1. Johdanto
Kaksiakselisia{0}}sekoittimia käytetään laajalti betoni-, kuivalaasti-, kemian- ja ympäristönsuojeluteollisuudessa, koska niiden etuina ovat vahva leikkausvoima, sekoittumattomat kuolleet kulmat ja korkea sekoitustehokkuus. Sekoittimen ydinkomponenttina siipi osallistuu suoraan materiaalin työntö-, leikkaus-, heitto- ja konvektioprosesseihin. Sen rakenteelliset parametrit (paksuus, leveys, kulma jne.) määräävät materiaalin virtaustilan ja sekoituksen laadun. Niistä terän paksuus ei liity pelkästään rakenteelliseen jäykkyyteen ja kulutuskestävyyteen, vaan se vaikuttaa myös suoraan materiaalin sekoitusrataan, leikkauslujuuteen ja virrankulutukseen. Siksi terän paksuuden vaikutuksen tutkiminen sekoitusvaikutukseen on erittäin tärkeää sekoittimen suorituskyvyn optimoinnissa.
2. Terän paksuuden vaikutusmekanismi sekoitusvaikutukseen
2.1 Liian ohut terä (＜12 mm)
Kun terän paksuus on pienempi kuin kohtuullinen alue, kokonaisjäykkyys on riittämätön ja se on altis elastiselle muodonmuutokselle tai jopa plastiselle taipumiselle materiaalien (erityisesti kovien aggregaattien, kuten kivien) vaikutuksesta ja kitkasta. Sen kielteiset vaikutukset sekoitusvaikutukseen näkyvät pääasiassa seuraavissa seikoissa:
Huono sekoituksen tasaisuus ja voimakas erottuminen: Epämuodostunut terä ei pysty tehokkaasti nostamaan ja heittämään materiaaleja, koska se ei muodosta riittävää konvektiivista kiertoa. Terän ja vuorauksen välinen rako kasvaa, mikä johtaa kyvyttömyyteen tuottaa tehokasta leikkausvoimaa. Hivenaineosia, kuten sementtiä ja lisäaineita, ei voida hajottaa täysin, mikä johtaa kiviainesten ja tahnan erottumiseen, sementin agglomeroitumiseen ja paikalliseen suhteelliseen epätasapainoon. Sekoituksen tasaisuus (CV-arvo) on usein yli 15 %, mikä ei täytä tuotantovaatimuksia.
Pidentynyt sekoitusaika ja heikentynyt tehokkuus: Epätasaisen sekoituksen ongelman kompensoimiseksi sekoitusaikaa on pidennettävä yli 50 %. Alkuperäinen 30 sekunnin sekoitusjakso pidennetään yli 1 minuuttiin, mikä häiritsee sekoitusaseman tuotantorytmiä, aiheuttaa ruuhkaa myöhemmissä annostelu- ja purkulinkeissä ja vähentää kokonaistuotannon tehokkuutta 30–50 %.
Epävakaa materiaalipurkaus ja vakava jäännös: Ohuessa terässä on heikko kierretyöntövoima, mikä tekee mahdottomaksi työntää sylinterin seinämässä ja pohjassa olevia materiaaleja kokonaan poistoaukkoon. Jokaisen sekoituksen jälkeen jää jäljelle 5–15 % materiaaleista, jotka kovettuvat ja sekoittuvat uusien materiaalien kanssa, mikä entisestään pahentaa epätasaista sekoittumista ja muodostaa "kovan hiontakerroksen", joka nopeuttaa terän ja vuorauksen kulumista.
Kova laitteiden tärinä ja lisääntynyt energiankulutus: Epämuodostunut terä johtaa epävakaaseen materiaalin kantamiseen, vaihtelevaan sekoituskuormaan ja suureen iskukuormaan käytön aikana. Tämä aiheuttaa voimakasta laitteiston tärinää, nopeuttaa sekoitusakselin väsymiskulumista, lisää laakerivälystä ja vanhenee alennusvaihdetta. Samalla vaihteleva kuormitus lisää energiankulutusta 10–20 %.
2.2 Keskinkertainen terän paksuus (12–20 mm)
Kun terän paksuus on kohtuullisella alueella (12–20 mm pienissä ja keskikokoisissa sekoittimissa, 20–24 mm suurissa sekoittimissa), sillä on riittävä jäykkyys ja kulutuskestävyys, materiaalin tasainen sekoittuminen ja optimaalinen sekoitusvaikutus. Sen edut ovat seuraavat:
Erinomainen sekoituksen tasaisuus ja ei erottelua: Terässä ei ole muodonmuutoksia käytön aikana, joten se säilyttää kohtuullisen välin (3–5 mm) vuoraukseen. Se voi tehokkaasti nostaa ja heittää materiaaleja muodostaen vahvan konvektiivisen kierto- ja leikkaustoiminnan. Materiaalit ovat täysin sekoittuneet kaikkiin suuntiin (aksiaalisesti, säteittäisesti ja kehämäisesti), sekoituksen tasaisuus (CV-arvo) on 8–12 %, ei aggregaatiota tai sementtiagglomeraatiota ja tuotteen laatu on vakaa.
