產(chǎn)品用途：
產(chǎn)品適用于科研院所、攪拌站、檢測單位等機(jī)構(gòu)建材或混凝土試驗室。
技術(shù)參數(shù)：
構(gòu)造型式：雙臥軸
公稱容量：60L
攪拌電機(jī)功率：3.0KW
傾翻卸料電機(jī)功率：0.75Kw
攪拌筒材質(zhì)：16Mn鋼
攪拌葉材質(zhì)：16Mn鋼
葉片與筒壁間隙：1mm
筒壁厚度：10mm葉片厚度：12mm
外形尺寸：1100×900×1050
重量：700Kg 相關(guān)說明： 混凝土試驗雙臥軸攪拌機(jī)在修筑各級公路和城市道路中，雙臥軸強制連續(xù)式混凝土攪拌機(jī)被廣泛用于各種級配混合料的攪拌。在介紹了該型攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點，并對其攪拌槳葉拌料時的動力與運動進(jìn)行分析后，較為詳實地闡述了攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定方法，以及此設(shè)計方法用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備后的實際應(yīng)用情況。
雙臥軸強制連續(xù)式混凝土攪拌機(jī)設(shè)計？混凝土攪拌機(jī)的容積，1混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)特點
攪拌機(jī)主要由攪拌裝置、拌缸、驅(qū)動系統(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槳葉拌料時的動力與運動分析
拌和時，松散的混合料在槳葉作用下，其動力與運動形態(tài)極為復(fù)雜。為進(jìn)行定性分析，將某一瞬間槳葉對混合料的作用情況簡化 2.1混凝土攪拌機(jī)動力分析
設(shè)槳葉工作表面對混合料的作用力的合力為F，則混合料對槳葉的反作用力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運動時，在相對運動表面有一摩擦力Ff。Ff計算公式為
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)計手冊》確定。
2.2運動分析
混合料在槳葉的作用下，一方面與槳葉一起作圓周運動，另一方面沿槳葉工作表面的寬度方向滑動。
混合料沿槳葉工作表面寬度方向的滑動速度v可分解為兩個分速度：軸向速度v1和切向速度v2。速度計算方法如下： 式中：V-槳葉線速度(設(shè)計時確定)；VL-混合料的線速度；
混凝土雙臥軸試驗攪拌機(jī)以上結(jié)果表明：(1)混合料的攪拌時間與槳葉的線速度、安裝角密切相關(guān)。(2)槳葉的安裝角λ=40°～45°時，攪拌效率*。鑒于此，國外許多廠家的攪拌機(jī)上，將槳葉設(shè)計成安裝角可調(diào)的形式，傳動系統(tǒng)也采用液壓無級調(diào)速方式，通過對安裝角和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，改變混合料的攪拌時間，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，會改變攪拌機(jī)生產(chǎn)率，而生產(chǎn)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)計攪拌機(jī)時，一般先確定攪拌機(jī)生產(chǎn)率，然后再計算和確定其它技術(shù)參數(shù)。
3混凝土攪拌機(jī)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，混合料在攪拌裝置的作用下，不斷翻動、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，攪拌槳葉能夠翻動、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)，不易計算。初步設(shè)計時，可按下式計算： 式中：Q-拌缸橫截面流量，m3/h，
t-攪拌時間，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(150m3/h以上)取大值，Q小時取小值。 3.3槳葉線速度V
根據(jù)國內(nèi)外產(chǎn)品的經(jīng)驗，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)驗速度時，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，ψ取小值，其它形狀時取大值； 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，W取大值；當(dāng)液體自流和小壓力噴入拌缸時，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)計值。
式中，α為攪拌軸中心和槳葉zui大旋轉(zhuǎn)半徑交點的聯(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，可初定N=B(B為皮帶寬度)，然后按下式計算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，可將進(jìn)料口設(shè)計成漏斗狀，這時M取小值；當(dāng)卸料高度較小時，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，尺寸E的大小對攪拌時間有一定的影響，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，E與物料粒度有關(guān)，初步設(shè)計時，按下式計算： 式中，d為物料zui大粒徑，m。 如圖7所示，尺寸F的計算公式為 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)實際應(yīng)用經(jīng)驗，C=5～8mm，當(dāng)采用無襯板結(jié)構(gòu)時，C=混合料zui大粒徑+20mm。 4混凝土攪拌機(jī)驅(qū)動功率的初步計算 4.1受力工況
槳葉旋轉(zhuǎn)時，在q段攪拌機(jī)，粒料在重力作用下有向下運動趨勢，而槳葉從底部向上旋轉(zhuǎn)，此時槳葉被碎石楔緊的可能性zui大。設(shè)攪拌裝置裝有x對槳葉(單臂時為x把)，則x/2把槳葉同時被楔形碎石楔緊時，拌和負(fù)荷zui大。 4.2槳葉受力分析(楔緊時)
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受力計算
混凝土攪拌機(jī)的容積為簡化計算，設(shè)攪拌裝置工作時，將拌缸有效容積混合料整體推動。這時，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)計手冊》確定。 槳葉被楔緊時，必須將楔石擠碎才能繼續(xù)運動。Fx按下式計算：
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)實際測量，l=5～10mm，弧度大時取大值，弧度小時取小值；
b-槳葉與楔石接觸寬度，經(jīng)實際測量，b=4mm; f-碎石與鋼的摩擦系數(shù)。 4.4攪拌軸扭矩Mq的計算
式中：x-攪拌裝置槳葉對數(shù)，單臂時為把數(shù)； R-槳葉zui大旋轉(zhuǎn)半徑，m。 4.5驅(qū)動功率P的計算 5應(yīng)用情況 本設(shè)計已先后用于我廠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。這三種機(jī)型中，除HBS300型尚未經(jīng)過工業(yè)性試驗外，WBS-50型，WBS-200型已通過省級鑒定。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)計和使用要求，故障率不到1%(不計槳葉、襯板等易損件的更換)。
通過檢測，本設(shè)計尚有不足之處，主要有：
(1)按本設(shè)計確定的驅(qū)動功率比攪拌機(jī)工作時的實測值大1/3，富余量過大。 (2)初步設(shè)計時，攪拌機(jī)各主要技術(shù)參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)率確定的，但按本設(shè)計計算確定的各主要技術(shù)參數(shù)制造的攪拌機(jī)，其生產(chǎn)率比理論值大1/2。 對于功率富余過大問題，可根據(jù)實測值重新選配電機(jī)(電機(jī)功率應(yīng)大于高峰值10%～20%)。
實際生產(chǎn)率過大，會影響攪拌質(zhì)量，實際應(yīng)用時只要配料系統(tǒng)生產(chǎn)率不超過設(shè)計值，就可保證攪拌質(zhì)量。
由本設(shè)計可知，在主要技術(shù)參數(shù)確定的條件下，拌缸長度與攪拌時間成正比。當(dāng)混合料攪拌時間需要增加時，拌缸長度也應(yīng)增加；拌缸長度的增加既增加了功率消耗，又增大了制造難度和成本。為了解決這一問題，國內(nèi)外某些廠家設(shè)計制造了內(nèi)循環(huán)攪拌機(jī)。所謂內(nèi)循環(huán)就是混合料沿軸向來回循環(huán)，就象繞∞字一樣，這種攪拌機(jī)可用較短的拌缸獲得較長的攪拌時間。本設(shè)計是否適合內(nèi)循環(huán)攪拌機(jī)正在探索中 |
