混凝土試驗室用攪拌機

該產品構造型式已經納入國家行業強制性標準——《混凝土試驗用攪拌機》(JG244-2009)，產品性能符合并超過標準要求。由于設計科學合理、嚴格質量控制以及其*的構造型式，{a}890{/a}具有攪拌效率高、拌合物更加均勻、卸料更干凈等特點。

混凝土試驗室用攪拌機產品用途：
產品適用于科研院所、攪拌站、檢測單位等機構建材或混凝土試驗室。
技術參數：
構造型式：雙臥軸
公稱容量：60L
攪拌電機功率：3.0KW
傾翻卸料電機功率：0.75Kw
攪拌筒材質：16Mn鋼
攪拌葉材質：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

相關說明：

在修筑各級公路和城市道路中，雙臥軸強制連續式混凝土攪拌機被廣泛用于各種級配混合料的攪拌。在介紹了該型攪拌機的結構特點，并對其攪拌槳葉拌料時的動力與運動進行分析后，較為詳實地闡述了攪拌機主要技術參數的確定方法，以及此設計方法用于穩定土廠拌設備后的實際應用情況。 
  雙臥軸強制連續式混凝土攪拌機設計？混凝土攪拌機的容積，1混凝土攪拌機結構特點 
  攪拌機主要由攪拌裝置、拌缸、驅動系統、機架等部分組成。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。進料口設置在拌缸一端蓋板的上部，卸料口可設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，其動力與運動形態極為復雜。為進行定性分析，將某一瞬間槳葉對混合料的作用情況簡化   2.1混凝土攪拌機動力分析 
  設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，可查閱《機械設計手冊》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(設計時確定)；VL-混合料的線速度； 
  混凝土雙臥軸試驗攪拌機以上結果表明：(1)混合料的攪拌時間與槳葉的線速度、安裝角密切相關。(2)槳葉的安裝角λ=40°～45°時，攪拌效率*。鑒于此，國外許多 的攪拌機上，將槳葉設計成安裝角可調的形式，傳動系統也采用液壓無級調速方式，通過對安裝角和轉速的調節，改變混合料的攪拌時間，以適應攪拌不同的混合料。   但是，槳葉線速度和安裝角的變化，會改變攪拌機 率，而 率的變化將影響設備其它系統的工況，而且，槳葉速度的調整也有一定的限制(待后敘述)，因此，初步設計攪拌機時，一般先確定攪拌機 率，然后再計算和確定其它技術參數。 
主要技術參數的確定   3.1拌缸橫截面流量Q 
  攪拌機工作時，混合料在攪拌裝置的作用下，不斷翻動、摻合，其流態非常復雜，但從宏觀上分析，由于攪拌機是連續工作的，根據連續性原理，拌缸內各橫截面的流量相等。 
  式中：Q進-進料口流量，t/h;   q液-加入拌缸的液體質量t/h。   3.2拌缸的有效容積G 
  G是指在攪拌機工作時，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、槳葉結構尺寸和安裝角度以及槳葉線速度等密切相關，不易計算。初步設計時，可按下式計算：   式中：Q-拌缸橫截面流量，m3/h， 
  t-攪拌時間，h;據有關資料，穩定土t=20～30s，乳化機水泥混凝土t=40～60s，當Q大時(150m3/h以上)取大值，Q小時取小值。   3.3槳葉線速度V 
  根據國內外產品的經驗，攪拌機葉片頂部線速度V應為1.5～1.7m/s。當V大于此經驗速度時，攪拌機襯板和槳葉端部的間隙中將產生大量的碎石楔住現象，這不僅增加功率消耗和槳葉、襯板的磨損，而且會不適當地粉碎石料，降低混合料的質量。當然，采用無襯板技術的穩定土攪拌機不存在以上問題，因而這一結構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 
  參考國內有關資料，攪拌裝置各幾何尺寸按如下公式計算。 (1)攪拌槳葉zui大旋轉半徑 
  式中：ψ-殼體形狀系數，ψ=1.1～1.4；當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。 
  槳葉寬度根據液體噴灑壓力取值，當噴入拌缸的液體壓力在1.5～2MPa時，W取大值；當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。以上槳葉參數是初步設計值。 
  式中，α為攪拌軸中心和槳葉zui大旋轉半徑交點的聯線與攪拌軸中心水平線的夾角。根據國內有關資料，通常取α=34°～40°。   3.5拌缸幾何尺寸的計算 
  進料口尺寸應與送料機械的卸料口相匹配。當送料機械為皮帶輸送機時，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械的卸料高度有關。當卸料高度較大時，可將進料口設計成漏斗狀，這時M取小值；當卸料高度較小時，為避免皮帶回料，M取大值。   如圖7所示，當攪拌機出料口設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應盡量小。參照水力學的有關知識，E與物料粒度有關，初步設計時，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大旋轉半徑，m。 
  在以上參數確定后，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，假設混合料在攪拌軸以上占有的平均高度，參考有關資料，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；根據實際應用經驗，C=5～8mm，當采用無襯板結構時，C=混合料zui大粒徑+20mm。   4混凝土攪拌機驅動功率的初步計算   4.1受力工況 
  槳葉旋轉時，在q段攪拌機，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，此時槳葉被碎石楔緊的可能性zui大。設攪拌裝置裝有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 
  混凝土攪拌機的容積為簡化計算，設攪拌裝置工作時，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，查閱《機械設計手冊》確定。   槳葉被楔緊時，必須將楔石擠碎才能繼續運動。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，經實際測量，b=4mm;   f-碎石與鋼的摩擦系數。   4.4攪拌軸扭矩Mq的計算 
  式中：x-攪拌裝置槳葉對數，單臂時為把數；   R-槳葉zui大旋轉半徑，m。   4.5驅動功率P的計算   5應用情況 本設計已先后用于我廠WBS-50型穩定土廠拌設備攪拌機主要技術參數的校核和修正，WBS-200型穩定土廠拌設備和HBS300型連續式水泥混凝土廠拌設備攪拌機的初步設計。這三種機型中，除HBS300型尚未經過工業性試驗外，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均達到設計和使用要求，故障率不到1%(不計槳葉、襯板等易損件的更換)。 
  通過檢測，本設計尚有不足之處，主要有： 
  (1)按本設計確定的驅動功率比攪拌機工作時的實測值大1/3，富余量過大。   (2)初步設計時，攪拌機各主要技術參數是根據 率確定的，但按本設計計算確定的各主要技術參數 的攪拌機，其 率比理論值大1/2。   對于功率富余過大問題，可根據實測值重新選配電機(電機功率應大于高峰值10%～20%)。 
  實際 率過大，會影響攪拌質量，實際應用時只要配料系統 率不超過設計值，就可保證攪拌質量。 
  由本設計可知，在主要技術參數確定的條件下，拌缸長度與攪拌時間成正比。當混合料攪拌時間需要增加時，拌缸長度也應增加；拌缸長度的增加既增加了功率消耗，又增大了 難度和成本。為了解決這一問題，國內外某些 設計 了內循環攪拌機。所謂內循環就是混合料沿軸向來回循環，就象繞∞字一樣，這種攪拌機可用較短的拌缸獲得較長的攪拌時間。本設計是否適合內循環攪拌機正在探索中