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使用 参数 对于 搅拌机 影响

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使用参数对搅拌 机的影响 公路施工技术与装备教育部重点实验室，长安大学，西安 710064，中国） 摘要 ： 搅拌混合物的均匀性不仅取决于结构参数的混合器，运动参数，也在很大的程度上取决于使用参数。基于结构组成和工作原理这些因素来对搅拌机工作的影响进行了研究。通过理论研究对搅拌机的性能特点建立了与机械结构，运动参数和使用参数相关的数学模型。根据数学模型，对混合填充率的影响，搅拌时间，和其他参数的均匀性进行了研究。在每一个搅拌周期，获得轴承的最小数量的革命性公式。 此外，获得在不同填充率之间 ,的关系，搅拌轴和搅拌均匀所需旋转圈数之间的关系。最后，进行了全面的实验验证。 关键词：结构参数；参数；均匀性；数学模型。 1、简介 在交通调查发现，路面损坏总是出现在当地随机出现的凹坑，油袋，松动等地方。这些对道路来说的小损伤。从公路的设计来说，其环境和负载条件大致相同，为什么会发生不同程度损害？路面施工时对路面造成的随机性和不确定性损伤是形成这种损伤的一个重要原因。以往的研究表明，沥青路面施工变异性最有可能造成影响的是物料混合。物料混合存在于建设工艺的许多领域中，如原材料的加工 和管理，生产和储存，运输，摊铺等。在本文中，提出了搅拌均匀混合器的理论分析和实验研究与控制方法。 2、搅拌机的基本工作原理 对于叶片型双轴强制搅拌机，其中存在有 2 个方向相反的同步旋转轴。每个轴上装有数搅拌臂，一端带有可替换刀片。在搅拌过程中，搅拌机有 2个运动轴，一个垂直轴，另一个是平行轴。这些运动轴强迫混合物形成垂直和水平圆周运动。垂直轴的作用是用安装在两边材料重叠区的叶片将两个区域的材料进行重叠和搅拌。为加强物料轴向运动的作用，叶片安装角约为 43- 45，且使垂直环流率大于横向循环率。这类设计理念有利于混合物轴方向的均匀混合。 搅拌机的质量评价主要取决于混合物矿料的混合等级。混合料搅拌机的质量主要取决于其搅拌机的结构参数的混合器，运动参数和使用参数。其中的主要影响质量因素，例如，混合器的组成，其确定了的结构参数和运动参数，如搅拌叶片的形状，尺寸，数量，安装角度和安排。旋转轴已经形成，这是不能改变的。因此它只可以通过改变使用参数进行改变，例如，该填充率的搅拌机和搅拌时间。 3、搅拌机性能特点的数学模型 物料在搅拌机均匀分布的时间，主要取决于混合物和混合物料渣的总量，布局的喷涂方法。目前，有两种主要形式的物料 给料方式：一个是平行的安排搅拌器轴；另一个是垂直排列的搅拌轴。因为垂直布局的混合物给及方式，最初的混合物的均匀性差，需要非常长的搅拌时间，所以很少使用。但当混合物的长度是横向排列时，沿混频器长度的矿渣能很好的进行初次分配，而且可以缩短搅拌时间，因此被广泛应用。如图 1 所示，在普通程序，当搅拌机时平面布局，初始混合物的均匀性的最坏的情况。针对这一缺点，本对搅拌机的均匀搅拌、运动参数和使用参数之类相关性能特点建立了数学模型。 图 1：搅拌机器示意图 图 1为搅拌机的示意图。是进行矿物粉磨或集中切割的区域，是叶片重叠区域，是集中切割区域。如图，区中的混合物总量是 ，区域是 区域 是 。当 与 的平均值时，在区域的混合物总量可以使用公式表示： ( )/2 便于分析和计算，确定 以用公式 (1)-(3)来表示。由此可以得到公式 (4)： 根据系统的结构和搅拌机的工作原理的分析，初次分配的材料垂直优于横向，而且搅拌机叶片的安装角度也也应有利于材料的统一垂直分布。因此，本 文着眼于卧式搅拌机中材料分布的变化。 在搅拌过程中，轴旋转一圈时，混合物之间的搅拌系数可以使用式（ 5）表示。 位是千克； 区域的原料的实际总量，单位是千克；是搅拌机灌装速率，单位为 %； 1时区域或的原料总量，单位是千克； 1时每个刀片对原料之间的搅拌系数。 