1、第三章稳定土拌合机械设计第三章稳定土拌合机械设计 3.1 3.1 稳定土拌合机械的用途，类型及作用原理稳定土拌合机械的用途，类型及作用原理 一、用途一、用途 稳定土拌合机械是修筑道路稳定基层的一种专用机械。稳定土拌合机械是修筑道路稳定基层的一种专用机械。其作用是将土壤（包括土、骨料、粉煤灰）、稳定剂材其作用是将土壤（包括土、骨料、粉煤灰）、稳定剂材料（水泥、石灰、沥青）、水根据工程设计的配比拌合料（水泥、石灰、沥青）、水根据工程设计的配比拌合均匀。均匀。二、类型二、类型 按拌合工艺不同分路拌机和厂拌设备两大类。按拌合工艺不同分路拌机和厂拌设备两大类。13.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型
2、稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 1 1、路拌机、路拌机 即在路基上就地拌合施工的机械。即在路基上就地拌合施工的机械。（1 1）特点：所需配套设备少，所占施工场地少，机动）特点：所需配套设备少，所占施工场地少，机动灵活，成本低，但拌合计量精度较低。灵活，成本低，但拌合计量精度较低。（2 2）种类：）种类：按行走方式分：按行走方式分：轮胎式：机动性好，稳定性、附着性不如履带式；轮胎式：机动性好，稳定性、附着性不如履带式；履带式：附着力大，稳定性、通过性好，机动性差。履带式：附着力大，稳定性、通过性好，机动性差。23.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及
3、作用原理及作用原理 按移动能力分：自行式、半悬掛式、拖式；按移动能力分：自行式、半悬掛式、拖式；按转子旋转方向分：按转子旋转方向分：正转式：作业阻力小，破碎性差，拌合质量差；正转式：作业阻力小，破碎性差，拌合质量差；反转式：破碎性、拌合质量好，但阻力大，消耗功率大。反转式：破碎性、拌合质量好，但阻力大，消耗功率大。按转子布置方式分：转子后置式、转子中置式。按转子布置方式分：转子后置式、转子中置式。33.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 2 2、厂拌式、厂拌式稳定土厂拌设备稳定土厂拌设备 即将土、碎石、水泥、石灰、粉煤灰、即将土、碎石、水泥、石
4、灰、粉煤灰、水等按一定级配，在一固定地点搅拌水等按一定级配，在一固定地点搅拌 均匀的专用设备。均匀的专用设备。特点：采用定量级配，叶桨强制搅拌；特点：采用定量级配，叶桨强制搅拌；级配精度高，拌合质量好；但所需配级配精度高，拌合质量好；但所需配 套机械多，占场地大。套机械多，占场地大。43.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 三、路拌机的作用原理三、路拌机的作用原理 路拌机工作是通过转子旋转带路拌机工作是通过转子旋转带 动转子上的刀具经如下几个过动转子上的刀具经如下几个过 程完成拌合的。程完成拌合的。1.切削，由刀具将土壤切削起；切削，由刀具将土
5、壤切削起；2.抛掷，切下的土壤被刀具抛抛掷，切下的土壤被刀具抛 起抛向转子罩充分破碎；起抛向转子罩充分破碎；3.搅拌，刀具旋转过程中，将堆集的松土等其它材料搅搅拌，刀具旋转过程中，将堆集的松土等其它材料搅拌均匀。拌均匀。四、主要性能参数四、主要性能参数 宽度、深度、速度、功率、宽度、深度、速度、功率、拌合精度、计量精度。拌合精度、计量精度。53.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 五、结构组成五、结构组成 1 1、基础车、基础车 转子后置式：整体车架，偏转转子后置式：整体车架，偏转 前轮转向，前部设配重箱，行前轮转向，前部设配重箱，行 走、转子
6、均为液压驱动，转向走、转子均为液压驱动，转向 桥为摆动式，刚性悬挂。桥为摆动式，刚性悬挂。转子中置式：整体车架，刚性转子中置式：整体车架，刚性 悬挂，前后轮全轮偏转转向，悬挂，前后轮全轮偏转转向，行走液压驱动（便于控制），行走液压驱动（便于控制），转子机械传动（目的提高效率，转子机械传动（目的提高效率，可提高可提高20%20%），前桥为转向驱动），前桥为转向驱动 桥，后桥为摆动式桥，后桥为摆动式。63.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 2 2、转子工作装置、转子工作装置 后置式后置式:转子、罩壳、举升臂、操纵油缸等；转子、罩壳、举升臂、操纵油
