混(hùn)凝土試驗室用(yòng)攪拌機(jī)

該產(chǎn)品構造型式已經(jīng)納(nà)入國家行業(yè)強製(zhì)性標(biāo)準(zhǔn)——《混凝(níng)土(tǔ)試驗用攪拌機》(JG244-2009)
，產(chǎn)品性(xìng)能(néng)符合(hé)並超過(guò)標(biāo)準要求。由於設(shè)計科學合理(lǐ)，嚴(yán)格(gé)質量控(kòng)製以(yǐ)及(jí)其*的構造(zào)型(xíng)式(shì)
，890具有(yǒu)攪拌效率高，拌(bàn)合物更加均(jūn)匀(yún)，卸料更幹(gān)淨(jìng)等特(tè)點。

混(hùn)凝(níng)土試驗室用攪拌機(jī)產(chǎn)品用途：
產品適用(yòng)於(yú)科(kē)研院(yuàn)所，攪拌站，檢測(cè)單位等(děng)機構建材或(huò)混凝(níng)土試(shì)驗室(shì)。
技術(shù)參數：
構造(zào)型式：雙臥(wò)軸(zhóu)
公稱容量：60L
攪(jiǎo)拌電(diàn)機功率：3.0KW
傾翻卸料(liào)電(diàn)機(jī)功(gōng)率(shuài)：0.75Kw
攪拌筒材(cái)質：16Mn鋼(gāng)
攪拌葉(yè)材(cái)質：16Mn鋼
葉(yè)片(piàn)與(yǔ)筒壁(bì)間隙：1mm
筒壁(bì)厚度：10mm葉片(piàn)厚度：12mm
外形尺(chǐ)寸：1100×900×1050
重量：700Kg

相(xiāng)關(guān)說(shuō)明：

在(zài)修築各級公(gōng)路和(hé)城市道路(lù)中
，雙臥軸(zhóu)強製連續式(shì)混(hùn)凝(níng)土(tǔ)攪拌機被(bèi)廣泛用(yòng)於(yú)各(gè)種級配混合(hé)料的(dí)攪(jiǎo)拌(bàn)。在介紹了(liǎo)該型攪拌機的結構特點
，並對其(qí)攪(jiǎo)拌槳葉(yè)拌料時(shí)的動力與運動進行分析後
，較為詳實(shí)地(dì)闡述了攪(jiǎo)拌(bàn)機主(zhǔ)要(yào)技術參數的確定(dìng)方(fāng)法
，以及此設計方法用於(yú)穩(wěn)定(dìng)土廠(chǎng)拌(bàn)設(shè)備後的(dí)實(shí)際(jì)應用情況。 
  雙(shuāng)臥(wò)軸(zhóu)強製(zhì)連(lián)續(xù)式(shì)混(hùn)凝(níng)土攪拌機(jī)設計？混(hùn)凝(níng)土攪(jiǎo)拌機的容積
，1混凝(níng)土攪(jiǎo)拌(bàn)機(jī)結構(gòu)特點 
  攪拌機主要由(yóu)攪拌(bàn)裝(zhuāng)置(zhì)，拌(bàn)缸，驅(qū)動(dòng)係(xì)統，機架等部分組成(chéng)。其中攪(jiǎo)拌裝置由兩(liǎng)根(gēn)臥軸，攪拌臂，攪拌槳(jiǎng)葉(yè)等(děng)部件(jiàn)組成(chéng)。拌缸由(yóu)殼體，襯板，蓋(gài)板等部件組成。進料(liào)口(kǒu)設置(zhì)在拌缸一(yī)端蓋板(bǎn)的上部
，卸料口(kǒu)可(kě)設(shè)置(zhì)在拌缸另一端(duān)的下(xià)部(bù)或端部
， 
  2槳葉(yè)拌料時的(dí)動(dòng)力(lì)與(yǔ)運(yùn)動(dòng)分析(xī) 
  拌(bàn)和(hé)時(shí)
，鬆(sōng)散的混合料在(zài)槳葉(yè)作用下
，其(qí)動力與(yǔ)運動形(xíng)態極(jí)為(wéi)復雜(zá)。為(wéi)進行定性分(fēn)析