如图 1所示，以区域和区域为研究对象， N 区域的混合物总量， N 区域的混合物总量，因此，当转轴旋转一周时，区域中混合物总量可以使用式（ 6）表示： 其中 原料实际数额，单位是千克； 位为 %； 区域到区域的混合物总量，单位是千克； 区域到区域的混合物总量，单位是千克。 因为原料的总量在每次搅拌中是不变的，由此可以得到式（ 7）。将公式（ 7）和式（ 4）代入式（ 6），可以得到式（ 8）： 当旋转轴旋转 2周时，区域的混合物相对含量可以使用式（ 9）表示。因此当旋转轴旋转 域的混合物相对含量可以使用式（ 10）表示。在式（ 10）中，大括号内表达式是无穷级数，第一项是 1，和一系列的比例范围从 1 到 K。因为当 n时， 01 级数收敛。式（ 11）的是 n , 12）来表示。区域的混合物相对含量可以使用式（ 13）表示。 从式（ 13）中可知，当搅拌的混合物是无限时，区域中的混合物是均匀分布的。在实际中，混 合物含量的变化在一个一定的范围内，当达到允许值，搅拌就可以停止。对混合料的规定允许偏差，并获得 10）和（ 14），可以获得公式（ 15）。 将 （在区域中最不利的初始相对混合物含量为 0） 和 k N 代入公式（ 15），可以得到公式（ 16）。 式（ 16）表明，混合物的均匀搅拌是由结构参数和使用参数共同确定的。对已完成的搅拌机来说，和已被确定的结构参数 N和 要是由使用参数 据式（ 16），转轴旋转一分钟，其混合填充率与相对偏差混合物含量的关系，如图 2所示。曲线表旋转数，沥青含量和相对偏差明之间的关系有相同的趋势。在一定的搅拌机给料速率下，每个周期内，相应混合物含量越小，转轴所需的搅拌时间越多，并且给料速率越大，搅拌的原料量也越大。 图 2：曲线表旋转数，沥青含量和相对偏差明之间的关系 4、搅拌机的搅拌性能 由式（ 16）表明，混合物的均匀搅拌是由结构参数和使用参数所确定的。对已完成的搅拌机来说，结构参数 N 和 混合物均匀搅拌达到一定的要求，就可确立填充率和旋转数之间的关系。在实际中，搅拌机的使用有两种不同的原则：一是较少的材料进行快速搅拌，材料给料率低（约 50%），所以所需搅拌时间短；另一种方法是较多的材料进行较长时间搅拌，材料给料率高（约 60%），当然，搅拌时间长。为了验证方程（ 16），在不同混合物 给料率下，采用两个搅拌机均匀搅拌进行测试。 拌参数 搅拌机容量为 2000 公斤，轴转速为 52转 /分钟，原料之间的搅拌系数为每转 拌机均匀搅拌测试中的给料率分别为 62%和 51%。 料参数 搅拌型采用 0 I,混合物 含量为 5%，混合物的温度是 150，矿渣含量为 7%时，材料表面密度为 米，所需的原料含量为 5（相对偏差 拌和混合物萃取实验 在搅拌器中，在没有加入矿石的情况下加热到 150并搅拌 2秒，采用喷洒方式加入5%的矿石 5秒钟 。当给料率为 62%时，将搅拌时间分为三组。 当周期时间是 37 秒时，所有材料进入混合罐开始卸载，混合时间为 19秒； 当周期时间是 41 秒时，所有材料进入混合罐开始卸载，混合时间为 23秒； 当周期时间是 44 秒时，所有材料进入混合罐开始卸载，混合时间为 26秒； 搅拌后，对混合物和提取实验结果进行取样，结果见表 1。 表 1：不同搅拌机搅拌时间下原料含量均匀度的实验值 名称 1 2 3 搅拌周期 37 41 44 无混合物搅拌时间 2 2 2 原料喷洒速率次 /秒 5 5 5 搅拌区域内原料总量 19 23 26 样本数 15 15 15 标准偏差 /% 0 224 差 /% 对偏差 据式（ 16），计算对应的搅拌时间的搅拌均匀度如同所示。当填充率为 51%，混合时间也为三组。 图 3 实验值与计算值的比较 图 4实验值与计算值的比较 表 2：不同搅拌机搅拌时间下原料含量均匀度的实验值 名称 1 2 3 搅拌周期 31 35 38 无混合物搅拌时间 2 2 2 原料喷洒速率次 /秒 5 5 5 搅拌区域内原料总量 15 19 23 样本数 15 15 15 标准偏差 /% 0 245 差 /% 对偏差 周期时间是 31秒时，所有材料进入混合罐开始卸载，混合时间为 15秒； 当周期时间是 35秒时，所有材料进入混合罐开始卸载，混合时间为 19秒； 当周期时间是 38秒时，所有材料进入混合罐开始卸载，混合时间为 23秒； 混合后，对搅 拌物和提取实验结果进行取样，结果列于表 2。