1. Ievads
Divu{0}}vārpstu maisītājus plaši izmanto betona, sausās javas, ķīmijas un vides aizsardzības nozarēs, jo to priekšrocības ir spēcīgs bīdes spēks, nesajaucas mirušie stūri un augsta sajaukšanas efektivitāte. Kā maisītāja galvenā sastāvdaļa, asmens tieši piedalās materiāla stumšanas, griešanas, mešanas un konvekcijas procesos. Tās strukturālie parametri (biezums, platums, leņķis utt.) nosaka materiāla plūsmas stāvokli un sajaukšanas kvalitāti. Starp tiem asmens biezums ir saistīts ne tikai ar konstrukcijas stingrību un nodilumizturību, bet arī tieši ietekmē materiāla maisīšanas trajektoriju, bīdes izturību un enerģijas patēriņu. Tāpēc lāpstiņas biezuma ietekmes uz sajaukšanas efektu izpētei ir liela nozīme, lai optimizētu miksera veiktspēju.
2. Lāpstiņas biezuma ietekmes mehānisms uz sajaukšanas efektu
2,1 pārāk plāns asmens (~12 mm)
Ja asmens biezums ir mazāks par saprātīgo diapazonu, kopējā stingrība ir nepietiekama, un tā ir pakļauta elastīgai deformācijai vai pat plastiskai liecei materiālu (īpaši cieto pildvielu, piemēram, akmeņu) trieciena un berzes ietekmē. Tās negatīvā ietekme uz sajaukšanas efektu galvenokārt izpaužas šādos aspektos:
Slikta sajaukšanas viendabība un spēcīga segregācija: deformētais asmens nevar efektīvi pacelt un izmest materiālus, nespējot veidot pietiekamu konvektīvo cirkulāciju. Atstarpe starp asmeni un starpliku palielinās, kā rezultātā nevar radīt efektīvu bīdes spēku. Tādas daļiņas kā cements un piemaisījumi nevar pilnībā izkliedēt, izraisot pildvielu un pastas atdalīšanu, cementa aglomerāciju un lokālu proporciju nelīdzsvarotību. Sajaukšanas viendabīgums (CV vērtība) bieži vien ir augstāks par 15%, kas neatbilst ražošanas prasībām.
Paildzināts maisīšanas laiks un samazināta efektivitāte: Lai kompensētu nevienmērīgas sajaukšanas problēmu, maisīšanas laiks jāpagarina par vairāk nekā 50%. Sākotnējais 30 sekunžu maisīšanas cikls tiek pagarināts līdz vairāk nekā 1 minūtei, izjaucot sajaukšanas stacijas ražošanas ritmu, radot atpalicību nākamajos partiju komplektēšanas un izkraušanas posmos, kā arī samazinot kopējo ražošanas efektivitāti par 30–50%.
Nestabila materiāla izplūde un nopietnas atliekas: Plānajam asmenim ir vājš spirālveida stumšanas spēks, tādēļ nav iespējams pilnībā nospiest materiālus uz cilindra sienas un apakšas uz izplūdes atveri. Pēc katras maisīšanas paliek 5%–15% materiālu, kas sacietē un sajaucas ar jauniem materiāliem, vēl vairāk saasinot nevienmērīgu sajaukšanos un veidojot "cieto slīpēšanas slāni", kas paātrina asmens un oderējuma nodilumu.
Spēcīga aprīkojuma vibrācija un palielināts enerģijas patēriņš: Deformētais asmens rada nestabilu materiāla pārvadāšanu, mainīgu maisīšanas slodzi un lielu trieciena slodzi darbības laikā. Tas izraisa spēcīgu iekārtas vibrāciju, paātrina maisīšanas vārpstas noguruma nodilumu, palielina gultņu klīrensu un noveco reduktora pārnesumu. Tajā pašā laikā slodzes svārstības izraisa enerģijas patēriņa pieaugumu par 10–20%.
2.2 Mērens asmens biezums (12–20 mm)
Ja lāpstiņas biezums ir saprātīgā diapazonā (12–20 mm maziem un vidējiem{2}} mikseriem, 20–24 mm lieliem maisītājiem), tam ir pietiekama stingrība un nodilumizturība, ar stabilu materiāla maisīšanu un optimālu maisīšanas efektu. Tās priekšrocības ir šādas:
Lieliska sajaukšanas viendabība un bez segregācijas: Asmenim darbības laikā nav deformācijas, saglabājot saprātīgu atstarpi (3–5 mm) ar starpliku. Tas var efektīvi pacelt un izmest materiālus, veidojot spēcīgu konvektīvo cirkulāciju un bīdes darbību. Materiāli ir pilnībā sajaukti visos virzienos (aksiāli, radiāli un apkārtmēri), ar sajaukšanas viendabīgumu (CV vērtība) 8%–12%, bez pildvielu segregācijas vai cementa aglomerācijas un stabilu produkta kvalitāti.