，將某(mǒu)一瞬(shùn)間槳(jiǎng)葉(yè)對混合料的作(zuò)用情況(kuàng)簡化   2.1混(hùn)凝(níng)土(tǔ)攪拌(bàn)機動(dòng)力分(fēn)析 
  設槳(jiǎng)葉工作表(biǎo)麵(miàn)對(duì)混合料的作(zuò)用力的合(hé)力為F
，則混合料(liào)對槳葉的(dí)反作用(yòng)力F′=F。F′分(fēn)解成(chéng)兩(liǎng)分(fēn)力：沿(yán)槳(jiǎng)葉工作表(biǎo)麵(miàn)寬度(dù)方(fāng)向的滑移(yí)力(lì)F1和垂(chuí)直於槳(jiǎng)葉工作表麵的(dí)正壓(yā)力F2。F1，F2按(àn)下式計算： 
  式中(zhōng)
，λ為槳(jiǎng)葉在攪拌軸上的投(tóu)影(yǐng)與(yǔ)軸中(zhōng)心綫夾(jiā)角(jiǎo)。 
  此外
，混(hùn)合料與(yǔ)槳(jiǎng)葉表麵作(zuò)相(xiāng)對(duì)運動(dòng)時
，在相對運動(dòng)表(biǎo)麵有(yǒu)一(yī)摩(mó)擦力Ff。Ff計算(suàn)公(gōng)式(shì)為 
  式(shì)中
，f為混(hùn)合(hé)料(liào)與(yǔ)槳(jiǎng)葉工(gōng)作(zuò)表麵的(dí)摩(mó)擦(cā)係數(shù)
，可(kě)查閱《機械(xiè)設(shè)計(jì)手(shǒu)冊》確(què)定。 
  2.2運動分析(xī) 
  混(hùn)合料在槳(jiǎng)葉的(dí)作(zuò)用(yòng)下
，一(yī)方(fāng)麵(miàn)與(yǔ)槳(jiǎng)葉一(yī)起作圓周運動(dòng)
，另一方(fāng)麵沿(yán)槳葉工(gōng)作表麵(miàn)的寬度(dù)方(fāng)向滑動。 
  混合(hé)料沿(yán)槳(jiǎng)葉工作(zuò)表(biǎo)麵寬度方向(xiàng)的(dí)滑動(dòng)速(sù)度v可(kě)分(fēn)解為兩個分(fēn)速度：軸向速(sù)度v1和切向速(sù)度v2。速(sù)度(dù)計算方(fāng)法如(rú)下(xià)：   式中(zhōng)：V-槳(jiǎng)葉(yè)綫速度(dù)(設計時(shí)確定(dìng))
；VL-混合(hé)料的(dí)綫(xiàn)速(sù)度
； 
  混(hùn)凝土雙臥(wò)軸試驗攪拌機以上結果表明：(1)混(hùn)合(hé)料的攪拌(bàn)時(shí)間與(yǔ)槳葉的綫(xiàn)速(sù)度(dù)，安裝(zhuāng)角密切(qiē)相關。(2)槳葉(yè)的安裝角λ=40°～45°時
，攪(jiǎo)拌效率*。鑒於此
，國外(wài)許多(duō) 的攪拌機(jī)上
，將槳(jiǎng)葉設(shè)計成安裝(zhuāng)角可(kě)調(tiáo)的(dí)形式(shì)
，傳(chuán)動係(xì)統也采用(yòng)液壓(yā)無級調速方(fāng)式(shì)
，通過對(duì)安(ān)裝角和(hé)轉速(sù)的調(tiáo)節
，改變(biàn)混(hùn)合(hé)料的(dí)攪(jiǎo)拌時間
，以(yǐ)適應攪(jiǎo)拌不(bù)同的(dí)混合(hé)料。   但(dàn)是(shì)
，槳(jiǎng)葉綫速度和安裝角(jiǎo)的變化(huà)
，會改變(biàn)攪(jiǎo)拌機 率
，而 率(shuài)的變化(huà)將影響設(shè)備其它(tā)係統的工(gōng)況(kuàng)
，而(ér)且
，槳葉速度(dù)的(dí)調整也有(yǒu)一定(dìng)的限(xiàn)製(待(dài)後(hòu)敘述)
