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搅拌机设计--筑路机械化与施工机械化

第一篇：搅拌机设计--筑路机械化与施工机械化筑路机械化与施工机械化RodaMhcanieyr&ConurtsoitcnMhceazinaoitn1999年第16卷第2期Vo1.16No.21999摘要在修筑各级公路和城市道路中，双卧轴强制连续式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。关键词稳定土厂拌设备搅拌机搅拌桨叶拌缸混合料受力分析DesignofForcedContinuousMixerwithDoubleAxleThedoubleaxleforcedcontinuousmixerisusedinconstructionofdifferenthighway.Thispaperintroducesthestructureofthemachine,analyzesthemixingoarsmovement,andexpoundsthedeterminationofmaintechnicalparameters,finally,givesthepracticalapplicationtostabilizedsoilmixingplant.Keywords:StabilizedSoilMixingPlant,Mixer,Oar,MixingVat,Mixture,ActingForceAnalysis搅拌机结构特点如图1，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，如图2。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，如图3。图1搅拌机结构图2搅拌装置结构图3拌缸结构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为图4、图5所示。图4桨叶动力图图5桨叶运动图2.1动力分析如图4所示，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：F1=F′sinλ,F2=F′cosλ，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Ff=F2f，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。从图4可知，当F1-F2f>0时，混合料即沿桨叶工作表面移动；当F1-F2f≤0，即F1≤F2f时，混合料在桨叶宽度方向不会移动，此时，搅拌机生产率等于0。将F1≤F2f变换后得：F′sinλ≤F′cosλf，即当λ≤arctgf时，桨叶的运动不能推动混合料沿搅拌轴方向移动。2.2运动分析如图5所示，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。图5中各速度计算方法如下：v1=vcosλ，v2=vsinλ，VL=V-v2=V-vsinλ；式中：V-桨叶线速度(设计时确定)；VL-混合料的线速度；λ-与动力分析时相同。将动力与运动综合起来分析，可以得出：当λ一定时(大于arctgf)，V增大→F增大→F1-F2f=F(sinλ-fcosλ)增大→v增大→v1增大→混合料沿轴向的运动速度加快；反之，V减小→…混合料沿轴向的运动速度降低。当V为定值，λ=arctgf～40°时，λ增大→F(sinλ-fcosλ)增大→v增大；此时，由于v的增大速度比cosλ的减小速度快(经验结论)，v1=vcosλ增大，混合料沿轴向的运动速度加快。当V为定值，λ=40°～50°时，λ增大→F(sinλ-fcosλ)增大→v增大；此时，由于v的增大速度与cosλ的减小速度相当，v1=vcosλ基本不变，混合料沿轴向的运动速度基本不变。当V为定值，λ=50°～90°时，λ增大→F(sinλ-fcosλ)增大→v增大；此时，由于v的增大速度小于cosλ的减小速度，v1=vcosλ减小，混合料沿轴向的运动速度减小。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，搅拌效率最佳。鉴于此，国外许多厂家的搅拌机上，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