Īss sajaukšanas laiks un augsta efektivitāte: mērena-biezuma asmenim ir spēcīga materiāla maisīšanas spēja, kas nodrošina vienmērīgu samaisīšanu paredzētajā laikā (30–60 sekundes). Ražošanas ritms ir stabils, un efektivitāte tiek maksimāli palielināta, vienlaikus nodrošinot sajaukšanas kvalitāti.
Stabila izlāde un zems atlikums: Asmenim ir pietiekams spiedes spēks, kas efektīvi noskrāpē materiālus no cilindra sienas un apakšas, un izlādes atlikums ir mazāks par 3%, izvairoties no sacietējušu atlikumu problēmas, kas ietekmē sajaukšanas kvalitāti.
Stabila aprīkojuma darbība un zems enerģijas patēriņš: Slodze darbības laikā ir stabila, ar vienmērīgu griezes momentu, bez spēcīgas vibrācijas un normālu transmisijas sastāvdaļu, piemēram, vārpstas, gultņu un reduktora, kalpošanas laiku. Enerģijas patēriņš ir nominālajā diapazonā ar augstu izmaksu{1}}efektivitāti.
2.3 Pārāk biezs asmens (＞24 mm)
Pārmērīgi palielinot lāpstiņas biezumu (vairāk par 24 mm), radīsies liekais svars un pārmērīga maisīšanas pretestība, kas negatīvi ietekmēs sajaukšanas efektu un iekārtas darbību:
Paaugstināta pretestība maisīšanai un vietējie nedzīvie stūri: Pārāk biezajam asmenim ir liels saskares laukums ar materiāliem, ievērojami palielinot maisīšanas pretestību un enerģijas patēriņu (palielināts par vairāk nekā 20%). Tajā pašā laikā biezais asmens ir pakļauts materiāla iestrēgšanai un uzkrāšanai saknē, veidojot lokālus sajaukšanas mirušos stūrus, kā rezultātā dažās vietās materiāli sajaucas nevienmērīgi.
Samazināts materiāla mešanas augstums un vājināta konvekcija: Pārāk smagajam asmenim ir lēna rotācijas reakcija, samazinot materiāla pacelšanas un mešanas augstumu, vājinot konvekcijas cirkulācijas efektu un zināmā mērā pagarinot sajaukšanas laiku.
Palielināta aprīkojuma slodze un paātrināts nodilums: Lāpstiņas pašsvars- un maisīšanas pretestība ir pārmērīgi liela, kā rezultātā maisīšanas vārpstas, gultņu un reduktora darbība ilgstoši- ar lielu-slodzi, paātrina noguruma nodilumu un saīsina transmisijas komponentu kalpošanas laiku. Turklāt uz cilindra iekšējās sienas uzkrātie sacietējušie materiāli pastiprina cilindra konstrukcijas nodilumu.
Zema izmaksu{0}}efektivitāte: Pārāk biezam asmenim ir ārkārtīgi liela nodiluma dublēšanās, un asmens korpuss ir gandrīz nolietots, bet svara dublēšana ir pārmērīga, palielinot ražošanas un apkopes izmaksas un samazinot ekonomiskos ieguvumus.
3. Optimālais asmens biezuma diapazons un inženierijas izvēle
3.1 Optimālais biezuma diapazons
Apvienojumā ar teorētisko analīzi un inženiertehnisko praksi optimālais lāpstiņas biezums divvārpstu mikseriem-ir šāds:
Mazs maisītājs (＜2 m³): 12–16 mm (materiāls: 65Mn tērauds, virsmas rūdījums).
Vidējs maisītājs (2–5 m³): 16–20 mm (materiāls: 65 Mn tērauds, pārklājuma volframa karbīds, cietība HRC58–62).
Liels maisītājs (＞5 m³): 20–24 mm (materiāls: augstas -stiprības mangāna tērauds, iebūvēts lējums + nodilumizturīgs-pārklājums).
3.2. Inženiertehniskās atlases principi
Veicot faktisko inženierijas izvēli, visaptveroši jāņem vērā šādi faktori:
Materiālu īpašības: materiāliem ar augstu cietību un lielu abrazivitāti (piemēram, betonam ar lielu akmeni), izvēlieties biezumu tuvu augšējai robežai; materiāliem ar zemu cietību un mazu abrazivitāti (piemēram, sausajai javai) izvēlieties biezumu, kas ir tuvu apakšējai robežai.
Miksera modelis: Saskaņojiet biezumu atbilstoši miksera tilpumam un izvairieties no "maza miksera ar bieziem asmeņiem" vai "liela miksera ar plāniem asmeņiem".
Ražošanas efektivitāte: Lai nodrošinātu sajaukšanas kvalitāti, izvēlieties mērenu biezumu, lai līdzsvarotu efektivitāti un enerģijas patēriņu.
Uzturēšanas izmaksas: Izvēlieties biezumu ar pietiekamu nodilumizturību, lai samazinātu asmens nomaiņas biežumu un apkopes izmaksas.