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D01:10.7672/sgjs2016120144
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
混凝土搅拌机搅拌性能的离散元分析
纪云，刘送永
（中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116）
2016年6月下第45卷第12期
【摘要】针对采用混凝土匀质性和混凝土硬化后的强度来衡量搅拌机性能的不准确性，利用离散元分析软件 EDEM对混凝土搅择机搅拌过程进行伤真，分别对搅拌机不同转速、不同揽择料下搅拌过程进行研究，并对搅拌过程搅拌叶片的受力进行研究分析。研究结果表明涡浆式混凝土搅拌机在搅拌过程中会存在搅拌低效区，改进后
的定盘行式搅拌机可以有效避免低效区的出现，其搅拌质量和揽择效率较高，涡浆式搅择机叶片受力更小。【关键词】搅拌机：涡浆式搅拌机：定盘行星式搅拌机：离散元
【中图分类号】TU642*.2
【文献标识码】A
【文章编号】1002-8498（2016)12-0144-03
AnalysisofConcreteMixerStirringPerformancewith
DiscreteElement Method
Ji Yun, Liu Songyong
(School of Mechanical and Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou,Jiangsu221116, China ) Abstract: The uncertainty of the concrete mixer stirring performance is measured for the consistency of concrete or the hardness after sclerosis. Discrete element method software namely EDEM was used to emulate the concrete mixer process. Under different whirling velocity and different particle diameter, concrete mixer structures were utilized, the force analysis of the stirring blades and the mixing process was carried out. The results indicated that scroll concrete mixer contained of mixing low efficiency area when stirring, the improved structure planet stator concrete mixer could validly decrease the low efficiency area. Planet stator concrete mixer could enhance stirring efficiency and stirring quality, scroll mixer blade paddle bears smaller pressure.
Key words:concrete mixers; scroll concrete mixer; planet stator concrete mixer; discrete element
国内外对混凝土搅拌机搅拌过程的研究微乎其微，科研机构常通过对混凝土的检测来判定搅择机的制造质量和设计水平。陈世教、洪昌银等对JZ 型混凝土搅拌功率计算进行研究，根据新拌混凝土流变方程导出该类型混凝土搅拌机的搅拌功率的计算方法；魏觉、向振胜等对JS型混凝土搅拌机进行研究，通过工作阻力得出搅拌功率；王磊明、陈滑等通过研究混凝土拌合物的和易性及硬化后硬度，对搅拌机叶片进行结构改造。然而这些研究都针对卧轴式混凝土搅择机，针对立轴式搅拌机的搅拌过程的研究几乎没有，没有对混凝土揽择过程进行研究分析。施工工人常通过目测混凝土混合料搅拌均匀度、搅拌速度、卸料速度、残留量等来主观评测搅拌机的优劣。将离散元法（discreteelement
【作者简介】纪云，硕士研究生，E-mail;jy598596159@163.com
[收稿日期】2015-07-17 万方数据
method，DEM)用于仿真混凝土搅拌中物料运行情况，得到有用的数据信息，用于优化搅择机的设计。混凝土搅拌机模型建立
离散单元法基本原理是将每个题粒或块体看作一个单元，根据全过程颗粒间相互作用及颗粒与边界的作用计算接触力，再运用牛顿定律计算单元的运动参数，这个交替计算实现了对象运动情况的预测。
立轴强制式搅拌机的搅拌原理是靠安装在搅拌筒内带叶片的立轴旋转时将物料挤压、翻转、抛出等复合动作对物料进行强制搅拌。立轴强制式搅拌机分为涡桨式和行星式两种，其搅拌筒均为水平放置的圆盘。涡桨式的圆盘中央有1根竖立转轴，轴上装有几组搅拌叶片；行星式圆盘中则有2根竖立转轴，分别带动几个搅拌铲。在定盘行星式搅拌机中，搅拌铲除绕本身轴线自转外，2根转轴还绕