搅拌机搅拌臂和叶片受力计算与分析

作者:亚博下载发布日期:2020-11-10 13:33

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  设计计算 DE Sl GN & CAL CUL ATI ON 搅拌机搅拌臂和搅拌 叶片受力计算 与分析 张健 健 ,高 力强 ,郭 健 ,宁源 源 西安 7 1 0 0 6 4) ( 长 安 大 学 道 路 施 工 技 术 与装 备教 育部 重 点 实验 室 ,陕 西 [ 摘要 ] 搅 拌 机 在 工作 时 ,有 均 载 和卡 料两 种 不 同工 况 ,本 文 通过 对搅 拌 臂 和搅 拌 叶片 在两 种 不 同 工 况 下 进行 简 化 受力 计 算 ,并 且 对 两种 工 况 下搅 拌 臂 和搅 拌 叶 片进 行 有 限元 分 析 ,得 出其 变 形 和应 力情 况 ,判 断 出搅 拌臂 与搅 拌 叶片 的危 险截 面部 分 ,为设 计提 供参 考 。 [ 关键词 ] 搅拌臂;搅拌叶片;均载工况 ;卡料工况;受力计算 ;有限元 ; [ 中图分类号 ] T H 1 2 2 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ]1 0 0 1 — 5 5 4 X( 2 0 1 7 )1 0 — 0 0 4 5 — 0 3 Ca l c ul a t i o n a nd a na l y s i s o f t he s t i r r i ng a r m a nd s t i r r i ng bl a de o f mi x e r Z HANG J i a n - j i a n ,GAO L i - q i a n g ,GUO J i a n ,NI NG Y u a n - y u a n 搅 拌 机 是 混 凝 土 领 域 应 用 最 为 广 泛 的 一 种 机 型 ,其工作装置包括搅拌叶片及搅拌臂 ,工作时由 电机驱 动工 作 装置 进行 旋转 ,搅 拌 叶片及 搅 拌臂 推 动 物料形 成 工作 阻力 ,容易 发生 变形 ,因此 ,设计 时 必 须要 保 证 其 有 足 够 的强 度 和 刚度 … 。搅 拌装 r 、 。 1 . 由 1 . 抱瓦 2 . 联接螺栓 3 . 搅拌轴 4 . 搅拌臂 ( a) 抱瓦式 结构 置是搅拌机的核心部分 ,其 中搅拌臂和搅拌叶片是 搅拌 装 置 的主要 部件 。搅 拌 轴与 搅拌 臂连 接方 式 主 要 有 抱 瓦式 和插 入 式 两 大类 j 。 以下 仅对 插 入 式 连 接方 式进 行 分析研 究 ,对 搅拌 机 两种工 况 下 的搅 ‘ 、j 1 . 搅拌轴 2 . 轴用挡圈 3 . 螺母 4 . 搅拌臂 ( b)插入 式 结 构 拌臂和搅拌叶片进行 了受力计算和有限元分析 , 得 出其各 部位 的应 力 分布 和变 形情 况 ,为搅 拌 臂和搅 拌 叶片 的设 计提 供参 考 J 。 图 1 连 接 方 式 分 类 2 受 力 分 析 1 常用连接方式 介绍 目前 ,搅 拌臂与搅拌轴 问常见 的连接方式 主 要 有 两种 :抱 瓦式 和插入 式 。一 般情 况下 ,大 功率 搅拌 机 一般 采用 抱 瓦式 ,小 功率 搅拌 机 多采用 插入 式 。两种 结 构如 图1 所示 。 搅 拌 机 工 作 时 主 要 包 括 两 种 工 况 :一 种 是 均 匀受载工况 ;另一种是卡料工况 J 。搅拌装置在 驱 动机构 作 用下驱 动搅 拌轴 及搅 拌臂 和搅 拌 叶片旋 转 ,通 过搅 拌 叶片对 混合 料 的挤压 、抛 洒 、翻滚 和 剪 切 等作 用 完 成搅 拌 … 。在这 个 过 程 中搅 拌 轴 、 如图1( a ) 所示 ,抱瓦式结构 ,搅拌轴加工工 艺较 简单 ,主要 靠螺 栓 预 紧力 压 紧抱 瓦 ,利用 抱 瓦 与搅 拌轴 之 间 的摩擦 力来 承受 力 矩 ,可靠 性较 高 , 一 搅拌臂 、搅拌 叶片受 到会搅拌阻力 的作用发生变 形 。 因此 ,设 计 时 必 须 要 保 证 其 足够 的强 度 和 刚 度 。下 面分别 对均 载 和卡料 两 种工况 下 的搅拌 装置 般适用于功率较大的搅拌机 。如图1( b ) 所示 , DO I : 1 0 . 1 4 1 8 9 / j . c n k i . c m1 9 8 1 . 2 0 1 7 . 1 0 . 0 0 1 [ 收稿 日期 ] 2 0 1 7 — 0 5 — 0 9 [ 通 讯 地址 ]张健 健 ,陕西 省西 安市 南 二环 路 中段 长 安 大 学 插 入 式结 构 中 ,插孔 对搅 拌轴 的削弱作 用 较大 ,导 致 搅拌 轴 强度 降低 ,而且 容易 产生 应力 集 中 ,使 用 可 靠性 较低 ,故需 要 对插 入式 结构 的连 接 可靠性 进 行 计算 分 析 。 C O N S T R U C T I O N M A C H I N E R Y 45 设计计算 DESl GN & CAL CUL A_ r l ON 进 行 受力 分 析 。 2 . 1 均 载 工况 下 受力计 算 在 搅拌 叶 片上 取 一微 元 体 ,如 图2 所 示 。混 凝 侧 3 43 8 N 23 6 6 N 侧 土是一种非均质多相复合材料 ,且搅拌过程是一个 非连续的过程 ,实际受力情况十分复杂 。为简化计 算 ,此 处 只考 虑 搅 拌 叶 片 上 的 法 向阻力 ,而 其 他 力 忽 略 不计 … 。搅 拌 装 置 均匀 受 载 时 ,搅 拌 叶 片所 受 的法 向阻 力 刷 为 参 与 工作 的搅 拌 叶片 推 动 物 流 和剪切 物 料过 程 中时所 受 到 的工作 阻力 ,为阻 侧 2 42 0 N 表 1 某型 号搅 拌机技术参数


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