，因此(cǐ)
，初(chū)步設(shè)計攪拌機時
，一(yī)般(bān)先確定攪拌機(jī) 率(shuài)
，然(rán)後再計(jì)算和(hé)確(què)定(dìng)其它技術(shù)參(cān)數。 
主要(yào)技術參(cān)數(shù)的確定(dìng)   3.1拌缸橫截麵(miàn)流量Q 
  攪(jiǎo)拌機工(gōng)作時
，混合(hé)料(liào)在(zài)攪拌裝(zhuāng)置的作用下
，不斷(duàn)翻(fān)動，摻合(hé)
，其流態非常復(fù)雜(zá)
，但從(cóng)宏觀上(shàng)分析
，由(yóu)於(yú)攪(jiǎo)拌機是連續(xù)工作(zuò)的(dí)
，根據連(lián)續性原理(lǐ)
，拌(bàn)缸內(nèi)各橫截麵的流(liú)量相等(děng)。 
  式(shì)中：Q進-進(jìn)料口流量
，t/h;   q液-加入拌缸(gāng)的液(yè)體質量t/h。   3.2拌缸的有效(xiào)容積(jī)G 
  G是(shì)指在(zài)攪拌機工作時
，攪(jiǎo)拌槳(jiǎng)葉(yè)能夠翻(fān)動(dòng)，攪(jiǎo)拌(bàn)到的那部分混合料所占(zhān)有(yǒu)的體積(jī)。此體積(jī)與拌缸的大小(xiǎo)，槳(jiǎng)葉(yè)結(jié)構尺寸(cùn)和安(ān)裝(zhuāng)角度以及槳(jiǎng)葉綫(xiàn)速度(dù)等密(mì)切相關
，不(bù)易(yì)計算。初步設計時
，可(kě)按(àn)下式(shì)計算：   式中：Q-拌缸橫(héng)截麵(miàn)流(liú)量
，m3/h
， 
  t-攪拌(bàn)時(shí)間
，h;據有關(guān)資(zī)料(liào)
，穩(wěn)定土t=20～30s
，乳(rǔ)化(huà)機(jī)水泥(ní)混凝土t=40～60s
，當Q大時(150m3/h以(yǐ)上(shàng))取大(dà)值
，Q小時取(qǔ)小(xiǎo)值。   3.3槳葉(yè)綫速度V 
  根據(jù)國(guó)內(nèi)外產品的經(jīng)驗
，攪拌機葉(yè)片頂部(bù)綫速度V應為(wéi)1.5～1.7m/s。當V大於(yú)此(cǐ)經驗(yàn)速(sù)度(dù)時(shí)
，攪(jiǎo)拌機襯板和(hé)槳葉端部的間隙中(zhōng)將產生大量(liáng)的(dí)碎石楔(xiē)住現(xiàn)象(xiàng)
，這不(bù)僅增加功率消(xiāo)耗(hào)和槳(jiǎng)葉(yè)，襯(chèn)板的磨損(sǔn)
，而且會不適當地(dì)粉碎石料(liào)
，降低混合(hé)料(liào)的(dí)質量(liáng)。當(dāng)然
，采用(yòng)無(wú)襯(chèn)板技術的(dí)穩(wěn)定(dìng)土攪(jiǎo)拌機不存在(zài)以(yǐ)上(shàng)問(wèn)題
，因而這(zhè)一(yī)結構(gòu)的槳(jiǎng)葉頂部綫(xiàn)速度可(kě)在2.5～3m/s間選取。   3.4攪(jiǎo)拌(bàn)裝(zhuāng)置各幾何尺寸(cùn)的(dí)計(jì)算 
  參考國內(nèi)有(yǒu)關資(zī)料
，攪拌裝(zhuāng)置(zhì)各幾何(hé)尺寸按(àn)如(rú)下(xià)公式(shì)計算(suàn)。 (1)攪拌槳(jiǎng)葉(yè)zui大旋轉半徑(jìng) 
  式中(zhōng)：ψ-殼(ké)體(tǐ)形(xíng)狀係數
，ψ=1.1～1.4
；當拌缸(gāng)橫(héng)截麵為雙圓弧形時
