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搅拌装置参数优化的研究

赵悟  
【摘要】:搅拌是混凝土生产工艺中的关键工序,直接关系到预拌混凝土生产的质量和效率。从混凝土搅拌设备的发展历程与趋势以及国内外搅拌技术的研究现状来看,搅拌装置参数优化问题已成为现代搅拌技术的研究重点。由于搅拌过程的动态复杂性,对搅拌装置最佳参数及其合理匹配关系的确定不宜采用常规的机械工程优化设计方法,而应在搅拌过程模型化的基础上,通过研究试验来实现,但目前国内外的研究尚未涉及这样的工作。笔者采用研制的双卧轴强制式搅拌装置,通过正交试验对其参数优化问题进行了比较深入的试验研究。 论文首先分析了搅拌任务以及搅拌过程中介质的运动,采用扩散方程描述搅拌过程,结合搅拌装置的参数将搅拌过程模型化,得到了搅拌过程曲线方程式以及影响搅拌时间的关系式,在此基础上提出了搅拌参数优化的目标及其试验方法。 论文介绍了所设计的试验样机结构及其性能指标,试验材料及其配合比,根据搅拌参数的优化目标与优化方法,制定了搅拌质量和效率的检验指标以及测试方法。 论文对双卧轴强制式搅拌机的主要参数的取值进行了分析与试验,认为搅拌臂围流排列、单轴搅拌臂相位角取60°、双轴相位布置为正正交错关系、搅拌叶片安装角取35°、拌筒长宽比为小于1的宽短型、搅拌线速度取1.5m/s较为合理;通过正交试验以及对试验数据的极差分析,对搅拌装置的主要参数进行了综合试验,得到了各参数对试验指标的影响程度,以及它们之间的合理匹配关系。 最后,将参数优化后的搅拌装置与其他类型的搅拌机进行了搅拌质量的对比,证明了参数优化的良好效果。 论文研究工作既是对现有搅拌技术的深入探讨,更是进一步的技术提升与创新。论文研究成果不仅适用于水泥混凝土搅拌设备,而且对沥青混凝土及道路稳定材料的拌和也具有重要意义。


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