7、缸等；73.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 中置式：仅为悬掛方式不同中置式：仅为悬掛方式不同 。83.1 3.1 稳定土拌合机械的用途、类型稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理及作用原理 3、粘结液和水的计量喷洒系统、粘结液和水的计量喷洒系统93.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 一、拌合宽度及深度确定一、拌合宽度及深度确定 1 1、稳定土拌合机拌合宽度的确定、稳定土拌合机拌合宽度的确定 应根据被处理路基的宽度适当考虑重叠量，以最少整倍应根据被处理路基的宽度适当考虑重叠量，以最少整倍数为好。数为好。即：即：一般取一般取
8、2.02.02.4 m2.4 m。其中：其中：B B：被处理车道宽度：被处理车道宽度m m；n n：稳定土拌合机通过的趟数；：稳定土拌合机通过的趟数；bb：两趟间重叠宽度：两趟间重叠宽度0.10.10.2 m0.2 m。轮距：轮距：2 22.2m2.2m，轮胎外沿宽度，轮胎外沿宽度2.52.52.6m2.6m，若宽度过大，若宽度过大会使工作质量及配重过大，整机性能降低，且转子驱动会使工作质量及配重过大，整机性能降低，且转子驱动马达在外也会影响通过性。马达在外也会影响通过性。nbnBb1103.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 2 2、拌合深度、拌合深度 应以路基施工标准和规
9、程来确定，一般路基稳定土层厚应以路基施工标准和规程来确定，一般路基稳定土层厚度，单层度，单层20cm20cm，两层，两层262628cm28cm，机场单层，机场单层30cm30cm，故稳，故稳定土拌合机拌合深度一般取定土拌合机拌合深度一般取300300400mm400mm。二、转子的直径、转速确定二、转子的直径、转速确定 1 1、转子直径、转子直径D D（刀刃圆规迹半径）（刀刃圆规迹半径）根据拌合深度确定，一般根据拌合深度确定，一般700700900mm900mm，最小直径，最小直径D Dminmin0.9D0.9D，即刀具磨损后最小直径。一般用低速大扭，即刀具磨损后最小直径。一般用低速大扭矩
10、马达驱动选矩马达驱动选1.21.21.3m1.3m；高速马达驱动为；高速马达驱动为0.90.91m1m。2 2、转速、转速 根据切削速度确定，据实验切削速度根据切削速度确定，据实验切削速度V Vpepe不应超过不应超过14m/s14m/s，过大功率消耗与刀具磨损过大，过小生产率低。过大功率消耗与刀具磨损过大，过小生产率低。即：即：n=Vn=Vpepe/D(/D(转转/秒秒)=60V)=60Vpepe/D (/D (转转/分分)；一般取一般取V Vpepe9 913m/s13m/s。113.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 三、工作速度三、工作速度 拌合机的工作速度取决于滚筒
11、截面上的刀数及切削土屑拌合机的工作速度取决于滚筒截面上的刀数及切削土屑的厚度。的厚度。根据实验，土屑最佳切削厚度根据实验，土屑最佳切削厚度 h h1 12 25cm5cm；截面铣刀数为；截面铣刀数为Z Z：一般一般Z=4Z=46 6把，多数用把，多数用6 6把；把；则工作速度：则工作速度：V VP Ph h1 1n nZ (m/s)Z (m/s)切削厚度增加，生产率提高，但破碎性降低，据实验粘切削厚度增加，生产率提高，但破碎性降低，据实验粘土要达规定粉碎质量，其最大切削厚度应为土要达规定粉碎质量，其最大切削厚度应为2 25cm5cm，且，且粘性越大，越应取小值。目前作业速度一般粘性越大，越应取
12、小值。目前作业速度一般0 03km/h3km/h左左右，行驶右，行驶0 020km/h20km/h，实际拌合作业一般，实际拌合作业一般0.50.51.5km/h1.5km/h铣削作业铣削作业0.20.20.5km/h0.5km/h，此时泵排量应为，此时泵排量应为151550%50%。四、整机质量与桥荷分配：四、整机质量与桥荷分配：对后置式：前桥对后置式：前桥30302%2%；对中置式：后支承桥；对中置式：后支承桥30%30%。整机质量在满足整机稳定性要求的前提下，越小越好，整机质量在满足整机稳定性要求的前提下，越小越好，一般拌宽在一般拌宽在2.02.02.3m2.3m间的机重为间的机重为131
