一种新型混凝土搅拌装置的研究与设计

近年来土木产业在国内发展迅速, 混凝土作为一种主要的建筑材料因其良好的工作性能得到了广泛的应用。混凝土优越的工作性不仅与其自身的配合比有关, 更离不开一种好的制作工艺让其充分发挥材料的性能, 可见混凝土搅拌装置在混凝土的制备中起着非常重要的作用。当前国内所使用的混凝土搅拌装置存在着各种各样的问题, 比如:装置对混凝土搅拌效率不高、使用寿命短、工作时对周边环境的噪音影响大, 至今没有发现较好的解决方法。本设计按照混凝土充分混合均匀的原理, 对搅拌装置进行改良;按照减震减噪的技术, 降低混凝土搅拌装置时产生的噪音;通过加入耐磨层, 降低装置底板的工作损耗。研制出一种具有较好工作性能的混凝土搅拌装置, 可有效改善混凝土搅拌装置工作效率低、使用寿命短、噪音大的问题。

1 搅拌机的机理

简单的说, 搅拌就是使两种或者多种不同的物质在彼此之中互相分散, 从而达到均匀混合[1]。搅拌过程是一动态的发展和变化过程, 在这一过程中同时存在着拌合和离析两种现象, 因而物料在搅拌过程中要达到均匀混合的机理是相当复杂的[2]。对水泥混凝土和沥青混合料搅拌过程的研究表明, 搅拌过程中物料的混合是靠对流运动、扩散运动、剪切运动三种运动来实现的[3]。

2 搅拌机的设计

2.1 整体设计

针对搅拌机工作效率低、寿命短、噪音大的问题, 我们设计了一种新型搅拌装置。该搅拌机的外形设置为箱型结构, 搅拌箱的顶部设置有第一电机和进料口, 搅拌箱内沿竖直方向设置有与第一电机连接的第一搅拌装置, 第一搅拌装置包括搅拌轴和设置在搅拌轴上的搅拌叶, 搅拌箱的右侧设置有出料口和进水管, 搅拌箱的左侧设置有第二电机, 搅拌箱内沿水平方向设置有与第二电机连接的第二搅拌装置, 第二搅拌装置设置在第一搅拌装置的下方, 第二搅拌装置包括搅拌轴、与搅拌轴连接的第一固定杆和第二固定杆, 第一固定杆上设置有椭圆状搅拌叶, 第二固定杆上设置有扇形搅拌叶。搅拌箱的底部设置有两个减震装置, 减震装置的底部设置有底板, 底板下部设置有耐磨层, 装置整体结构示意图如图1所示。

由于搅拌箱内沿竖直方向设置有与第一电机连接的第一搅拌装置, 沿水平方向设置有与第二电机连接的第二搅拌装置, 从两个方向搅拌提高了搅拌效率。第一固定杆上设置有椭圆状搅拌叶, 第二固定杆上设置有扇形搅拌叶, 因形状的变化使物料的运动轨迹更加复杂, 这样设计使得搅拌更充分, 也提高了效率。

2.2 减震装置的设计

搅拌箱的底部设置有两个减震装置, 减震装置的底部设置有底板。减震装置包括第一固定板、与第一固定板连接的减震器、设置在减震器底部的第二固定板, 减震器的外壁套设有第一弹簧, 第一弹簧的顶端与第一固定板连接, 第一弹簧上固定设置有固定块, 减震器的外壁还套设有第二弹簧, 第二弹簧的顶部设置在固定块的下方, 减震器的外壁还套设有第三弹簧, 第三弹簧的底部设置在固定块上方。减震器的外壁上设置有散热片, 散热片提高了减震器的散热性能, 减震装置的结构示意图如图2所示。

减震器的外壁上设置有第一弹簧和第二弹簧, 当第一弹簧受到震动时会向下运动, 带动固定块向下运动, 当固定块碰到第二弹簧时, 会带动第二弹簧向下运动, 因此提高了减震性能。当固定块向上运动时, 可以带动第三弹簧向上运动, 从而减缓向上的冲击力, 这样设计进一步提高了减震效果, 避免了因震动过大对搅拌装置造成损坏, 也降低了噪音。减震器的外壁上设置有散热片, 散热片提高了减震器的散热性能。

2.3 耐磨层的设计

因为橡胶具有良好的耐磨特性和抗冲击性能, 在底板的底部设置橡胶耐磨层[4], 所述耐磨层包括橡胶内层、橡胶外层、设置在橡胶内层和橡胶外层之间的金属网层[5], 耐磨层的纵向剖视图如图3所示。

耐磨层包括橡胶内层、橡胶外层、设置在橡胶内层和橡胶外层之间的金属网层, 这样设计提高了耐磨层的耐磨性能。

3 结语

综上所述, 本作品具有较强的实用性, 可应用于码头、路桥、房建等各种工程建设的施工现场, 同时生产出的混凝土质量好, 装置搅拌效率高、使用寿命长, 噪音污染低。随着土木行业的快速发展, 该设备具有较好的社会价值和应用前景, 能给社会带来较大的经济效益。

摘要：目前国内码头、房建、路桥等施工场地所使用的混凝土搅拌装置参差不齐。有的搅拌设备工作效率低, 有的搅拌设备使用寿命较短, 有的搅拌设备在搅拌过程中产生的噪音较大。针对以上问题, 笔者设计了一种高效率、长寿命、低噪音的混凝土搅拌装置, 并从工作原理、功能特点、结构示意图等方面对其进行了详细介绍。

关键词：搅拌机,搅拌装置,减震装置,耐磨层

参考文献

[1] 王凯, 虞军.搅拌设备[M].北京.化学工业出版社, 2003 (01) .

[2] 刘永东.沥青水泥砂浆砂浆振动搅拌的试验研究[D].西安:长安大学, 2010.

[3] 赵利军.双卧轴搅拌机参数优化及其试验研究[D].西安:长安大学, 2002.

[4] 张志强, 陈守明, 刘兴衡.耐磨橡胶衬板的研制[J].橡胶工业, 1994 (10) :611-616.

[5] 魏浩东.金属橡胶构件抗冲击性能的理论和试验研究[D].哈尔滨工业大学, 2007 (07) .