【文章內(nèi)容簡介】 大，工作量減小，還可縮小兩端軸孔直徑，便于密封防漏，如下圖所示： 圖 攪拌機槽體 、攪拌軸的設(shè)計 在混凝土攪拌過程中，各葉片受力比較復(fù)雜，所以傳遞到攪拌軸上的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也相應(yīng)比較復(fù)雜。由于攪拌軸的受力主 要以扭轉(zhuǎn)為主，為了便于計算，在攪拌軸的設(shè)計過程中按扭轉(zhuǎn)強度條件計算，采用增大安全系數(shù)的方法來保證攪拌軸的可靠性。 、攪拌軸的材料 和普通軸一樣，常用 45 號鋼，不重要的要求不高的可以選用 Q235 鋼。耐腐蝕要求較高或物料不被鐵離子污染時，應(yīng)采用不銹耐酸鋼或采用防腐措施。 、攪拌軸的結(jié)構(gòu) 攪拌軸常用實心和空心直徑?？招慕Y(jié)構(gòu)可以減小攪拌機的質(zhì)量，但加工比較復(fù)雜，成本較高，通常采用實心結(jié)構(gòu)。 強制式 攪拌機可拆式連接結(jié)構(gòu)過去常用抱瓦式結(jié)構(gòu)，目前多用插入式結(jié)構(gòu)。如下圖所示： 抱瓦 三角鍵 攪拌軸 攪拌軸 卡塊 攪拌臂 聯(lián)接 太原科技大學(xué) 8 板 連接螺栓 攪拌臂 軸用擋圈 攪拌臂 攪拌軸 聯(lián)接螺栓 圖 連接結(jié)構(gòu) 抱瓦式結(jié)構(gòu)中的抱瓦需模鍛，插入式結(jié)構(gòu)中攪拌軸上的攪拌臂的插入孔要求精度較高，需在鏜床上加工。相比較之下，本結(jié)構(gòu)采用螺栓連接，可以降低加工難度，節(jié)約成本。 、攪拌軸的支承 一般情況下，攪拌軸依靠減速箱內(nèi)的一對軸承支承。但是，由于攪拌軸一般較長而且伸在反應(yīng)器內(nèi)進行操作，這種軸承受條件較差。當(dāng) 攪拌臂過長而又很細時，常常會使軸扭彎，使離心作用增加，最后達到完全破壞，懸臂的支承條件為： 1 4~5LB? 1 40~ 45Ld ? 式中： 1L —— 懸臂軸長度，單位 m。 B —— 軸承間距，單位為 m。 d—— 攪拌臂直徑，單位 m。 、攪拌軸計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： ? ?395500000 .2 3TTTpTnWd??? ? ? 式中： T? —— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 Mpa 。 T —— 軸所承受的扭矩，單位為 Nmm? 。 TW —— 軸的抗扭矩截面系數(shù)，單位為 3mm 。 n —— 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 minr 。 p —— 軸的傳遞功率，單位為 kw。 太原科技大學(xué) 9 d—— 計算截面處軸的直徑 mm。 ??T? —— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 Mpa 。 由表 15— 3 取 ? ? 20T Mpa? ? ， 0 140A? 直徑： ? ?? ?3333095500009550000TTpdnpnpAn???????? 式中： ? ?30 TA ?? 3 2 6 .8 21 4 0 1 4 4 .22 4 .6d m m? ? ? 說明：當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑100d mm? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大 7%。 則： m i n 1 .0 3 1 4 4 .2 1 4 8 .5 3d m m? ? ? 取軸的最細部分 的直徑為 160mm 。 、葉片的設(shè)計 連續(xù)式攪拌機的合理結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)的確定是一項迫切而急需的任務(wù)。在過去，曾研究過的攪拌葉片在軸上布置對混合物均質(zhì)性的影響。對攪拌機筒體中充填性能及對機器生產(chǎn)率和攪拌過程耗電量的影響，在葉片合理布置下，葉片軸轉(zhuǎn)速對混合物均質(zhì)性的影響，在合理的葉片布置和轉(zhuǎn)速下，攪拌機筒體的安裝傾角對攪拌過程及對混凝土制件強度指標(biāo)的影響。下面是幾種常見的葉片布置方式和它們的特點。 太原科技大學(xué) 10 優(yōu)點：可以使物料向箭頭所指方 優(yōu)點：可以使物料朝著箭頭方向做 向流動，便于卸料。 環(huán)向流動，物料攪拌充分， 缺點：效率較低，不適于大批量 生產(chǎn)效率較高，適用于大中 連續(xù)生產(chǎn)。 型攪拌設(shè)備。 優(yōu)點：兩軸葉片在外形上同向布置， 優(yōu)點：葉片外形同向布置，筒體傾斜 并且筒體向卸料一側(cè)傾斜一 安裝，并且在卸料口處安有阻 個角度，便于卸料。 滯葉 片，攪拌均勻，便于卸料。 