毕业设计论文：沥青混凝土搅拌设备的设计与实现

毕业设计论文：沥青混凝土搅拌设备的设计与实现内容摘要：

度。 图 32 拌桨轴转速确定 即 gtRocl   或 式中 l ——桨叶端部速度 )/( sm , Rl  ； gtoc ——混合料颗粒从总高度 2h 下落的速度 )/( sm ；  ——桨叶角速度 )( 1s ； R ——桨叶外缘半径 )(m ； g ——重力加速度 )/( 2sm ； t——颗粒从 2h 高度下落的时间 s。 混合料颗粒下落时间可以从下落高度公式中确定 222 gth  （ 318） 从上式中得 sg Rght )3~(2 2  （ 319） 把所得的 t 值代入 R 式得 )3~(  g RgR 从上式中可以求得角速度为 )~()3~(  sRgg Rrg 拌桨轴的转速 min)/(r 为 m in/71)~( ~ rRgRgn   （ 320）此时，桨叶端部的圆周速度为 )~(  gRRl  sm/ 试验表明，当 1 大于 sm/3 时，在 搅拌器底和桨叶端部的间隙中将产生过多的碎楔位现象，因而增大功率消耗，增加搅拌器零件的磨损以及不适当的粉碎石料。 为此近年来双速传动的搅拌器得到了采用，在搅拌砂质和细粒混合料时，拌桨轴应具有标准转速，在搅拌中粒和粗料混合料时，采用低转速，此时sml /3~ ,一般为 sml /。 叶桨式搅拌器参数确定 叶桨式拌器主要参数包括：容量、壳体内部尺寸参数和搅拌时间，其计算按二个步骤进行。 首先预定搅拌每份料的质量，然后初步计算搅拌器壳体内部尺寸。 在已知搅拌器壳体内部尺寸后，即可以计算拌桨轴的转速和搅拌时间。 最后修整主要尺寸参数值。 搅拌器所拌每份料的质量可以根据拌和设备给定的理论生产率和拌制每份料的时间（搅拌持续时间）确定。 沥青混合料搅拌设备的理论生产率 )/( ht 是按每小时拌混合料的吨数计量的。 对间歇式搅拌 zjj nmQ  式中 n—— 每小时拌制料的份数； zjm —— 每拌制一份料的质量 )(t 每小时拌制料的份数取决于拌制每份料的一个循环的时间 T Tn 3600 式中 T—— 搅拌器拌制每份料一个工作循环所需的时间 )(s。 工作循环时间 T 可以根据循环作业图表确定，在图表中主要给出搅拌时间值（混合料在搅拌器内的停留时间）。 在一个循环时间内，可以实现与搅拌同时进行的各种不同的工序（计量和物料的移动等），它是由给定的生产工艺和拌和设备的结构而定。 如图所示为间歇作业式拌和设备作业图表编绘实例。 搅拌时间与拌制的涨合料种类、搅拌器桨叶端部圆周速度以及所采用的搅拌器型式（间歇式或连续式）有关。 当桨叶端部的圆周速度 sm/~ 时，搅拌时间 (min) 应取为： ~。 低值对粗粒混合料，高值对砂粒混合料。 当拌制粗粒混合料时，通常取 sm/~ ，因而搅拌时间将大于上述低限值。 此时，可降低驱坳功率和减小磨擦零件的磨损。 间歇搅拌器所拌每份料的初定质量 )(tmzj 为 tKTQm Bjzj 6 0 0 401 8 03 6 0 0  （ 321）式中 Bk —— 搅拌器时间利用系数， Bk。 T — 搅拌器工作循环时 )(s。 搅拌器式工作循环时间 pcmz tttT  （ 322） 图 33 间歇作业垂直置搅拌设备作业图表作图实例 式中 zt —— 搅拌器进料时间 ， stz 5 ； cmt —— 每份料的搅拌时间 )(s pt —— 卸料时间（取决于搅拌器卸料闸门的结构 , stp 5 ） 在初步计算中，给出搅拌时间 cmt。 在横向布置方案搅拌时， stcm 30 则有 sT 405305  有 903600  Tn 得到 理论上 tnQjmzj 2 （ 323） 搅拌器两拌桨轴的中心距 wa ，取 45 cos2Raw （ 324） 式中 R—— 搅拌器壳体半径 )(m ；  —— 拌桨中心和壳底中线联线与水平线的夹角。 搅拌器尺寸参数可以按下述方法进行计算 (图 33) 图 34 搅拌器运动路线  角越小，则中心距越大。 因而，当 R 常值时，搅拌料的容积亦越大，这将阻碍拌料在两区段之间的交换。 拌料在两段 之间横向交换系数是随  角的增加而提高，而各成分均质所需的时间则随  角的增加而减小。 在实践中，  角取  50~40 ，通常  45~40。 当  45~40 时，两拌桨轴中心距 )(maw 为 Raw )~( （ 325） 取系数 中心距 )( maw  搅拌器壳体宽 )(m )()~(2 mRaRb wk  （ 326） 搅拌器壳体长 )(m )()~( mRbl kk   （ 327） 考虑拌桨布置及纵向循环速度， 取 )( mlk  式中 —— 搅拌器壳体形状系数， ~,/   kk bl ,通常取1~。 