13、316T16T。123.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 五、铣刀的安装布置五、铣刀的安装布置 铣刀沿铣削滚筒宽度方向应成螺旋布置（目的在任何时铣刀沿铣削滚筒宽度方向应成螺旋布置（目的在任何时刻与土壤接触的刀刃数相同）。刻与土壤接触的刀刃数相同）。一般相邻排两刀间夹角，在垂直于转子轴线方向平面内一般相邻排两刀间夹角，在垂直于转子轴线方向平面内12124040（个别达（个别达60606565）；过小易粘土，过大载荷）；过小易粘土，过大载荷不均。不均。刀刃切土角：刀刃切土角：45455555,过大阻力大过大阻力大,过小不利于抛土过小不利于抛土;相邻刀盘间隙：一般取刀刃宽度的相邻
14、刀盘间隙：一般取刀刃宽度的1 11.241.24倍；倍；刀刃宽度：刀刃宽度：6060130mm130mm；刀刃厚度：；刀刃厚度：7 715mm15mm。133.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 六、发动机功率及转子驱动力矩计算六、发动机功率及转子驱动力矩计算 稳定土拌合机发动机功率主要消耗于：牵引行走、铣削稳定土拌合机发动机功率主要消耗于：牵引行走、铣削土壤及其它附助功率。土壤及其它附助功率。1 1、切削土壤所耗功率、切削土壤所耗功率N N1 1 （kwkw）其中：其中：n n：转速（：转速（rpmrpm）；）；Z Z：铣削滚筒铣刀数；：铣削滚筒铣刀数；h h1 1：切屑厚
15、度（：切屑厚度（m m）；）；h h：切削深度（：切削深度（m m）；）；b b：铣刀宽度（：铣刀宽度（m m）；）；P P0 0：土壤切削阻力（：土壤切削阻力（PaPa）级土壤：级土壤：707080 kPa80 kPa 级土壤：级土壤：130130140 kPa140 kPa 级土壤：级土壤：200200220 kPa220 kPa 如为预先耙松的土，相应降低如为预先耙松的土，相应降低151520%20%。nZhbhPN101601143.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 2 2、抛掷土壤所耗功率、抛掷土壤所耗功率N N2 2 (kw)(kw)其中：其中：k k0 0：抛
16、掷系数，窄刀：抛掷系数，窄刀：0.750.75，宽刀：，宽刀：1 1；m m：每秒抛掷土的质量（：每秒抛掷土的质量（kgkg）；）；v v0 0：铣刀圆周速度：铣刀圆周速度(m/s)(m/s)；B B：铣削宽度（：铣削宽度（m m）；）；h h：铣削深度（：铣削深度（m m）；）；：土的密度（：土的密度（kg/mkg/m3 3），），=1800=18002000；v vp p：平均行驶速度（：平均行驶速度（m/sm/s）。）。20008.920002002002vBhvkmvkNp153.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 3 3、拌合机行驶阻力所耗功率、拌合机行驶阻力所耗功
17、率N N3 3 （kwkw）其中：其中：G G：机械重量（：机械重量（T T）；）；f f：滚动阻力系数，一般为：滚动阻力系数，一般为0.150.150.190.19（取决于（取决于 土壤种类、强度及轮胎气压，见下页表。）土壤种类、强度及轮胎气压，见下页表。）v vp p：平均工作速度，因为正常工作时：平均工作速度，因为正常工作时v v0.50.5 1.5km/h1.5km/h，所以，所以v vp p8 89m/s9m/s；一般情况下转子反转式稳定土拌合机：一般情况下转子反转式稳定土拌合机：行走功率：占行走功率：占151525%25%；转子功率：占；转子功率：占757585%85%；正转式稳定
18、土拌合机：正转式稳定土拌合机：行走功率：占行走功率：占5 515%15%；转子功率：占；转子功率：占858595%95%。ppvfGvfGN8.93163.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 轮胎在土壤中的滚动阻力系数轮胎在土壤中的滚动阻力系数f及附着系数及附着系数土的相对土的相对湿度湿度轮胎气压（轮胎气压（MPa）/bnbn/0 00.10.20.30.40.5fffff粘粘性性松松土土0.40.670.10.830.14 0.75 0.170.70.18 0.67 0.19 0.650.61.00.110.820.15 0.72 0.18 0.66 0.19 0.63 0
