混凝土试验室用搅拌机

该产品构造型式已经纳入国家行业强制性标准——《混凝土试验用搅拌机》(JG244-2009)，产品性能符合并超过标准要求。由于设计科学合理、严格质量控制以及其*的构造型式，{a}890{/a}具有搅拌效率高、拌合物更加均匀、卸料更干净等特点。

混凝土试验室用搅拌机产品用途：
产品适用于科研院所、搅拌站、检测单位等机构建材或混凝土试验室。
技术参数：
构造型式：双卧轴
公称容量：60L
搅拌电机功率：3.0KW
倾翻卸料电机功率：0.75Kw
搅拌筒材质：16Mn钢
搅拌叶材质：16Mn钢
叶片与筒壁间隙：1mm
筒壁厚度：10mm叶片厚度：12mm
外形尺寸：1100×900×1050
重量：700Kg

相关说明：

在修筑各级公路和城市道路中，双卧轴强制连续式混凝土搅拌机被广泛用于各种级配混合料的搅拌。在介绍了该型搅拌机的结构特点，并对其搅拌桨叶拌料时的动力与运动进行分析后，较为详实地阐述了搅拌机主要技术参数的确定方法，以及此设计方法用于稳定土厂拌设备后的实际应用情况。 
  双卧轴强制连续式混凝土搅拌机设计？混凝土搅拌机的容积，1混凝土搅拌机结构特点 
  搅拌机主要由搅拌装置、拌缸、驱动系统、机架等部分组成。其中搅拌装置由两根卧轴、搅拌臂、搅拌桨叶等部件组成。拌缸由壳体、衬板、盖板等部件组成。进料口设置在拌缸一端盖板的上部，卸料口可设置在拌缸另一端的下部或端部， 
  2桨叶拌料时的动力与运动分析 
  拌和时，松散的混合料在桨叶作用下，其动力与运动形态极为复杂。为进行定性分析，将某一瞬间桨叶对混合料的作用情况简化   2.1混凝土搅拌机动力分析 
  设桨叶工作表面对混合料的作用力的合力为F，则混合料对桨叶的反作用力F′=F。F′分解成两分力：沿桨叶工作表面宽度方向的滑移力F1和垂直于桨叶工作表面的正压力F2。F1、F2按下式计算： 
  式中，λ为桨叶在搅拌轴上的投影与轴中心线夹角。 
  此外，混合料与桨叶表面作相对运动时，在相对运动表面有一摩擦力Ff。Ff计算公式为 
  式中，f为混合料与桨叶工作表面的摩擦系数，可查阅《机械设计手册》确定。 
  2.2运动分析 
  混合料在桨叶的作用下，一方面与桨叶一起作圆周运动，另一方面沿桨叶工作表面的宽度方向滑动。 
  混合料沿桨叶工作表面宽度方向的滑动速度v可分解为两个分速度：轴向速度v1和切向速度v2。速度计算方法如下：   式中：V-桨叶线速度(设计时确定)；VL-混合料的线速度； 
  混凝土双卧轴试验搅拌机以上结果表明：(1)混合料的搅拌时间与桨叶的线速度、安装角密切相关。(2)桨叶的安装角λ=40°～45°时，搅拌效率*。鉴于此，国外许多 的搅拌机上，将桨叶设计成安装角可调的形式，传动系统也采用液压无级调速方式，通过对安装角和转速的调节，改变混合料的搅拌时间，以适应搅拌不同的混合料。   但是，桨叶线速度和安装角的变化，会改变搅拌机 率，而 率的变化将影响设备其它系统的工况，而且，桨叶速度的调整也有一定的限制(待后叙述)，因此，初步设计搅拌机时，一般先确定搅拌机 率，然后再计算和确定其它技术参数。 
主要技术参数的确定   3.1拌缸横截面流量Q 
  搅拌机工作时，混合料在搅拌装置的作用下，不断翻动、掺合，其流态非常复杂，但从宏观上分析，由于搅拌机是连续工作的，根据连续性原理，拌缸内各横截面的流量相等。 
  式中：Q进-进料口流量，t/h;   q液-加入拌缸的液体质量t/h。   3.2拌缸的有效容积G 
  G是指在搅拌机工作时，搅拌桨叶能够翻动、搅拌到的那部分混合料所占有的体积。此体积与拌缸的大小、桨叶结构尺寸和安装角度以及桨叶线速度等密切相关，不易计算。初步设计时，可按下式计算：   式中：Q-拌缸横截面流量，m3/h， 
  t-搅拌时间，h;据有关资料，稳定土t=20～30s，乳化机水泥混凝土t=40～60s，当Q大时(150m3/h以上)取大值，Q小时取小值。   3.3桨叶线速度V 
  根据国内外产品的经验，搅拌机叶片顶部线速度V应为1.5～1.7m/s。当V大于此经验速度时，搅拌机衬板和桨叶端部的间隙中将产生大量的碎石楔住现象，这不仅增加功率消耗和桨叶、衬板的磨损，而且会不适当地粉碎石料，降低混合料的质量。当然，采用无衬板技术的稳定土搅拌机不存在以上问题，因而这一结构的桨叶顶部线速度可在2.5～3m/s间选取。   3.4搅拌装置各几何尺寸的计算 
  参考国内有关资料，搅拌装置各几何尺寸按如下公式计算。 (1)搅拌桨叶zui大旋转半径 
  式中：ψ-壳体形状系数，ψ=1.1～1.4；当拌缸横截面为双圆弧形时，ψ取小值，其它形状时取大值；   G-拌缸有效容积，m3。 
  桨叶宽度根据液体喷洒压力取值，当喷入拌缸的液体压力在1.5～2MPa时，W取大值；当液体自流和小压力喷入拌缸时，W取小值。   b的取值方法与W相同。 
  桨叶的形状可以是长方形、方形、带圆角方形等。以上桨叶参数是初步设计值。 
  式中，α为搅拌轴中心和桨叶zui大旋转半径交点的联线与搅拌轴中心水平线的夹角。根据国内有关资料，通常取α=34°～40°。   3.5拌缸几何尺寸的计算 
  进料口尺寸应与送料机械的卸料口相匹配。当送料机械为皮带输送机时，可初定N=B(B为皮带宽度)，然后按下式计算M。 
  Ｍ值的大小还与送料机械的卸料高度有关。当卸料高度较大时，可将进料口设计成漏斗状，这时M取小值；当卸料高度较小时，为避免皮带回料，M取大值。   如图7所示，当搅拌机出料口设置在拌缸端部下面时，尺寸E的大小对搅拌时间有一定的影响，因此在保证出料顺畅的情况下，E应尽量小。参照水力学的有关知识，E与物料粒度有关，初步设计时，按下式计算：   式中，d为物料zui大粒径，m。   如图7所示，尺寸F的计算公式为   a-两轴中心距，m；   R-桨叶zui大旋转半径，m。 
  在以上参数确定后，L按下试计算：   式中：G-拌缸有效容积； 
  S1-混合料在搅拌轴以上占有的截面面积，m2，S1=H(2R+a)；其中，H是搅拌过程中，假设混合料在搅拌轴以上占有的平均高度，参考有关资料，H=(1/4～2/5)R； 
 
