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基于气力与机械联合驱动的新型干混砂浆混合设备设计

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  • 发布时间:2014-08-13
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Late。model dry。mixed mortar mixing equipmentbased on the mechanical force and airflowYANY Yong ,LI Ang ,ZHU Wei-wei。,XU Jun-fei ,NIE Meng-long(1.School of Mechanical Engineering,Qingdao Technological University,Qingdao 266033,China;2.Qingdao New-Type Construction Machinery Limited Company,Qingdao 266107,China)Abstract:This design aims at the low degree of mixing,the big mechanical wear and other de-fects in the dry mortar mixing equipment to adopt the new principle of airflow drive for de-veloping the new and high efficient mixing equipment.The dry mortar mixer driven by me-chanical force and airflow can not only make forced mixing using agitating vane,but alsoblow dried mortar across the hole on the barrel wall to further mixed to increase hybrid effi-ciency and make the hybrid more well-distributed。

Key words:dry-mixed mortar;mixing equipment;mechanical force and airflow drive干混砂浆是指以水泥为主要胶结材料与干燥筛分处理的细集料、矿物掺和料、加强材料和外加剂按照- 定比例混合而成的混合物.这种材料是继混凝土商品化后,建筑材料和施工工艺的又-次革命,其优势是低碳、节能、环保、质量稳定,可实现工厂化生产,有利于产业升级 引。

混合设备是干混砂浆生产线中最关键的设备,也即是工厂的心脏”[ .目前国内对干混砂浆的研究大多数集中在砂浆品种开发及性能优化方面,而缺乏对生产设备的全面系统深入研究,特别是混合设备方面研究不足,仅局限于引进和仿制国外产品,混合设备发展的不足成为制约干混砂浆行业发展的瓶颈之-。

因此,如何眷研制适用于干混砂浆生产的新型高效混合设备,增强这-行业产品的市澈争力,在新的原理和技术方面首先取得突破将具有重要的意义和价值4L引。

收稿 日期:2013-03-25基金项目:青岛市建设事业科技发展专项(JK2011-16)编辑部约稿作者简介:杨 勇(1976- ),男,山东德州人.博士研究生,副教授,主要从事机械制造及其 自动化方面的研究E-mail:yangyong913###gmail.corn。

青 岛 理 工 大 学 学 报 第 34卷目前国内使用的混合设备大多是机械式的,按作用方式分为容器回转型、容器固定型和复合型混合设备.容器回转型包括 V型、双重圆锥、滚筒式、正立方体式和连续 V型,这类回转型混合设备缺陷是回转速度慢,容器回转空间大,伴随回转容易引起负荷变动;容器固定型包括卧式螺带、立式螺带、犁刀式、行星锥形和静态等类型混合设备,这类固定型混合设备缺陷是清洗困难,适合于少品种大批量的生产,同时存在搅拌桨叶磨损问题;复合型混合设备是在容器回转型的基础上,在容器内部增设搅拌物料用的叶片,这类混合设备容易造成物料的粉碎和磨损.以上机械混合设备的共性缺陷是干混砂浆混合均匀度低,机械磨损较大。

笔者针对目前业界干混砂浆混合设备存在混合均匀度低和机械磨损大等缺陷,采用气流驱动新原理,开发基于气力和机械联合驱动的新型高效混合设备.通过动力源部分、搅拌轴部分、桶壁通气口部分、其他部分等 4个主要分系统设计,形成对气力和机械联合驱动的混合设备的整机设计,以实现物料的高均匀度和高效混合。

1 新型混合设备设计机械与气力联合驱动干混砂浆混合机既能使用搅拌叶片对物料进行强制式搅拌,又可以在桶壁向桶内吹气使干混砂浆进-步混合,使物料的混合效率更高,混合也更加均匀。

对于普通的单轴混合机,搅拌轴上安装具有-定数量、-定角度并呈重叠状的桨叶.在桨叶达到-定圆周速度时由于物料的上抛运动,故在混合室内形成流动层,层内的物料在对流混合原理的作用下进行混合,但混合均匀度不高.相对于现有仅是叶片旋转混合,笔者采用气流驱动新原理,开发基于气力和机械联合驱动的新型高效混合设备,仓0建气流驱动新原理中的高效混合理论。

笔者采用气力和机械联合驱动的新型工作方式,具体过程是:物料以及添加剂从人料 口6加入后,密封好并开动电机 1,通过减速器 3的减速,主轴 7带动搅拌臂 l2和搅拌叶片13转动进行物料混合,搅拌臂的长短排列搭配可以更加高效地混合.同时通过橡胶管 lO向桶内吹气,增加物料的混合均匀度,从而使物料高效混合.该新型干混砂浆混合设备的总装配如图 l所示。

由图 1可知,该新型干混砂浆混合设备是由动力源部分、搅拌轴部分、桶壁通气口部分、其他部分组成.各零部件连接关系如下:通过联轴器 2将电动机 1连接减速器 3,同时减速器 3通过齿轮传动装置 4与主轴 7相连;主轴 7与箱体 5通过滚动轴承连接;搅拌臂 12焊接于主轴 7上,采用长短柄结合的排列方式,叶片 1 3焊接在搅拌臂 12上;箱体5、电动机 1、减速器 3外加支撑。

在桶壁的中上部开口(两边对称的开 4个),橡胶管 1O-端斜向上卡装在开口中,另- 端连接空压机 9.橡胶管密闭卡装在桶壁的开口中,保证桶壁不泄露原料.出气口斜向上吹气,保证原料不落到橡胶管里。

图 2为新型干混砂浆混合设备整体结构,显示装料和卸料位置关系,机器运转过程中,人料口6和卸料口l1均关紧,且由橡胶管向桶内吹气。

该新型混合设备既能用搅拌叶片对物料进行强制式搅拌,使物料在水平面上产生剧图 1 新型干混砂浆混合设备总装配1电动机;2 联轴器;3-减速器;4 齿轮传动装置;5-箱体6人料口;7 主轴;8 支撑架;9 空压机;10 橡胶管;11 卸料j;12 搅拌臂;l3 搅拌叶片;14 支撑装置图 2 新型干混砂浆混合设备整体结构烈的对流运动,又可以在桶壁上向桶内吹气,加剧对流运动,利用空气的流动使混合更均匀,从而达到高效、高混合度的目的,生产出高质量的干混砂浆,推动干混砂浆新兴产业的快速发展和建筑业向低碳节能青 岛 理 T 大 学 学 报 第 34卷由图4可见,新型的混合设备达到完全混合所需要的时间更短,混合效率更高。

3 结论基于气力和机械联合驱动的新型高效混合设备由动力源部分、搅拌轴部分、桶壁通气 口部分、其他部分等 4个主要部分组成,既能使用搅拌叶片对物料进行强制式搅拌,又可以在桶壁向桶内吹气使干混砂浆进-步混合,使物料的混合效率更高,混合也更加均匀.进-步的有限元模拟分析表明笔者设计的新型混合设备是合理的.基于气力和机械联合驱动的新型高效混合设备的设计,将为建筑和土木行业关键生产设备的研制提供技术参考和理论指导,并有效促进干混砂浆质量的提高。

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