19、.20 0.610.71.170.120.80.16 0.68 0.19 0.62 0.21 0.58 0.22 0.550.81.330.120.770.18 0.61 0.21 0.53 0.23 0.47 0.24 0.44173.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 4 4、发动机所需功率、发动机所需功率 其中：其中：1 1：发动机到滚筒间传动效率（液压传动：发动机到滚筒间传动效率（液压传动6565，机械，机械传动：传动：7585）；）；2 2：发动机到驱动轮传动效率，一般可取：发动机到驱动轮传动效率，一般可取6565；N N4 4：喷洒系统等辅助功率，一般可取：喷洒系
20、统等辅助功率，一般可取10101515；另外，可按经验初选：另外，可按经验初选：其中：其中：h h：拌合深度；：拌合深度；B B拌合宽度。拌合宽度。423121NNNNN2/220180mkwhBN183.2 路拌稳定土拌合机设计计算路拌稳定土拌合机设计计算 七、铣削滚筒轴扭矩七、铣削滚筒轴扭矩M Mkpkp （NmNm）其中：其中：n n：转速（：转速（r/minr/min）最大扭矩最大扭矩M Mkpmaxkpmax 其中：其中：k k1 1为动载系数为动载系数,k,k1 1=1.5=1.52;2;转子上每把拌刀所受作用力转子上每把拌刀所受作用力P P0KP0KP 其中：其中：z z为同时作
21、用拌刀数；为同时作用拌刀数；D D为转子作用半径。为转子作用半径。nNNMKP)(3021KPKPMkM1maxzDMPKPKPmax02193.3稳定土拌合设备设计稳定土拌合设备设计 3.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型，主要结构组成稳定土厂拌设备的类型，主要结构组成 一、稳定土拌合设备的类型一、稳定土拌合设备的类型 1 1、按生产率分：、按生产率分：小型：小型：Q Q200 T/h200 T/h；中型：中型：Q=200Q=200400 T/h400 T/h；大型：大型：Q=400Q=400600 T/h600 T/h；特大型：特大型：Q Q600 T/h600 T/h 国外已形成国外已
22、形成2002001200 T/h1200 T/h的系列化产品。的系列化产品。国内主要为国内主要为5050300 T/h300 T/h的中小型产品。的中小型产品。2 2、按搅拌器型式分：、按搅拌器型式分：非强制跌落式：依靠不断提升，下落搅拌（也称滚筒式）非强制跌落式：依靠不断提升，下落搅拌（也称滚筒式）强制间歇式：即每一锅每一锅搅拌，搅拌器为叶桨式；强制间歇式：即每一锅每一锅搅拌，搅拌器为叶桨式；强制连续式：单卧轴强制连续式；强制连续式：单卧轴强制连续式；双卧轴强制连续式（目前应用最多）。双卧轴强制连续式（目前应用最多）。203.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构
23、组成与主要结构组成 3 3、按移动方式分：、按移动方式分：移动式：将全部装置安装在一个专用底盘上，可及时转移动式：将全部装置安装在一个专用底盘上，可及时转移场地，设备吊装无需专用吊装机具，依靠自身液压机移场地，设备吊装无需专用吊装机具，依靠自身液压机构可实现，主要为中小型拌合设备；构可实现，主要为中小型拌合设备；分总成移动式：将各主要总成分别安装在几个专用底盘分总成移动式：将各主要总成分别安装在几个专用底盘上，形成多个半挂车（或全挂车），现场安装需借助起上，形成多个半挂车（或全挂车），现场安装需借助起吊机具，布置形式可根据现场调节，主要为大中型，公吊机具，布置形式可根据现场调节，主要为大中型，
24、公路工程采用较多；路工程采用较多；213.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要结构组成 部分移动式：将主要几个总成安装在一个或几个专用底部分移动式：将主要几个总成安装在一个或几个专用底盘上，其他（小部件）则拆移安装，主要为中大型；盘上，其他（小部件）则拆移安装，主要为中大型；可搬移式：即将各主要总成分别安装在几个机架上，转可搬移式：即将各主要总成分别安装在几个机架上，转移时通过拆卸，吊装到运输车辆上转移场地，此种形式移时通过拆卸，吊装到运输车辆上转移场地，此种形式结构简单成本低，为我国所多用；结构简单成本低，为我国所多用；223.3.13.3.1稳定土厂