搅拌器壳体工作部分横截面 )( 2m （低于拌桨轴）   )2s in90( RS （ 328） 当  45~40 时 )(7 7 )9 3 ~8 5 ( 22 mRS  （ 329） 每份粒的容积 )( 2m )( 3mSbSlV kk   （ 330） 每份粒的质量 cmKcmzj SlVm   （ 331） 式中  —— 搅拌器壳体拌料充满系数； cm —— 混合料的密度， mtcm /~。 壳体充满系数 )/()/( cmkzjk SlmSlV   （ 332） 通常取 1 把 S 值和 kl 值代入 zjm 式，得 )(210)1 0 . 3~( 33 tRRm cmcmzj       （ 333） 从上式中可以确定搅拌器壳体半径 )(m )( )10/( 33 mmR cmzj     （ 334） 拌桨轴的实际转速 min)/(r ~)1 6 . 5~(  Rgn D （ 335） 取 min)/(71 rnD  实际搅拌时间 )(s sk inDt B ACMP 14)21lg ( )1lg (.   （ 336） 实际搅拌时间应小于所取定的搅拌时间，其差不大于 s5~3 ，否则将增加搅拌器每份拌料的质量、外形尺寸和所确定的发动机功率。 根据实际的搅拌时间可以确定循环时间 Wt ，每份料的质量，壳体半径和两拌桨轴的中心距。 根据两拌桨轴的中心距 Wa 选择驱动减速器的齿轮参数 zmaW 图 35 沥青搅拌机的 h,b 计算 式中 Z —— 减速器驱动齿轮齿数； m —— 齿轮模数。 初步确定驱动减速器齿轮参数之后，精确计算 VSlb kk , , 和 zjm 等值。 桨叶高 )(mh 和宽 )(mb 可以根据下述条件选取。 若沥青自流或在不大的压力~ 下喷洒， 则 RbRh ,  ( 图 35) ；当沥青在 大压力)2~( MPa 下送入搅拌器时，则 RbRh , 。 根据设计要求选用（图35）形状的桨叶， mh  、 mb  ，为了工作要求设计 mmh 225 、mmb 340。 搅拌器壳体长 )(mmlk 取决于桨叶参数及其个数 LZ ，由下式确定 (图 36) : 图 26搅拌背尺寸计算  abllk cos21 )1)(cos(  LZlab （ 337） 从上式中可以求得在一根拌桨叶对数（或个数） 1c o s c o s2 1  lab abllZ kL （ 338）   取对数 4Z 式中 1l —— 拌桨轴两头桨叶与搅拌器端壁之章的间隙， 20mm。 ~71 l l —— 两相邻桨叶侧缘间（沿轴向方向）的间隙， 50mm。 ~40l b —— 桨叶宽 )(mm。  —— 桨叶对拌桨轴的倾角，  45~31。 若桨叶数 LZ 略偏于整数时，则可以改变 l 和 b ，使 LZ 成为整数。 如果偏差很大，应给形状系数  定以新值（在 ~ 的范围内变化），重复计算。 早期生产的搅拌器具有 8lz 的桨叶对数， 而现在已经生产了在  下具有 6LZ 和 5LZ 的桨叶对数的搅拌器。 桨叶顶端的圆周速度 )/( smL smgR LL /)1 . 7 3~(  （ 339） 式中 LR —— 桨叶半径 )(m , RRRL  (其中 R ––桨叶和壳体间的间隙， mR ~ )。 搅拌器驱动功率计算 筑路用叶桨式搅拌器的驱动功率计算可以按四种方法进行： 1) 按物理和动力学规则建立的解析式计算； 2) 按半经验公式计算； 3) 按相似理论推导的公式计算； 4) 按经验公式计算。 在分析双轴式叶桨和器的工作之后，可以认为桨叶在搅拌器内似固体在非粘性液体内的平移运动，它在单位时间内将推动容积为 vF 的液体，并给予一定的动量，其值为运动液体容积质量乘速度，即 FWpv  (340) 因为力是单位时间内的动量变化，所以物体在液体内运动的阻力 )(NP 为 2gFP (341) 式中  ——液体的密度 )/( 3mkg ；  ——固体的运动速度 )/( sm ； F ——固体在垂直于速度方向平面内的投影面积，即阻力作用的正面积 )( 2m ； 2/ smg 。 所推导的公式仅注意了在移动物体表面上所发生的现象，这对理想液体是正确的。 在粘性液 体中，由实验表明，在物体的后面要产生使液体搅拌的涡流，这对搅拌器的有效工作是必要的。 从这个观点出发，导出了下列理论阻力公式 2gFCp (342) 式中 C——与许多因素（物体的面积和形状、各尺寸之间比例、表面特性、运动速度）有关的正面阻力系数。 由于沥青混合料为非粘性液体，理论计算系数 C 是非常困难的，所以只得用实验的方法确定 C 值，对沥青混合料用桨叶，应采用经验系数  来替代系数 C。 在上述牛顿公式的基础上。