Lyhyt sekoitusaika ja korkea hyötysuhde: Keskipaksuisella-terällä on vahva materiaalin sekoituskyky, mikä tekee tasaisen sekoittumisen suunnitellussa ajassa (30–60 sekuntia). Tuotantorytmi on vakaa ja tehokkuus on maksimoitu varmistaen samalla sekoituksen laadun.
Vakaa purkaus ja alhainen jäännös: Terällä on riittävä työntövoima, joka raapii materiaalit tehokkaasti sylinterin seinämästä ja pohjasta, ja poistojäännös on alle 3 %, mikä välttää sekoituslaatuun vaikuttavan kovettuneen jäännöksen ongelman.
Vakaa laitteiden toiminta ja alhainen energiankulutus: Kuorma on vakaa käytön aikana, tasainen vääntömomentti, ei voimakasta tärinää ja vaihteiston osien, kuten akselin, laakerien ja alennusventtiilin, normaali käyttöikä. Energiankulutus on nimellisalueella ja korkea kustannustehokkuus{1}}.
2.3 Liian paksu terä (＞24 mm)
Terän paksuuden liiallinen lisääminen (yli 24 mm) johtaa ylimääräiseen painoon ja liialliseen sekoitusvastustukseen, mikä vaikuttaa haitallisesti sekoitustehoon ja laitteen suorituskykyyn:
Lisääntynyt sekoitusvastus ja paikalliset kuolleet kulmat: Liian paksussa terässä on suuri kosketuspinta materiaalien kanssa, mikä lisää merkittävästi sekoitusvastusta ja tehonkulutusta (lisää yli 20 %). Samaan aikaan paksu terä on altis materiaalin juuttumiselle ja kerääntymiselle juurelle, mikä muodostaa paikallisia sekoituskuolleita kulmia, mikä johtaa materiaalien epätasaiseen sekoittumiseen joillakin alueilla.
Pienempi materiaalin heittokorkeus ja heikentynyt konvektio: Liian raskaalla terällä on hidas pyörimisvaste, mikä vähentää materiaalin nosto- ja heittokorkeutta, heikentää konvektiivista kiertovaikutusta ja pidentää sekoitusaikaa jossain määrin.
Lisääntynyt laitteiden kuormitus ja kiihtynyt kuluminen: Terän -omapaino ja sekoitusvastus ovat liian suuria, mikä johtaa sekoitusakselin, laakerien ja supistimen pitkäaikaiseen-suureen-kuormitukseen, mikä nopeuttaa väsymiskulumista ja lyhentää vaihteiston osien käyttöikää. Lisäksi sylinterin sisäseinään kertyneet kovettuneet materiaalit pahentavat sylinterin rakenteen hankausta.
Huono kustannus{0}}tehokkuus: Liian paksulla terällä on äärimmäisen korkea kulumisvastus, ja terän runko ei ole juurikaan kulunut, mutta painon redundanssi on liian suuri, mikä lisää valmistus- ja ylläpitokustannuksia ja vähentää taloudellisia hyötyjä.
3. Optimaalinen terän paksuusalue ja suunnittelun valinta
3.1 Optimaalinen paksuusalue
Yhdessä teoreettisen analyysin ja suunnittelukäytännön kanssa kaksiakselisten-sekoittimien optimaalinen siiven paksuus on seuraava:
Pieni sekoitin (＜2 m³): 12-16 mm (materiaali: 65Mn teräs, pintakarkaistu).
Keskikokoinen sekoitin (2–5 m³): 16-20 mm (materiaali: 65Mn teräs, pinnoite volframikarbidi, kovuus HRC58-62).
Iso sekoitin (＞5 m³): 20–24 mm (materiaali: luja -mangaaniteräs, kiinteä valu + kulutusta -kestävä pinnoite).
3.2 Tekniset valintaperiaatteet
Varsinaisessa suunnitteluvalinnassa seuraavat tekijät tulee ottaa kattavasti huomioon:
Materiaalin ominaisuudet: Materiaaleille, joilla on suuri kovuus ja suuri hankauskyky (kuten betoni, jossa on suuri kivi), valitse paksuus, joka on lähellä ylärajaa; materiaaleille, joilla on alhainen kovuus ja pieni hankauskyky (kuten kuivalaasti), valitse paksuus, joka on lähellä alarajaa.
Mikseri malli: Sovita paksuus sekoittimen tilavuuden mukaan ja vältä "pientä sekoitinta paksuilla lapoilla" tai "suuria sekoitinta ohuilla siivellä".
Tuotannon tehokkuus: Sekoituksen laadun takaamiseksi valitse kohtuullinen paksuus tehokkuuden ja energiankulutuksen tasapainottamiseksi.
Ylläpitokustannukset: Valitse paksuus, jolla on riittävä kulutuskestävyys vähentääksesi terän vaihto- ja huoltokustannuksia.