25、拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要结构组成 固定式：即固定安装在选好的场地上，一般不搬移，通固定式：即固定安装在选好的场地上，一般不搬移，通常为大型或特大型。常为大型或特大型。233.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要结构组成 二、主要结构组成二、主要结构组成 主要组成：主要组成：矿料配料机组、矿料配料机组、集料皮带输送机、集料皮带输送机、结合料储存与配结合料储存与配 给装置、搅拌器、给装置、搅拌器、水箱及供水系统、水箱及供水系统、电控系统、成品电控系统、成品 料输送皮带、成料输送皮带、成 品料储斗等组成品料储斗等组成。243.3.1
26、3.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要结构组成 1 1、配料机组、配料机组 一般由一般由2 24 4个料斗，配料个料斗，配料 计量皮带输送装置，皮带计量皮带输送装置，皮带 输送机及机架等组成。输送机及机架等组成。作用：将物料从料斗中带作用：将物料从料斗中带 出并计量（或称量），按出并计量（或称量），按 规定配比将物料参配并输规定配比将物料参配并输 送到集料皮带输送机上。送到集料皮带输送机上。计量方式：一般为料斗闸计量方式：一般为料斗闸 门开度（门开度（1 1200mm200mm）+可调可调 速电机（用于改变速度），速电机（用于改变速度），或或+重量计量方式调节，
27、重量计量方式调节，国外先进设备已开始应用国外先进设备已开始应用 连续自动测湿度装置。连续自动测湿度装置。253.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要结构组成 2 2、集料皮带输送机、集料皮带输送机 作用：用于将配料机配好的集料输送到搅拌器中。作用：用于将配料机配好的集料输送到搅拌器中。结构：为普通皮带输送装置。结构：为普通皮带输送装置。3 3、结合料（水泥、石灰等）储存配给总成、结合料（水泥、石灰等）储存配给总成 作用：用于存储水泥或石灰等粉状结作用：用于存储水泥或石灰等粉状结 合料，并将其计量输送到搅拌器中。合料，并将其计量输送到搅拌器中。型式：有立式
28、、卧式两种。型式：有立式、卧式两种。立式：占地面积小，容量大，出料立式：占地面积小，容量大，出料 顺畅，主要用于固定式。顺畅，主要用于固定式。卧式：安装和转移方便，广泛应用卧式：安装和转移方便，广泛应用 于中小型设备上。于中小型设备上。组成：仓体、机架、螺旋输送装置、组成：仓体、机架、螺旋输送装置、粉料计量装置等组成，其中计量装粉料计量装置等组成，其中计量装 置有容积式和称重式两种，目前因置有容积式和称重式两种，目前因 容积式结构简单成本低，工作可靠，容积式结构简单成本低，工作可靠，而被广泛采用。而被广泛采用。263.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要
29、结构组成 4 4、搅拌器、搅拌器 作用：用于搅拌物料使其均匀混合；作用：用于搅拌物料使其均匀混合；型式：滚筒式、叶桨式；连续式、型式：滚筒式、叶桨式；连续式、间歇式；单轴式、双轴式；有衬板间歇式；单轴式、双轴式；有衬板 式、无衬板式。式、无衬板式。组成：壳体、叶桨、驱动装置。组成：壳体、叶桨、驱动装置。273.3.13.3.1稳定土厂拌设备的类型稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成与主要结构组成 5 5、供水装置、供水装置 作用：存储并向搅拌器计量、喷射水；作用：存储并向搅拌器计量、喷射水；型式：手动控制式、自动控制式；型式：手动控制式、自动控制式；组成：水泵、水箱、管路、调节阀、流量计、喷嘴等
