浅谈混凝土搅拌机的结构特点及性能设计

摘要：在现代建筑行业中，混凝土作为最为基础且最为重要的组成，其搅拌机是整个行业中必不可少的设备。本文就混凝土搅拌机的结构特点进行阐述，并通过模型分析，对其性能设计进行探讨，以供参考。

关键词：混凝土搅拌机；结构特点；模型；设计

中图分类号：TV331 文献标识码： A

引言

建筑工业化是建筑产业的发展趋势，它包括建筑设计的标准化化、建筑部件的工厂化、建筑施工的机械化和建筑管理的信息化。建筑工业化的特点是提高建筑工程质量，节约原材料，提高劳动生产率，减轻劳动强度，同时也因其节省施工用地，改善劳动条件，减少环境污染而使人类受益。混凝土构件自动化生产线是建筑工业化的基础，而搅拌机械是混凝土自动化生产线的重要部分。混凝土搅拌机是将一定配合比的水、砂、骨料和水泥等原材料拌和成匀质混凝土的机械。混凝土搅拌机械具有生产率高，拌和质量好等优点。

一、混凝土搅拌机的原理及分类

自落式搅拌机最早出现在20世纪初，最早的鼓筒式混凝土搅拌机是由蒸汽机驱动的。50年后，不同出料方式为特点的搅拌机以及不同入料方式的搅拌机相继问世。自落式搅拌机是指搅拌叶片固定于拌筒内壁上，当拌筒水平回转时，搅拌叶片由于自重作用下落后对筒体内混合物进行搅拌，这样周而复始的活动，到达匀称搅拌的结果

从20世纪50年代后，开始出现的是圆盘逼迫式混凝土搅拌机。19世纪70年代后，随着新型骨料的出现，出现了新型逼迫搅拌机，实现了一部搅拌机同时兼有自落和逼迫两种功能。其搅拌叶片具有小速度、高耐磨性和低耗能的特点。这种新型搅拌机拌筒内存在搅拌叶片并参与搅拌，拌筒内的水泥以粗细骨料在搅拌叶片的催动下，形成均质水泥混合物。这种搅拌要领远比自落搅拌要领作用猛烈，紧张适于搅拌干硬性混凝土。

连续式混凝土搅拌机装有螺旋状搅拌叶片，种种质料分别按共同比经连续称量后送入搅拌机内，搅拌好的混凝土从卸料端连续向外卸出。这种搅拌机的搅拌时间短，生产率高、其生长引人注目。

二、混凝土搅拌机的结构特点

（一）、双锥反转出料搅拌机

这种搅拌机的最大特点是正方向搅拌而反方向出料，适用于拌合塑性和半干硬性混凝土以及大骨料混凝土；不适应于流动性不良、干硬性的混凝土。由于这种搅拌机的经济性较好，搅拌的质量和效果易于控制，所以应用的范围较为广泛，可以用在大部分的建筑项目、还可以用在道路、桥梁工程，也能用于制作各种类的混凝土构件。该机械的传动方式有两种，一种是齿轮传动；另一种是磨擦传动。

（二）、双卧轴混凝土搅拌机

这种搅拌机属于强制式搅拌机的一种，它的主要特点是结构非常的紧凑，是由传动系统、搅拌罐、搅拌机、轴端密封等几部分所组成。这种搅拌机主要适用于搅拌低流动性的干硬性混凝土、半干硬性混凝土、轻骨料混凝土及各种砂浆。双卧轴混凝土搅拌机的适用范围就比较狭窄只是在建筑工程中比较常见。这种搅拌机的内部机构结合紧密，搅拌罐内部设置有防止磨损的耐磨衬板；搅拌筒的下部设置为卸料口，方便卸料。

（三）、单卧轴混凝土搅拌机

这种搅拌机也是属于强制式搅拌机中的一种。这种搅拌机的结构特点是在搅拌臂的两侧对称的布置着两块旋转带状叶片，不同的是这两个螺旋叶片的旋转方式正好相反，在搅拌过程中在这两叶片的推挤下将搅拌物从两端推向搅拌筒的中部。在搅拌过程中螺旋叶片转动方向一会儿向左一会儿向右，这样在旋转时带动拌合料运动，强迫拌合料进行挤压、剪切、搓动，搅拌作用十分明显。

（四）、立轴行星搅拌机

这种类型的搅拌机主要用于碾压混凝土的搅拌，砌块和预制件的生产，也可以用于生产钢纤维混凝土、彩色混凝土、干砂浆。它的优点在于对细骨料的搅拌效果优越，搅拌的强度大。其结构主要有两种形式，一种是定轴式；另一种是定盘式。这种机械的搅拌叶片固定在动盘上和行星架上，固定在动盘上的叶片实现搅拌功能，固定在行星架上的叶片实现乱料的功能。

三、混凝土搅拌机的性能设计

在混凝土设计中我们应该根据新的搅拌理念，科学合理的进行优化设计，选择最佳的几何、工作参数，使得搅拌过程在最短的时间内发挥最好的效果，保证搅拌的高效完成从而获得最优的搅拌质量。

