4混凝土攪拌機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的初步計(jì)算   4.1受力工況 
  槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，在q段攪拌機(jī)，粒料在重力作用下有向下運(yùn)動(dòng)趨勢，而槳葉從底部向上旋轉(zhuǎn)，此時(shí)槳葉被碎石楔緊的可能性zui大。設(shè)攪拌裝置裝有x對(duì)槳葉(單臂時(shí)為x把)，則x/2把槳葉同時(shí)被楔形碎石楔緊時(shí)，拌和負(fù)荷zui大。   4.2槳葉受力分析(楔緊時(shí)) 
  在上述工況，攪拌槳葉受攪拌混合料的力Fj和楔緊力Fx的作用，如圖9。   4.3受力計(jì)算 
  混凝土攪拌機(jī)的容積為簡化計(jì)算，設(shè)攪拌裝置工作時(shí)，將拌缸有效容積混合料整體推動(dòng)。這時(shí)，總攪拌力為   G-拌缸有效容積，m3； 
  f-混合料與拌缸襯板表面的摩擦系數(shù)，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》確定。   槳葉被楔緊時(shí)，必須將楔石擠碎才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。Fx按下式計(jì)算： 
  式中：l-槳葉與楔石的接觸長度，mm;為了使槳葉端部輪廓與拌缸襯板表面的間隙處處相等，槳葉端部為弧形，經(jīng)實(shí)際測量，l=5～10mm，弧度大時(shí)取大值，弧度小時(shí)取小值； 
  b-槳葉與楔石接觸寬度，經(jīng)實(shí)際測量，b=4mm;   f-碎石與鋼的摩擦系數(shù)。   4.4攪拌軸扭矩Mq的計(jì)算 
  式中：x-攪拌裝置槳葉對(duì)數(shù)，單臂時(shí)為把數(shù)；   R-槳葉zui大旋轉(zhuǎn)半徑，m。   4.5驅(qū)動(dòng)功率P的計(jì)算   5應(yīng)用情況 本設(shè)計(jì)已先后用于我廠WBS-50型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核和修正，WBS-200型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備和HBS300型連續(xù)式水泥混凝土廠拌設(shè)備攪拌機(jī)的初步設(shè)計(jì)。這三種機(jī)型中，除HBS300型尚未經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn)外，WBS-50型，WBS-200型已通過省級(jí)鑒定。至目前為止，WBS-50型已銷售近百套，WBS-200型銷售近20套。所有投入使用的攪拌機(jī)均達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求，故障率不到1%(不計(jì)槳葉、襯板等易損件的更換)。 
  通過檢測，本設(shè)計(jì)尚有不足之處，主要有： 
  (1)按本設(shè)計(jì)確定的驅(qū)動(dòng)功率比攪拌機(jī)工作時(shí)的實(shí)測值大1/3，富余量過大。   (2)初步設(shè)計(jì)時(shí)，攪拌機(jī)各主要技術(shù)參數(shù)是根據(jù) 率確定的，但按本設(shè)計(jì)計(jì)算確定的各主要技術(shù)參數(shù) 的攪拌機(jī)，其 率比理論值大1/2。   對(duì)于功率富余過大問題，可根據(jù)實(shí)測值重新選配電機(jī)(電機(jī)功率應(yīng)大于高峰值10%～20%)。 
  實(shí)際 率過大，會(huì)影響攪拌質(zhì)量，實(shí)際應(yīng)用時(shí)只要配料系統(tǒng) 率不超過設(shè)計(jì)值，就可保證攪拌質(zhì)量。