，ψ取小值(zhí)
，其(qí)它形(xíng)狀(zhuàng)時取大(dà)值(zhí)
；   G-拌缸(gāng)有效容積
，m3。 
  槳(jiǎng)葉(yè)寬度(dù)根據(jù)液(yè)體噴灑(sǎ)壓力取值(zhí)
，當噴(pēn)入拌缸(gāng)的(dí)液(yè)體壓力在(zài)1.5～2MPa時(shí)
，W取(qǔ)大(dà)值(zhí)
；當液體自流和小壓(yā)力噴入拌缸(gāng)時(shí)
，W取小值(zhí)。   b的(dí)取值方法(fǎ)與W相(xiāng)同。 
  槳(jiǎng)葉的形狀(zhuàng)可(kě)以是長方形(xíng)，方形(xíng)，帶(dài)圓角(jiǎo)方(fāng)形等(děng)。以(yǐ)上槳(jiǎng)葉(yè)參(cān)數是初(chū)步設計值。 
  式中
，α為攪拌軸中心(xīn)和槳葉zui大旋(xuán)轉(zhuǎn)半徑交點的(dí)聯綫(xiàn)與(yǔ)攪(jiǎo)拌軸中(zhōng)心水(shuǐ)平綫的(dí)夾(jiā)角。根據(jù)國內有(yǒu)關資料(liào)
，通常取(qǔ)α=34°～40°。   3.5拌(bàn)缸(gāng)幾(jī)何尺寸(cùn)的(dí)計(jì)算(suàn) 
  進料(liào)口尺寸(cùn)應與送料(liào)機(jī)械的卸料(liào)口相(xiāng)匹(pǐ)配。當(dāng)送(sòng)料機械為(wéi)皮帶(dài)輸送機時
，可(kě)初定N=B(B為皮帶寬度)
，然後(hòu)按下(xià)式(shì)計算(suàn)M。 
  Ｍ值(zhí)的大(dà)小(xiǎo)還(huán)與(yǔ)送料(liào)機械(xiè)的(dí)卸料高度有關。當卸料(liào)高(gāo)度(dù)較大時(shí)
，可將(jiāng)進(jìn)料口設(shè)計(jì)成漏鬥(dǒu)狀(zhuàng)
，這(zhè)時(shí)M取(qǔ)小值
；當卸料高度較(jiào)小時
，為避免(miǎn)皮(pí)帶(dài)回(huí)料(liào)
，M取大值。   如(rú)圖7所(suǒ)示(shì)
，當攪(jiǎo)拌機(jī)出料(liào)口設置在拌缸端部下麵時(shí)
，尺寸E的大(dà)小對攪拌時間(jiān)有一(yī)定(dìng)的影響(xiǎng)
，因此在(zài)保證出料(liào)順(shùn)暢(chàng)的情況(kuàng)下(xià)
，E應盡量(liáng)小。參(cān)照(zhào)水力學(xué)的(dí)有(yǒu)關知(zhī)識(shí)
，E與物料(liào)粒度(dù)有關
，初步設計(jì)時
，按下(xià)式(shì)計算(suàn)：   式中(zhōng)
，d為物(wù)料zui大粒徑
，m。   如圖7所示
，尺寸F的(dí)計(jì)算公式(shì)為   a-兩軸中心(xīn)距
，m
；   R-槳(jiǎng)葉zui大(dà)旋轉半(bàn)徑
，m。 
  在以上(shàng)參(cān)數確(què)定(dìng)後(hòu)
，L按下試計算：   式中：G-拌(bàn)缸有(yǒu)效(xiào)容(róng)積
； 
  S1-混合料在(zài)攪拌(bàn)軸以上占有(yǒu)的(dí)截麵麵積(jī)
，m2
，S1=H(2R+a)
；其(qí)中
，H是攪拌過程中
，假設混(hùn)合(hé)料在(zài)攪拌軸(zhóu)以(yǐ)上占(zhān)有(yǒu)的平均高(gāo)度
，參考(kǎo)有關資(zī)料(liào)
，H=(1/4～2/5)R
； 
 