根据式（ 16），计算相应的搅拌时间搅拌均匀度，如图 4所示。 5、总结 a) 混合物的搅拌均匀性取决于搅拌机的结构参数，运动参数和使用参数。如上面提到的，这三个参数间有一个明确的约束关系。对于已完成的搅拌机，结构参数和运动参数是固定不变的，只有通过调整给料率来改变。 b) 搅拌机的给料率和搅拌圈数之间存在线性关系。对同一质量要求的搅拌机来说，给料率越大，搅拌所需的圈数越多。当增加搅拌机的给料率时，为得到较高的均匀性搅拌圈数也得相应增加。如果搅拌均匀度要求太高，大幅度增加搅拌时间也 是有必要的。这将导致搅拌时间的大幅度延长和生产效率的降低。因此，搅拌机产量和质量之间应保持良好的平衡关系。 et t Xi10064, of on of to a on on of of of by to of on In of In in it at of so is to . a of of of is an of of is . in of as In of of 2 or to is a of of is In in is to is to to of to is by is in of in a of In to of of is 33, is of is in of of on of of on of of as it be So it be by of 3 he to of in is by 011(9, 2009; 21, 2010) 刘洪海): ; 173of : is is is of is a so it is is of is it it is In is of is as In of of is is of is or is is of is is is ia is of i1 of be q: ( To of it be 1)-(3). q.(4) be (1) (2) (3) (4) on of of is of is to of on of of In a be q.(5). (5) k is a N is of on m is of a is m is of of or , is is ; m0 of of or 1, is of 1. As as N i3 is of , N of . So of of be q. (6), a (6) m is of of , is of ; m3 is of , a a is of , a a is in is 7) be q.(7) q.(4) q.(6), 8) be (7) (8) of of be q.(9). So n of of be q.(10). q. (10), is , is to k. n , (1 k)n 0, 11) is of of n n , n be q.(12) of of be q.(13). )1)(1()1()1(+=+= (9) (10) (11) (12) (13) 0 = 3 3 2 2mi m i Nm i =+ 3 2 3 3(1 )+=+ 32=11( )21321 =332223. 3 3311(1 )(1 )(1 )(1 ) (1 ) + + +=+ + 1(1 )= ) 1kk k= =33. 311= +=of et t q.(13), it is is is in In a is be of n0 be n0 q. (10), 14) q.(15) be (15) ( in ) k N q.(15), 16) be (16) q.(16) is by kB of is by . q.(16), of In a in of is of is 4 s 16) is by kB of is In of is is 0%), so be is a is 0%), of is In to q.(16), of 000 2 r/in 2% 1%. 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