干粉砂浆储罐用搅拌叶轮设计.pdf

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1、第l0期机械设计与制造2011年10月MachineryDesign&Manufacture37文章编号：1001—3997(2．011)10—0037—02干粉砂浆储罐用搅拌叶轮设计；l：朱志松孙志祥朱龙彪(南通大学机械工程学院，南通226019)Designofpaddlewheelfordry—mixedmortartankZHUZhi-song，SUNZhi—xiang，ZHULong—biao(NantongUniversityMechanicalEngineeringCollege，Nantong226019，China)【

2、摘要】基于干粉砂浆搅拌加工机理，研究了搅拌和出料螺旋线模型。考虑到搅拌均匀、耐磨损和出料流畅的需求，采用圆柱螺旋线和分段螺旋升角形式，设计出叶轮参数和结构。搅拌叶轮由搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片等组成，采用桨叶式设计。在合理选择材料的基础上，结合三维模型，借助流体力学方法计算了叶轮所受载荷，根据强度理论校验了搅拌轴的静强度，利用Pro／Mechanica有限元工具分析了搅拌臂、搅拌铀的应力场分布，结果证明结构参数合理，强度满足设计要求。关键词：干粉砂浆；螺旋线；搅拌叶轮；有限元【Abstract】Basedonthemixingmechan

3、ismofdry-mixedmortar，modelofm~ingandunloadingspi—rallineisstudied．Consideringequabmixing,wearresistanceandliquidity，circularhelixandsegmentalhelixangleis：usedandtheparameterandstructureofpaddlewheelaredesigned．Paddlewheelis~composedofmixersh，mixingarmandmixingbladewithpa

4、ddletype．Combiningmaterialand3D-model，loadofpaddlewheeliscomputedwiththehelpoffluidmechanics，thenstaticstrengthofmixershaft,ischeckedwithstrengththeoryandstressdistributionofmixingarmandmixingbladeiscomputedbyPro／Mechanicafiniteelementanalysisaswell，whichprovesthatstruct

5、ureargumentsisreasona]gleandstrengthmeetsthe&sTrequirements．Keywords：Dry-mixedmortar；Spiralline；Paddlewheel；Finiteelement中图分类号：TH16文献标识码：A拌轴方向输送物料。搅拌过程中，搅拌叶片受到来自物料的挤压1引言与摩擦，故和搅拌臂一样选择耐磨性能与焊接性能较好的碳素合干粉砂浆是由经过干燥、筛分并通过合理级配的细骨料与金钢Q345t21。初步确定搅拌叶片的尺寸为：长：28ram，宽：17mm，无机胶结料、保水增稠材

6、料、矿物掺合料和添加剂等按一定比例厚：5mm，与物料接触挤压面积：s=4．76x10~mz。混合而成的一种颗粒状或粉状混合物，可以由专用罐车运至工地2_2搅拌臂初步设计加水搅拌使用。干粉砂浆与我国传统施工工艺的现场配制砂浆相根据搅拌轴的尺寸初步确定搅拌臂的形状，搅拌臂连接搅拌比，具有质量好、易于施工、环保卫生等诸多优点Ⅲ。轴与搅拌叶片，具有辅助搅拌与输送功能，尺寸设计为：长：86ram，干粉砂浆搅拌储罐结合了储存和搅拌两大功能，由多功能干宽：14mm。’粉砂浆储料罐和连续出料砂浆搅拌装置组成。其中，砂浆搅拌出料2．3搅拌轴初步设计装置关

7、系到干粉砂浆的匀质性、出料流畅程度。叶轮和物料的相互叶轮的搅拌和出料性能与搅拌轴圆柱螺旋线的螺旋升角有挤压、揉搓容易产生磨损，目前产品大多存在使用寿命短、搅拌振密切的关系，螺旋升角越大搅拌性能越好，但出料性能越差；动噪声大、搅拌效果和出料速度不理想、出料残余率高等问题。拟螺旋升角越小出料性能越好，但搅拌性能越差目。选择优化的螺旋线模型、桨叶式叶片组合，缩短搅拌和出料时间。对于搅拌工作的螺旋，一般可使叶片曲线的螺旋升角为利用有限元方法，结合流体力学，对该叶片的力学特性进行分析，30~。这样既有益于搅拌又有助于物料的输送，在搅拌轴后部分为从

8、而设计出搅拌匀质、出料流畅、强度及刚度满足要求的叶轮。了方便出料，可将螺旋升角适当减小，此时取螺旋升角为28。两2搅拌叶轮设计段螺旋线用最小二乘法拟合，保证过渡部分光滑连接，在Pro／E搅拌叶轮主要由搅拌轴