30、。组成：水泵、水箱、管路、调节阀、流量计、喷嘴等。6 6、其他装置、其他装置 成品料输送皮带成品料输送皮带 装置；成品料储装置；成品料储 斗（斗（5 58m3）；电器控制装置（电器控制装置（系统）。系统）。283.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 一、配料机组的设计一、配料机组的设计 配料机组一般由配料机组一般由2 24 4个配料机组成，各配料机结构尺寸个配料机组成，各配料机结构尺寸见图。见图。1 1、料斗上部几何尺寸确定、料斗上部几何尺寸确定（1 1）配料斗上部总高度）配料斗上部总高度 应根据装载机最大卸载高度确定，装载机的最大卸载高应根据装载机最大卸载高度确定，装载机的最
31、大卸载高度一般为度一般为2.62.63.0 m3.0 m，故总高度一般应，故总高度一般应2.5 m2.5 m；（2 2）配料斗上部宽）配料斗上部宽B B 应不少于装载机的最小应不少于装载机的最小 斗宽度。装载机斗宽一斗宽度。装载机斗宽一 般般ZL50ZL50以下者为以下者为1.81.8 3.0 m3.0 m，故料斗内宽度应，故料斗内宽度应 3.2 m3.2 m。293.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（3 3）料斗壁与水平面夹角）料斗壁与水平面夹角，为保证物料沿斗壁自由下滑，为保证物料沿斗壁自由下滑，应大于应大于minmin 式中：式中：f f：物料与斗壁的摩擦系数：物料与斗
32、壁的摩擦系数（一般钢对砂：（一般钢对砂：f=0.8f=0.8；钢对中等粘土：钢对中等粘土：f=1.0f=1.0；钢对重粘土：钢对重粘土：f=1.2f=1.2。）。）一般一般，5050 土的自然坡度角：土的自然坡度角：碎石碎石 砾石砾石 粗砂粗砂 中砂中砂 细砂细砂 肥粘土肥粘土 贫粘土贫粘土 轻亚粘土轻亚粘土 种植土种植土干干 35354040 3030 2828 2525 45455050 40404040湿湿 45454040 32323535 3030 353540403030 3535混合混合 25253535 37372525 2020 151530302020 2525fff214
33、arccos,min303.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 2 2、配料机最大生产率计算、配料机最大生产率计算 单斗配料机生产率（最大）可按下式计算，其值应保证单斗配料机生产率（最大）可按下式计算，其值应保证拌合机最大生产率拌合机最大生产率。式中：式中：S S：出料口面积：出料口面积 m m2 2，s=hs=hB B；v vmaxmax：皮带给料机最大线速度：皮带给料机最大线速度 m/sm/s；：物料容重：物料容重T/mT/m3 3；：容积效率：容积效率；Q Q：拌合机组最大设计生产率：拌合机组最大设计生产率；i i：配料机个数：配料机个数。maxmax3600vSQiiQ
34、313.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 3 3、皮带给料机驱动功率计算、皮带给料机驱动功率计算(1)(1)计算公式计算公式 式中：式中：K K3 3：安全系数：安全系数，K K3 31.051.051.21.2；P P1 1：驱动滚筒的功率：驱动滚筒的功率kwkw；P P2 2：弦板阻力所消耗的功率：弦板阻力所消耗的功率kwkw；P P3 3：皮带上物料与其上部斗中物料间摩擦阻力所消耗的：皮带上物料与其上部斗中物料间摩擦阻力所消耗的 功率功率；总总：传动总效率：传动总效率。总3213PPPKP323.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（2 2）驱动滚筒功率计
35、算）驱动滚筒功率计算 (kw)(kw)式中：式中：A A：滚筒中心距：滚筒中心距 m m；H H：提升高度：提升高度m m。（3 3）弦板阻力所消耗功率）弦板阻力所消耗功率 (kw)(kw)式中：式中：h h：出料门开口高度：出料门开口高度m m（一般为（一般为1 1200mm200mm）；）；e e：弦板计算长度：弦板计算长度m m；v v：皮带线速度：皮带线速度m/sm/s；：物料密度：物料密度kN/mkN/m3 3；：侧压系数，：侧压系数，=(v+1.2)/(1+sin=(v+1.2)/(1+sin)，一般一般=1=11.181.18 f f：物料与弦壁摩擦系数；：物料与弦壁摩擦系数；：
