產(chǎn)品用途: 產(chǎn)品適用于科研院所、攪拌站、檢測單位等機構(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 攪拌電機功率:3.0KW 傾翻卸料電機功率: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(jié)構(gòu)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(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)式混凝土攪拌機設(shè)計?混凝土攪拌機的容積,1混凝土攪拌機結(jié)構(gòu)特點 攪拌機主要由攪拌裝置、拌缸、驅(qū)動系統(tǒng)、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(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(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)計攪拌機時,一般先確定攪拌機生產(chǎn)率,然后再計算和確定其它技術(shù)參數(shù)。 3混凝土攪拌機主要技術(shù)參數(shù)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(tài)非常復(fù)雜,但從宏觀上分析,由于攪拌機是連續(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-進料口流量,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 進料口尺寸應(yīng)與送料機械的卸料口相匹配。當(dāng)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(guān)。當(dāng)卸料高度較大時,可將進料口設(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,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)備攪拌機的初步設(shè)計。這三種機型中,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均達到設(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,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(電機功率應(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。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)攪拌機正在探索中 |