（一）、搅拌机启动时的力学设计重点

（1）搅拌铰接四杆机构各个动力学参数都呈现周期变化；在每个周期内，各个参数量有不同的变化规律；（2）在一个搅拌周期中，搅拌机功率消耗有两个极小值和两个极大值，第一个极小值发生在30°的位置，第二个极小值发生在210°的位置；第一个极大值的位置发生在120°的位置，而最大值发生在330°的位置；（3）混凝土搅拌机负载启动时，开始的几个周期消耗的时间渐渐缩短，搅拌力降低，搅拌速度提高，5个周期后，搅拌机趋于稳定。

（二）、配料及上料系统

配料方式一种是在骨料仓完成配料、计量，然后提升到中间储料斗，另一种方式先通过提升装置，先完成提升，然后分类储存，习惯上把前面的一种叫站，后面的叫楼。楼的特点是设备启动生产快速，效率高，缺点是造价高。骨料提升装置分为斗式提升和皮带提升。斗式提升一般用于小型搅拌设备，其特点是占地面积小，结构简单，缺点是故障率高；皮带提升根据场地和角度不同，分槽型皮带，人字型皮带和光面皮带几种，光面皮带一般考虑上料角度不超过20度，不然易滚料，槽型皮带角度大，占地小但是，皮带容易粘料，造成抛洒物料严重。故商混站一般都是选用光面皮带。粉料多为粉料罐盛装，通过螺旋计量。液体通过管路输送到计量称里完成计量

四、搅拌机的常见故障分析及维修

搅拌主机作为搅拌站完成混料搅拌核心部件，对于搅拌站正常生产有着举足轻重的重要作用，

其维护保养有一下几点

（一）、轴端维护

根据搅拌物的种类对轴端要求不同，特别是半流体和流体搅拌，对轴端要求非常苛刻，故要求轴端内经常的注油，故一般采用自动装置，间歇式注油，但因为商混站生产量大，使用频繁，故自动系统常出现故障，但是又有一定的隐蔽性，故维保人员要常观察用油量，以确定自动是否正常，另外，搅拌主机系统设计也较重要，因为设计人员早期对主机内投料和卸料正负压力重视不够，未能很好的解决正负气压问题，故加快了搅拌主机轴端故障，造成提前漏浆。故搅拌站设计应该重视主机正负压控制，目前一些商混站已经设计了正负压管路，但是笔者认为管路设计偏小，容易堵塞，造成通气不顺畅，当然建议前期所用设备改造主机通气管路，减少正负压对轴端乃至计量系统的影响。

（二）、搅拌系统

目前除小方量设备外，运用最广泛是是双卧轴搅拌主机，搅拌臂和搅拌叶片也各不相同，较为代表性的仕高玛叶片不连续搅拌，和南方路机为代表的叶片连续式搅拌，但双方各自有各自有特点，不连续搅拌叶片，结构简单，维护方便，搅拌臂叶片磨损轻，配件通用性好；连续式搅拌叶片搅拌效率高，结构复杂，清理困难，配件要求较高，使用附厂件容易出现问题。所以根据搅拌站特点合理选用搅拌主机。搅拌主机驱动多为双电机驱动，多数在高速轴同步，部分小方量设备也有在搅拌轴上安装上两个大齿轮同步的。减速机多为进口，现在逐渐被国内减速机厂家取代。搅拌主机内叶片和衬板间隙调整较重要一般控制在3-5mm，这样对耐磨件的磨损，搅拌力的减少较有好处。

（三）、电机或减速机过热

混凝土土搅拌机出现电机或减速机过热现象时，首先对电机与减速机的胶带轮进行详细检查，观察他们是否共面，三角胶带的张紧是否还正常，有没有其他的外力造成有额外负载；其次对电机或减速机的表面进行检查，观察是否有覆盖物在上面，从而导致温度不能正常散热；最后在对平行轴装式斜齿轮减速机的油进行检查，观察油位是否正常，特别是油有没有被污染，一旦有这些现象的出现，就要按照相应的标准要求进行加油或换油。

（四）、主机安全维护

搅拌主机生产完成后需要人员定期进入清理，此是比较危险的作业，常出现工伤事故。进入主机内一定要先拉闸，确定停电后再作业，其次至关重要的一点，主机门上的限位开关不得短接，此开关是保障生命的最后一道防线。另外在主机内清理，容易磕碰，滑倒，注意避免，另外注意内部通风。

结束语

综上所述，我们可以认识到搅拌机的重要性，可以看到在混凝土的生产过程中，拥有先进的搅拌技术是保证生产出的混凝土质量的关键，也是为企业带来经济效益的关键要素。搅拌机的结构设计直接影响到对各种混凝土的适应性及材料的强度和耐磨性。因此，在混凝土搅拌机的结构设计时，要充分吸收和借鉴各种不同搅拌机的优点不断提高搅拌机的性能和使用用途，增强搅拌机的搅拌能力。

参考文献

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[2]刘国纲.JF4800型自落式混凝土搅拌机的研究[J].北京：建设机械技术与管理，2008（07）：127-132