36、物料内摩擦角物料内摩擦角见后表。见后表。3002.0max1AHQPifvehP2210333.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（4 4）克服皮带上物料与其上部物料间摩擦阻力所消耗）克服皮带上物料与其上部物料间摩擦阻力所消耗功率功率 (kw)(kw)式中：式中：m m：上部物料质量：上部物料质量kgkg（即斗内物料质量）；（即斗内物料质量）；：物料内摩擦阻力系数；：物料内摩擦阻力系数；上述中有关皮带输送机线上述中有关皮带输送机线 速度、带宽、传动系统计速度、带宽、传动系统计 算，可按一般皮带输送机算，可按一般皮带输送机 计算方法选取与计算。计算方法选取与计算。常见几种物料物理
37、性能见常见几种物料物理性能见 下页表。下页表。4003vmP34常见几种物料物理性能常见几种物料物理性能.物料物料状态状态容重容重kN/m3内摩擦角内摩擦角内摩擦阻力系数内摩擦阻力系数砂砂干砂干砂16.518.530350.6670.7自然含水量自然含水量1840 0.839饱和含水量饱和含水量2025 0.416亚粘亚粘土土干干154046 0.8391.003湿湿192025 0.3640.466粘土粘土干干15.74050 0.8391.192湿湿19.62025 0.3640.466砂石砂石干干17.618.23540 0.70.839湿湿18.325 0.466砾石砾石有棱角有棱角1
38、7.645 0.99圆形圆形17.630 0.577353.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 二、双卧轴强制连续式搅拌器设计二、双卧轴强制连续式搅拌器设计 1 1、搅拌器性能参数确定、搅拌器性能参数确定（1 1）生产率计算）生产率计算 搅拌器生产率应根据搅拌器生产率应根据 拌合设备生产率确定，拌合设备生产率确定，应不少于最大生产率。应不少于最大生产率。即：即：Q Q搅搅 Q Q拌合机拌合机（2 2）叶桨旋转线速度确定）叶桨旋转线速度确定v v叶叶 提高提高v v叶叶可加速拌合，减少拌合时间，提高生产率。但可加速拌合，减少拌合时间，提高生产率。但 v v叶叶过高，会加速衬板与叶
39、桨磨损，发生物料楔住现象。过高，会加速衬板与叶桨磨损，发生物料楔住现象。一般取值：一般取值：v v叶叶1.51.52.0m/s2.0m/s363.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（3 3）叶桨相对搅拌轴的安装角度的选择）叶桨相对搅拌轴的安装角度的选择 叶桨相对于搅拌轴的安装角度直接影响到搅拌过程中物叶桨相对于搅拌轴的安装角度直接影响到搅拌过程中物料沿其轴向搅拌强度和横向搅拌强度的比例。料沿其轴向搅拌强度和横向搅拌强度的比例。0 0，仅有横向的拌合作用，而无轴向的移动；，仅有横向的拌合作用，而无轴向的移动；5555，横向搅拌作用开始减少。，横向搅拌作用开始减少。一般取值一般取值
40、31314545373.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（4 4）拌合时间的选择）拌合时间的选择 拌合时间增加，拌合均匀性提高，但生产率下降。拌合时间增加，拌合均匀性提高，但生产率下降。选择原则：在拌合均匀性满足要求的前提下，尽可能缩选择原则：在拌合均匀性满足要求的前提下，尽可能缩短拌合时间。短拌合时间。一般为：一般为：t t151520s20s(5)(5)搅拌器的有效容积搅拌器的有效容积V V (m(m3 3)式中：式中：V V：拌合器有效容积：拌合器有效容积 (m(m3 3)；Q Q：搅拌器生产率：搅拌器生产率 (T/h)(T/h)；t t：搅拌时间：搅拌时间 (s)(s
41、)；：混合料密度（松方）：混合料密度（松方）(T/m(T/m3 3)。3600tQV383.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 2 2、搅拌器主要几何尺寸的确定、搅拌器主要几何尺寸的确定（1 1）搅拌器叶桨旋转半径）搅拌器叶桨旋转半径R R的确定的确定 式中：式中：n n：搅拌器壳体形状系数，：搅拌器壳体形状系数，一般：一般：n n1.11.11.41.4；：充满系数，通常：充满系数，通常0.80.81.01.0。（2 2）搅拌器搅拌轴中心距）搅拌器搅拌轴中心距C C的确定的确定 C=2 R cosC=2 R cos 式中：式中：搅拌轴中心与壳体底弧线交点水平夹角。：搅拌轴中心
