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混合设音是干混砂浆生产线中*关键的设音，也即是工厂的心脏“。目前国内对干混砂浆的研究大多数集中在砂浆品种开发及性能优化方面，而缺乏对生产设音的全面系统深入研究，特别是混合设音方面研究不足，仅局限于引进和仿制国外产品，混合设音发展的不足成为制约干混砂浆行业发展的瓶颈之一。
目前国内使用的混合设音大多是机械式的，按作用方式分为容器回转型、容器固定型和复合型混合设音。容器回转型混合设音缺陷是回转速度慢，容器回转空间大，伴随回转容易引起负荷变动；容器固定型混合设音缺陷是清洗困难，适合于少品种大批量的生产，同时存在搅拌桨叶磨损问题；复合型混合设音是在容器回转型的基础上，在容器内部增设搅拌物料用的叶片，这类混合设音容易造成物料的磨损。以上机械混合设音的共性缺陷是干混砂浆混合均匀度低，机械磨损较大。除采用以上机械混合搅拌方法外，在医药、化工等领域也使用了磁力搅拌、超声波搅拌、气力搅拌等方式，经过检索和分析现有的相关可知，根据这些方式所设计的混合搅拌设音或是结构复杂，成本高，或是针对液体溶液搅拌，以及混合搅拌效率低，这些混合搅拌设音难以应用到产量大、效率高的干混砂浆生产过程中。
本论文在剖析现有混合设音结构与物理作用的基础上，通过采用复合运动物料高效混合原理，设计一种基于外筒旋转与叶片搅拌复合作用的新型干混砂浆混合机，该新型混合机相对传统仅是搅拌轴作用的混合机在混合均匀度和混合效率方面具有显著优势。
2复合运动高效混合原理当物料处于自落状态和挤压状态时，分别沿主轴方向对物料单元进行轴向受力分析如（a）所示。其中0为叶片转动角度，即为物料下滑角。
当物料处于自落状态时，其上的受力应满足：F=mv离心（b）为沿叶片方向的受力分析图，其中为叶片安装角。
（2）得出用速度V表示的关系式：技术创新科技创新导报搅拌轴示意图反，本文取传动比。
其中/为摩擦系数，g为重力加速度，w为叶片顶端到主轴线的距离。而当物料在挤压状态下，该状态下搅拌设音工作的物料离心力应不大于它与搅拌叶片间的摩擦力，即：F离心￡而此时，参照径向的受力分析图，可以近似的认为物料单元所受的正压力等于重力。从以上受力分析可以发现，物料在搅拌叶片的作用下沿着轴向和径向的合成运动进行混合。
另外，混合机外筒利用定轴轮系与主轴向相反方向旋转，打破了通过搅拌形成的稳定的流场，增大了接触面积，能够增强搅拌的均匀度，外筒旋转还能够有效避免箱体底部低效区的出现，在搅拌大循环的过程中实现有效增加混合均匀度的小循环，如所示。
3新型混合机设计3.1总体设计总体结构设计示意图如所示。
该混合机由支撑部件、驱动装置、混合装置、进出料口以及外筒等主要部分组成。各零部件连接关系如下：电动机1经过减速器减速后，通过联轴器3将减速器2与搅拌轴相连；搅拌轴通过平键与定轴轮系连接，搅拌轴通过定轴轮系带动外筒体5旋转；外筒体5支撑在**支架7上，所述**支架7上设有滚柱8，通过滚柱8与外筒体5的外壁接触支撑，**支架数量设置为4个，支撑安全可靠。
定轴轮系示意图如下所示。图中标注：1齿轮1；2齿轮2；3齿轮3.在滚筒两端分别有定轴轮系，其组成为齿轮1、齿轮2、齿轮3组成。齿轮1与搅拌轴用键连接，齿轮2轴固定在第二支架9上，齿轮3在外筒体的内壁上加工形成，其中齿轮2的数量为3个。运动由齿轮1（搅拌轴）输入，通过齿轮2，带动从动齿轮3（外筒体）转动。运转过程中，每个齿轮几何轴线的位置都是固定不变的。
在滚筒两侧分别有定轴轮系。
干混砂浆混合机工作时，物料由进料口4进入，电动机1经过减速器减速后，带动搅拌轴旋转，使搅拌叶片对物料进行强制式搅拌，同时搅拌轴通过键连接带动定轴轮系的齿轮1旋转，进而通过啮合传动到外筒体5，带动外筒体与搅拌轴相反方向的转动，物料经充分的混合后，*后由出料口6流出。
参照合作单位干混砂浆混合设音现场工作情况，该新型混合机设计的主要参数为：总容积2000L，工作容积500~1400L，搅拌筒直径1110搅拌轴直径130nm 3.2轮系设计利用轮系使外筒旋转能更好的增加物料与叶片接触时间，从而提高物料混合的均匀度。由于主轴和外筒均要旋转，在保证只有一个输入自由度的情况下，选用定轴轮系，使所有齿轮的轴线都固定，小齿轮通过支架与大地固定。为实现减速传动，传动比一般取1.5~4，主动件与被动件转向相定轴轮系各轮齿数的确定，必须遵照满足四个条件：传动比条件、同心条件、均布安装条件、邻接条件。下面就这4个条件对定轴轮系进行配齿计算。
传动比条件，如定轴轮系传动比：主动轮与从动轮的中心距应等于从动轮与齿圈（外筒〉的中心距。
所以有同心条件：均布安装条件对于标准齿轮传动：N为正整数；K为从动轮个数。
对于标准齿轮传动：进行配齿计算时，一般现根据（5）（6）（7）确定齿数，然后将齿数带入（8）中进行验算，由以上公式，经过计算和检验，可以得出比较合理的一组齿数：3.3外筒设计搅拌筒为搅拌机的工作部件，搅拌筒为柱形，在外筒周壁上面开出周凹槽，托架与凹槽接触。外筒边缘有四个托架，滚筒转动时起到支撑的作用。搅拌筒有两个进料口，进料口对称设置。出料口只有一个，采用大开口全开式，卸料迅速芫全。3.4搅拌轴及搅拌叶片设计搅拌叶片采用桨式结构，它是由搅拌臂、叶片、连接套、搅拌轴等组成。其中搅拌叶片总共有12个叶片，采用交锚排列，如所示。
4结语基于外筒旋转与叶片搅拌复合作用的新型干混砂浆混合机由轮系、外筒、搅拌轴、搅拌叶片、电机、减速器、联轴器等主要部分组成，通过定轴轮使搅拌叶片对物料进行强制式搅拌，同时，又借助外筒旋转对物料进行进一步混合，从而对物料混合更加均匀，混合效率更高，弥补了当前干混砂浆混合设音在均匀度和效率方面的不足。该新型干混砂浆混合设音的设计，将为这一行业关键生产设音的研制提供技术和理论指导。