  S2-在(zài)攪拌軸以下混合(hé)料(liào)占有的(dí)截麵麵(miàn)積(jī)
，m2
， 
  式(shì)中：C-槳葉(yè)頂(dǐng)部(bù)與(yǔ)拌(bàn)缸襯板(bǎn)表麵的間隙(xì)
；根據(jù)實(shí)際(jì)應(yīng)用(yòng)經(jīng)驗(yàn)
，C=5～8mm
，當(dāng)采(cǎi)用(yòng)無(wú)襯板結構(gòu)時(shí)
，C=混合料zui大粒徑+20mm。   4混凝土攪(jiǎo)拌(bàn)機(jī)驅動(dòng)功率(shuài)的初步計算   4.1受(shòu)力工(gōng)況 
  槳葉旋(xuán)轉時(shí)
，在q段攪拌機
，粒料(liào)在重(zhòng)力(lì)作(zuò)用下有(yǒu)向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
，而槳葉從底(dǐ)部向(xiàng)上旋轉
，此時(shí)槳(jiǎng)葉被(bèi)碎(suì)石楔(xiē)緊(jǐn)的可能性zui大(dà)。設攪拌裝置裝有x對(duì)槳葉(單臂時為x把(bǎ))
，則x/2把(bǎ)槳葉(yè)同(tóng)時被(bèi)楔(xiē)形(xíng)碎石楔緊(jǐn)時
，拌(bàn)和負荷zui大(dà)。   4.2槳(jiǎng)葉受(shòu)力分析(楔(xiē)緊時) 
  在(zài)上述(shù)工(gōng)況(kuàng)
，攪(jiǎo)拌槳葉受(shòu)攪拌混合(hé)料的力Fj和(hé)楔(xiē)緊力Fx的作用
，如圖9。   4.3受(shòu)力計(jì)算 
  混(hùn)凝(níng)土攪拌(bàn)機(jī)的容積(jī)為簡(jiǎn)化(huà)計算
，設(shè)攪拌(bàn)裝置工作(zuò)時
，將拌(bàn)缸(gāng)有效(xiào)容(róng)積(jī)混(hùn)合(hé)料整體推(tuī)動。這時(shí)
，總攪(jiǎo)拌力為(wéi)   G-拌缸(gāng)有(yǒu)效容積(jī)
，m3
； 
  f-混(hùn)合(hé)料(liào)與拌缸襯板表麵的(dí)摩(mó)擦係數
，查閱《機械設(shè)計手冊》確(què)定(dìng)。   槳(jiǎng)葉被楔緊時
，必須將楔石擠(jǐ)碎才能繼(jì)續(xù)運動(dòng)。Fx按(àn)下(xià)式(shì)計(jì)算(suàn)： 
  式中：l-槳(jiǎng)葉與楔石的(dí)接(jiē)觸(chù)長度(dù)
，mm;為了(liǎo)使槳(jiǎng)葉(yè)端部輪廓(kuò)與拌(bàn)缸襯(chèn)板表麵(miàn)的間(jiān)隙處(chǔ)處相等
，槳葉端部(bù)為(wéi)弧(hú)形
，經實(shí)際(jì)測量(liáng)
，l=5～10mm
，弧度(dù)大時取(qǔ)大(dà)值
，弧度(dù)小時(shí)取小值(zhí)
； 
  b-槳葉與(yǔ)楔(xiē)石(shí)接觸寬(kuān)度
，經實際測量
，b=4mm;   f-碎石(shí)與(yǔ)鋼的(dí)摩擦係數。   4.4攪拌(bàn)軸扭(niǔ)矩Mq的計算(suàn) 
  式中：x-攪拌(bàn)裝(zhuāng)置(zhì)槳(jiǎng)葉對數
，單(dān)臂時為(wéi)把數
；   R-槳葉(yè)zui大旋轉半徑(jìng)
，m。   4.5驅動(dòng)功(gōng)率P的計(jì)算(suàn)   5應(yīng)用情況(kuàng) 本設(shè)計已先後(hòu)用於我廠WBS-50型穩定土(tǔ)廠(chǎng)拌設備(bèi)攪拌(bàn)機主(zhǔ)要技(jì)術參數的校核和(hé)修正