  S2-在搅拌轴以下混合料占有的截面面积，m2， 
  式中：C-桨叶顶部与拌缸衬板表面的间隙；根据实际应用经验，C=5～8mm，当采用无衬板结构时，C=混合料zui大粒径+20mm。   4混凝土搅拌机驱动功率的初步计算   4.1受力工况 
  桨叶旋转时，在q段搅拌机，粒料在重力作用下有向下运动趋势，而桨叶从底部向上旋转，此时桨叶被碎石楔紧的可能性zui大。设搅拌装置装有x对桨叶(单臂时为x把)，则x/2把桨叶同时被楔形碎石楔紧时，拌和负荷zui大。   4.2桨叶受力分析(楔紧时) 
  在上述工况，搅拌桨叶受搅拌混合料的力Fj和楔紧力Fx的作用，如图9。   4.3受力计算 
  混凝土搅拌机的容积为简化计算，设搅拌装置工作时，将拌缸有效容积混合料整体推动。这时，总搅拌力为   G-拌缸有效容积，m3； 
  f-混合料与拌缸衬板表面的摩擦系数，查阅《机械设计手册》确定。   桨叶被楔紧时，必须将楔石挤碎才能继续运动。Fx按下式计算： 
  式中：l-桨叶与楔石的接触长度，mm;为了使桨叶端部轮廓与拌缸衬板表面的间隙处处相等，桨叶端部为弧形，经实际测量，l=5～10mm，弧度大时取大值，弧度小时取小值； 
  b-桨叶与楔石接触宽度，经实际测量，b=4mm;   f-碎石与钢的摩擦系数。   4.4搅拌轴扭矩Mq的计算 
  式中：x-搅拌装置桨叶对数，单臂时为把数；   R-桨叶zui大旋转半径，m。   4.5驱动功率P的计算   5应用情况 本设计已先后用于我厂WBS-50型稳定土厂拌设备搅拌机主要技术参数的校核和修正，WBS-200型稳定土厂拌设备和HBS300型连续式水泥混凝土厂拌设备搅拌机的初步设计。这三种机型中，除HBS300型尚未经过工业性试验外，WBS-50型，WBS-200型已通过省级鉴定。至目前为止，WBS-50型已销售近百套，WBS-200型销售近20套。所有投入使用的搅拌机均达到设计和使用要求，故障率不到1%(不计桨叶、衬板等易损件的更换)。 
  通过检测，本设计尚有不足之处，主要有： 
  (1)按本设计确定的驱动功率比搅拌机工作时的实测值大1/3，富余量过大。   (2)初步设计时，搅拌机各主要技术参数是根据 率确定的，但按本设计计算确定的各主要技术参数 的搅拌机，其 率比理论值大1/2。   对于功率富余过大问题，可根据实测值重新选配电机(电机功率应大于高峰值10%～20%)。 
  实际 率过大，会影响搅拌质量，实际应用时只要配料系统 率不超过设计值，就可保证搅拌质量。 
  由本设计可知，在主要技术参数确定的条件下，拌缸长度与搅拌时间成正比。当混合料搅拌时间需要增加时，拌缸长度也应增加；拌缸长度的增加既增加了功率消耗，又增大了 难度和成本。为了解决这一问题，国内外某些 设计 了内循环搅拌机。所谓内循环就是混合料沿轴向来回循环，就象绕∞字一样，这种搅拌机可用较短的拌缸获得较长的搅拌时间。本设计是否适合内循环搅拌机正在探索中