42、与壳体底弧线交点水平夹角。一般一般40405050；若取；若取40404545，则：则：C C（1.531.531.411.41）R R；影响：影响：混合料在搅拌器中横向掺合混合料在搅拌器中横向掺合，而混合料各成份均匀分布所需时间则而混合料各成份均匀分布所需时间则。最佳：最佳：40404545310nVR 393.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（3 3）搅拌器壳体宽度）搅拌器壳体宽度b bk k的确定的确定 (m)(m)式中：式中：RR：桨叶与壳体之间间隙，：桨叶与壳体之间间隙，一般一般RR3 37mm7mm。(4)(4)搅拌器长度搅拌器长度L LK K确定确定 式中：式中
43、：S S1 1：搅拌轴以下混合料：搅拌轴以下混合料 占有的截面面积占有的截面面积m m2 2；S S2 2：搅拌轴以上混合料：搅拌轴以上混合料 占有的截面面积占有的截面面积m m2 2；若若40404545，则，则S S1 1（2.852.852.932.93）R R2 2；100022RCRbk21SSVLK2sin905.021RS403.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 式中：式中：h h：搅拌过程中混合料在搅拌轴以上的平均高：搅拌过程中混合料在搅拌轴以上的平均高 度，度，h h（1/41/42/52/5）R R。(5)(5)每根搅拌轴上叶片对数每根搅拌轴上叶片对数Z
44、ZL L确定确定 式中：式中：l l1 1：叶桨距搅拌器端壁间隙，一般：叶桨距搅拌器端壁间隙，一般l l1 17 710mm10mm；b b：叶桨宽度，：叶桨宽度，b=(0.42b=(0.420.57)R0.57)R；e e：相邻叶桨间的间隙，：相邻叶桨间的间隙，e e303045mm45mm；：叶桨片相对于搅拌轴安装角度，：叶桨片相对于搅拌轴安装角度，31314545CRhS22ebblLZKLcoscos21413.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定 3 3、搅拌器驱动功率计算、搅拌器驱动功率计算(1)(1)方法一：方法一：(kw)(kw)式中：式中：Z Z：叶桨数；：叶桨
45、数；：系数，由实验确定，：系数，由实验确定，n n606070rpm70rpm时，时，6 6；n n707080rpm80rpm时，时，5 5；：搅拌轴旋转角速度：搅拌轴旋转角速度 1/s 1/s，=n/30=n/30；：混合料密度：混合料密度 kg/mkg/m3 3；b b：叶桨宽度：叶桨宽度 m m；R R：叶桨旋转半径：叶桨旋转半径 (最外侧最外侧)m)m；r r：叶桨内侧最小旋转半径：叶桨内侧最小旋转半径 m m；：传动系传动效率。：传动系传动效率。2234002rRbZP423.3.2总体设计及主要参数确定总体设计及主要参数确定（2 2）方法二（经验公式）：）方法二（经验公式）：若搅
46、拌器中混合料重若搅拌器中混合料重 M MZ Z1400kg1400kg (kw)(kw)若若搅拌器混合料重搅拌器混合料重 M MZ Z1400kg1400kg (kw)(kw)式中：式中：v vL L：桨叶端部线速度：桨叶端部线速度m/sm/s；M MZ Z：搅拌器中物料重：搅拌器中物料重kgkg。ZLMvP0353.03.2ZLMvP0173.01.293.243第三章第三章 稳定土拌合机械设计稳定土拌合机械设计复习思考题复习思考题 1.路拌式稳定土拌合机主要参数有哪几个？路拌式稳定土拌合机主要参数有哪几个？试述其选择与设计计算方法。试述其选择与设计计算方法。2.试述路拌式稳定土拌合机发动机功率的试述路拌式稳定土拌合机发动机功率的计算确定方法。计算确定方法。3.与路拌式相比稳定土厂拌设备有何优点？与路拌式相比稳定土厂拌设备有何优点？试述其搅拌器主要参数的选择与设计计算试述其搅拌器主要参数的选择与设计计算方法。方法。作业三：现欲设计一台拌合宽度为作业三：现欲设计一台拌合宽度为2m的路的路拌式稳定土拌合机，试选择必要参数计算拌式稳定土拌合机，试选择必要参数计算确定其拌合工作速度与拌合转子转速。确定其拌合工作速度与拌合转子转速。44放映放映结束！结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。的今天，充满希望的明天。45