，WBS-200型(xíng)穩(wěn)定土(tǔ)廠(chǎng)拌(bàn)設(shè)備和HBS300型(xíng)連續式水(shuǐ)泥混凝土(tǔ)廠拌設(shè)備攪拌(bàn)機(jī)的初步設計。這(zhè)三種機(jī)型中
，除HBS300型尚未經過(guò)工業性試(shì)驗外
，WBS-50型
，WBS-200型(xíng)已(yǐ)通過省(shěng)級(jí)鑒定。至(zhì)目(mù)前(qián)為(wéi)止(zhǐ)
，WBS-50型已(yǐ)銷售(shòu)近百(bǎi)套(tào)
，WBS-200型銷售(shòu)近(jìn)20套。所(suǒ)有(yǒu)投入使用(yòng)的攪(jiǎo)拌機均達到設(shè)計(jì)和使(shǐ)用要(yào)求(qiú)
，故障(zhàng)率不到1%(不計槳葉(yè)，襯(chèn)板等易(yì)損件(jiàn)的(dí)更(gēng)換(huàn))。 
  通過(guò)檢測
，本設計(jì)尚(shàng)有不足(zú)之(zhī)處
，主要有(yǒu)： 
  (1)按本(běn)設(shè)計(jì)確定的(dí)驅(qū)動(dòng)功率比攪拌機工(gōng)作時(shí)的實測(cè)值(zhí)大1/3
，富(fù)餘(yú)量過大。   (2)初(chū)步(bù)設(shè)計(jì)時
，攪拌(bàn)機(jī)各主要(yào)技術(shù)參數(shù)是(shì)根據 率(shuài)確(què)定(dìng)的
，但按本設(shè)計計(jì)算確(què)定的(dí)各(gè)主要技術(shù)參數(shù) 的(dí)攪(jiǎo)拌(bàn)機(jī)
，其(qí) 率比理論(lùn)值大1/2。   對(duì)於功率富(fù)餘過(guò)大(dà)問(wèn)題
，可根(gēn)據實測(cè)值(zhí)重(zhòng)新選(xuǎn)配電機(jī)(電(diàn)機(jī)功率(shuài)應大於(yú)高峰值(zhí)10%～20%)。 
  實際(jì) 率(shuài)過(guò)大
，會(huì)影響攪(jiǎo)拌(bàn)質量(liáng)
，實(shí)際應用(yòng)時隻要(yào)配料(liào)係(xì)統(tǒng) 率不(bù)超(chāo)過設計(jì)值
，就可保證攪(jiǎo)拌質量。 
  由(yóu)本設計(jì)可(kě)知(zhī)
，在(zài)主要技術(shù)參(cān)數確定(dìng)的條件下(xià)
，拌(bàn)缸長度與攪(jiǎo)拌時(shí)間(jiān)成正比。當(dāng)混合料(liào)攪拌時間需要(yào)增加(jiā)時
，拌缸(gāng)長度也應增(zēng)加(jiā)
；拌缸長(cháng)度的增加(jiā)既(jì)增(zēng)加(jiā)了功率(shuài)消耗(hào)
，又增大了 難度和(hé)成(chéng)本(běn)。為(wéi)了(liǎo)解決這一(yī)問(wèn)題(tí)
，國(guó)內外(wài)某些(xiē) 設計 了(liǎo)內循環(huán)攪(jiǎo)拌(bàn)機(jī)。所(suǒ)謂內循環就是(shì)混合料沿(yán)軸(zhóu)向(xiàng)來(lái)回循環
，就(jiù)象(xiàng)繞(rào)∞字一(yī)樣
，這(zhè)種(zhǒng)攪(jiǎo)拌機可用(yòng)較短(duǎn)的拌(bàn)缸獲得較長的攪(jiǎo)拌(bàn)時間(jiān)。本(běn)設計是(shì)否適合內(nèi)循環攪拌機正在探索中(zhōng)