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混凝土搅拌车早期搅拌叶片的母线采用阿基米德螺旋线
双击自动滚屏 发布时间:2019-4-12 10:19:50 阅读:1629次 【字体:

混凝土搅拌车早期搅拌叶片的母线采用阿基米德螺旋线,从1965年以后开始采用对数螺旋线,直到现在,搅拌叶片的母线基本很少改变。根据目前的研究热点,混凝土搅拌车向着两个方向发展:一是向着大型化、功能多样化、控制自动化方向发展;二是传统搅拌系统的变革,如采用新的搅拌系统设计思想,改变传统的搅拌筒的外形、搅拌叶片的母线、搅拌叶片的安装形式等等。本公司提出的母线改进设计正是基于后者的设计思想。     1  对数螺旋线新型母线的设计
    设计搅拌车圆锥螺旋叶片时往往引入计算锥的概念,即假想存在一个锥面平行于搅拌桶锥面,且螺旋面与之交线上的所有螺旋角均相等,这个假想的圆锥面就叫计算锥。计算锥的引入虽然方便了计算,但在实际生产制造中却不那么方便。为了获得螺旋角变化的螺旋面叶片,直接采用搅拌筒的锥面作为设计锥面,采用非等角对数螺旋线作为搅拌叶片的设计母线,其性能更加优越,而且在实际生产时也便于划线和确定准确位置。     1.1  搅拌叶片的母线方程
    搅拌叶片在前锥和后锥部分采用的是对数螺旋线,其母线的方程为: 

    其中β为螺旋角,ρ0为初始极径;θ为半锥角;φ为螺旋转角。
    当口β一定值时,螺旋线为等角对数(圆锥)螺旋线;当β是一个变量时,该螺旋线即为非等角对数螺旋线,则β可以表示为:     β=β0±cδ(t)
    其中β0为初始螺旋角,c为系数,δ(t)为变化函数,可采用多种函数规律。     可以看出等角对数螺旋线是非等角对数螺旋线的一个特例。     1.2  搅拌叶片的设计
以华菱集团8.5LP混凝土搅拌车的搅拌系统为设计基础,进行搅拌叶片的改进设计。设计时,保持搅拌筒的外形尺寸和基本参数不变,只对搅拌叶片进行了重新设计。已知搅拌筒的外形尺寸为:后锥长A=1036mm,后锥小端直径Φ1=1715mm;中圆长B=1566rnm,直径Φ2=2305mm;前锥长C=1673mm,前锥小端直径Φ3=1103mm。螺旋叶片设计规律及参数如表1所示,新方案与原设计绘制的螺旋线如图1和图2所示,图中标记A、B为3段螺旋线的接合处。

    实验研究
    为了验证设计的效果以及有限元分析的正确性,还需对这两种母线的搅拌叶片进行实验研究。搅拌叶片的优劣要从混凝土搅拌的效果进行评定,最重要的是要看混凝土最终的搅拌质量。根据微观搅拌理论,混凝土各组分不仅要在宏观上达到均匀,微观上也要达到均匀分布,这样,每一骨料都被水化物薄膜包围,混合物的凝胶结构才最稳定。而验证搅拌均匀性的方法则是在混凝土硬化28天后测量其抗压强度。
    用于试验的混凝土搅拌筒采用1:4的有机玻璃模型,用于试验的混凝土是采用同一配比的混凝土,每筒装载容量1m3,混凝土的基本参数如下:
    水灰比:0.45;砂率:32%,采用中砂;碎石直径:10~20mm;坍落度:30mm;水泥:水:砂:石=1:0.45:1.48:3.15。试验结果如表2所示。
    从表2中可以看出:非等角对数螺旋线在搅拌后的坍落度相对比较均匀,出料速度、出料残余率等性能指标相对较好。从28天的抗压强度可看出,新方案搅拌的效果较好。 

 
 

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