缺點 :結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)困難。 缺點：葉片布置比較復(fù)雜，加工維修 困難，成本較高。 由于該攪拌機容量為 1500L，為大中型攪拌機，通過以上對各布置形式的分析，該設(shè)計選用圖（ b）形結(jié)構(gòu)，物料在攪拌筒內(nèi)的運動軌跡如圖 所示。 工作時 ,攪拌軸帶動攪拌葉片旋轉(zhuǎn) ,強迫物料按預(yù)定的軌跡產(chǎn)生剪切、擠壓、翻滾和揉搓等強制攪拌作用 ,使物料在劇烈的相對運動中得到均勻攪拌。改進攪拌葉片的結(jié)構(gòu)和曲面形狀 ,對提高攪拌質(zhì)量、減小攪拌 阻力和降低功率消耗具有重要的意義。 太原科技大學(xué) 11 圖 雙臥軸式攪拌機物料運動軌跡 合理的葉片布置不僅可以提高混凝土的硬度和混凝土的生產(chǎn)率。而且可以減少原料的消耗，減少物料對機器的沖擊，還能延長機器的壽命。 由于兩軸的旋轉(zhuǎn)方向相反 ,兩軸間的料產(chǎn)生擠壓、翻滾和揉搓 ,以達到攪拌混合效果 顯然 ,在不破壞物料流運動的前提下 ,兩軸間物料逆流運動的頻次越高 ,揉搓和擠壓作用就越充分 ,攪拌效果就越好。通過對葉片相對運動分析可知 :攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多 ,因此攪拌作用更強烈 ,攪拌質(zhì)量也更好。并且隨著攪拌葉片數(shù)量的增多 ,這種優(yōu)勢會更加明顯。但這種情形下，那么攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的大流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌 ,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動 ,有可能該葉片的相鄰葉片無料可攪 ,從而導(dǎo)致一根軸上葉片內(nèi)的物料無法推出來。 為了防止物料在機體兩端受到擠壓 ,應(yīng)在物料進口端只設(shè)正向葉片 ,在出口端僅設(shè)反向葉片。實體面型螺旋葉片具有攪拌效率高、輸送物料性能好，因此在入料口設(shè)置這種葉片。但這種葉片容易使物料形成“裹軸” 現(xiàn)象。而帶式面型螺旋葉片雖然在輸送效率上，稍差于實體面型螺旋葉片，但物料不會形成低效區(qū)。這對物料在沿軸向運動是比較有利的。特別物料在長距離輸送時，帶式面型螺旋葉片充分發(fā)揮了自己的優(yōu)點。 雖然攪拌葉片正反排列得到的逆流次數(shù)要比攪拌葉片雙正排列得到的次數(shù)多 ,因此攪拌作用更強烈 ,攪拌質(zhì)量也更好。但這種情形下，攪拌葉片的運動順序破壞了拌筒內(nèi)物料的整體流動。這是因為物料以連續(xù)遞推的方式前進。此外，在一根軸上相鄰葉片，同時參加攪拌 ,并且二者對物料推動的方向相反。由于葉片的反向推動 ,嚴重時，可能造成該葉片的相鄰葉片無料可 攪 ,從而可能導(dǎo)致一根軸上葉片內(nèi)的物料形成斷料現(xiàn)象。 為了避免這種情形的產(chǎn)生，根據(jù)試驗結(jié)果 ,反向葉片的長度一般為正向葉片的 1/2～2/3 較好。此外，采用螺旋槳葉片，作為反向葉片，各葉片均勻分布在軸上。這種葉片，可以承受較大的反向推力，攪拌的效率較高。螺旋槳葉片間斷的分布在軸上，不能導(dǎo)致對 太原科技大學(xué) 12 攪拌軸的斷料形成。 機內(nèi)的物料被正、反葉片分成兩部分 ,一部分向前推進 ,另一部分則向后推送 ,使物料產(chǎn)生連續(xù)不斷的軸向往復(fù)運動 ,將處于不同半徑處的物料翻轉(zhuǎn) ,在正反葉片的共同作用下 ,物料在機內(nèi)反復(fù)翻動、擴散、攪拌、揉搓 ,使物料混合均 勻。由于正向葉片大于反向葉片 ,所以物料在作軸向往復(fù)運動的時候 ,總體上是向出料口方向前進的 ,因而可以滿足連續(xù)工作的要求。此外 ,物料由通常的單向運動方式改為往復(fù)運動 ,使得設(shè)備在有限的長度，提高物料的生產(chǎn)率和攪拌效率。 在葉片的選擇上，根據(jù)目前國內(nèi)外臥軸式攪拌機葉片結(jié)構(gòu)型式看，廣泛采用鏟片式，就單個葉片來說，它是一個平板，他通過攪拌臂與軸形成一體，使全部葉片呈螺旋線分布，葉片間沒有直接聯(lián)系，因而這種化整為零的結(jié)構(gòu)方式具有很突出的優(yōu)點。它使得葉片的加工安裝非常方便，從而代替了加工安裝要求高的螺旋帶葉片。從磨損角度看 ，鏟片式易受到局部磨損，這是因為物料與葉片之間的滑動逐步不均勻，而且波動，易形成卡料，使磨損加劇，攪拌效果有所下降，故從磨損和攪拌效果來看，鏟片式比螺旋帶式差。但鏟片式在以后的維護保養(yǎng)和維修過程中比較方便，并且葉片是標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，可以降低成本。所以，綜合考慮，該設(shè)計應(yīng)選用鏟片式葉片，整體結(jié)構(gòu)和葉片布置如下：