拌合机构对搅拌质量起着决定性作用,尤其是搅拌叶片,就好比划船用的浆叶一样有着至关重要的作用。在拌合机的结构确定了之后,由于受各零件空间布置的影响及支撑力方面的考虑,搅拌轴和搅拌臂一般是不太适合更改的。设计时,应重点考虑搅拌叶片的结构、形状、数量、布置等。
叶片形式
附秤拌合机的叶片形式比较单一,俗称“铲形”叶片,此不再赘述。对于立轴拌合机,其叶片主要有三种形式,即平直式、折叶式和后弯式。从制造工艺来看,平直式和折叶式远优于后弯式,从实际应用效果来看,折叶式由于倾斜一定的角度,工作时可以推动物料进行轴向运动,因此搅拌效果远优于平直式,而后弯式对于非粘结性材料来说,搅拌效果有更大的优势,但对于粘结性较大的物料(比如砂浆、沥青混合料等),搅拌效果较差。
叶片安装角度
叶片安装角度也极其重要,如果角度太大,物料的轴向运动效果会大于径向运动,否则则相反。已有成熟的理论研究表明,效率最高的搅拌过程应该是,尽量保证拌筒在三维坐标方向能同时达到要求的均匀性,这就要求搅拌时物料的轴向运动和径向运动最好接近。对于附秤式拌合机,理想的叶片安装角应该在31°~45°之间。对于立轴式拌合机来说,由于搅拌时重力作用会加速物料的轴向运动,安装时的倾斜角应远小于附秤式拌合机,应取附秤拌合机叶片角度的一半为佳。例如,研究中我们对搅拌砂浆用立轴拌合机的叶片安装角度进行了多次试验,最终选定了18°作为最佳值。
搅拌臂(叶片)数量的确定
确定拌合机合理的搅拌臂(叶片)数目具有重要的意义。数量太多,必然使搅拌轴长度增加,导致其结构强度、刚性下降、并使拌合机拌筒的长度增加,导致其长宽比不合适;数量太少,必然减少物料的循环次数,减少物料与搅拌叶片直接接触而发生强制作用的机会,影响搅拌的质量和效率。搅拌臂(叶片)排列方式的确定搅拌臂(叶片)排列主要有两种形式,一种是螺旋带形式,即没有单独分离的叶片,而是把叶片以螺旋带的形式连为一体,这种形式的叶片,制作工艺复杂,设计时应尽量避免;另一种形式是为了制作方便,叶片独立,不过仍按螺旋形式排列布置。可以发现,不管哪种方式,都应以螺旋形式布置为基础。对于立轴拌合机来说,为了保证受力平衡,叶片排列应采用双螺旋的形式,即叶片(或称搅拌臂)应关于搅拌轴成两两对称排列。
搅拌臂(叶片)轴向间距的确定
对于附秤拌合机,根据搅拌轴长度和搅拌臂(叶片)数量进行轴向间距的确定。对于立轴拌合机,除基于搅拌臂(叶片)数量外,设计时轴向间距应满足以下两点:①保证在额定容量下,最上边一组叶片全部没入被搅拌物料以下5mm为宜;②保证工作时,比被搅拌物料最大颗粒尺寸大至少5mm的物料颗粒应能顺利通过相邻两叶片轴向间隙。