混凝土試驗(yàn)室用試驗(yàn)攪拌機(jī) 雙臥軸法介紹該產(chǎn)品構(gòu)造型式已經(jīng)納入國(guó)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(guò)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,890具有攪拌效率高、拌合物更加均勻、卸料更干凈等特點(diǎn)。 產(chǎn)品用途: 雙臥軸混凝土攪拌機(jī)產(chǎn)品適用于科研院所、攪拌站、檢測(cè)單位等機(jī)構(gòu)建材或混凝土試驗(yàn)室。 技術(shù)參數(shù): 構(gòu)造型式:雙臥軸 公稱(chēng)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 混凝土雙臥軸試驗(yàn)攪拌機(jī) 混凝土試驗(yàn)室用試驗(yàn)攪拌機(jī) 相關(guān)說(shuō)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(chǎng)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(jiǎn)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(xiàn)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(cè)》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(xiàn)速度(設(shè)計(jì)時(shí)確定);VL-混合料的線(xiàn)速度; 混凝土雙臥軸試驗(yàn)攪拌機(jī) 混凝土試驗(yàn)室用試驗(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(xiàn)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(guó)外許多廠(chǎng)家的攪拌機(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(wú)級(jí)調(diào)速方式,通過(guò)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(xiàn)速度和安裝角的變化,會(huì)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(jì)攪拌機(jī)時(shí),一般先確定攪拌機(jī)生產(chǎn)率,然后再計(jì)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(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(xiàn)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(xiàn)速度V 根據(jù)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn),攪拌機(jī)葉片頂部線(xiàn)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(wú)襯板技術(shù)的穩(wěn)定土攪拌機(jī)不存在以上問(wèn)題,因而這一結(jié)構(gòu)的槳葉頂部線(xiàn)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(guó)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(zhǎng)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(xiàn)與攪拌軸中心水平線(xiàn)的夾角。根據(jù)國(guó)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(guò)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(wú)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(shì),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(jiǎn)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(cè)》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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(chǎng)WBS-50型穩(wěn)定土廠(chǎng)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(chǎng)拌設(shè)備和HBS300型連續(xù)式水泥混凝土廠(chǎng)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(guò)工業(yè)性試驗(yàn)外,WBS-50型,WBS-200型已通過(guò)省級(jí)鑒定。至目前為止,WBS-50型已銷(xiāo)售近百套,WBS-200型銷(xiāo)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(guò)檢測(cè),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(cè)值大1/3,富余量過(guò)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)生產(chǎn)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)制造的攪拌機(jī),其生產(chǎn)率比理論值大1/2。 對(duì)于功率富余過(guò)大問(wèn)題,可根據(jù)實(shí)測(cè)值重新選配電機(jī)(電機(jī)功率應(yīng)大于高峰值10%~20%)。 實(shí)際生產(chǎn)率過(guò)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)生產(chǎn)率不超過(guò)設(shè)計(jì)值,就可保證攪拌質(zhì)量。 由本設(shè)計(jì)可知,在主要技術(shù)參數(shù)確定的條件下,拌缸長(zhǎng)度與攪拌時(shí)間成正比。當(dāng)混合料攪拌時(shí)間需要增加時(shí),拌缸長(zhǎng)度也應(yīng)增加;拌缸長(zhǎng)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(wèn)題,國(guó)內(nèi)外某些廠(chǎng)家設(shè)計(jì)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(lái)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(zhǎng)的攪拌時(shí)間。本設(shè)計(jì)是否適合內(nèi)循環(huán)攪拌機(jī)正在探索中 混凝土雙臥軸試驗(yàn)攪拌機(jī) 混凝土試驗(yàn)室用試驗(yàn)攪拌機(jī) |