CN102335960A - 一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机 - Google Patents

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冯忠绪
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冯忠绪
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Abstract

本发明公开了一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，包括机架、搅拌传动装置、振动传动装置、振动搅拌装置、搅拌驱动机构和振动驱动机构，搅拌驱动机构和振动驱动机构分别设置在振动搅拌装置的左右两端；振动搅拌装置包括搅拌筒和搅拌机构，搅拌机构包括空心搅拌轴和多个搅拌单元，空心搅拌轴内设有振动轴；搅拌传动装置的数量为两个且分别安装在两个空心搅拌轴的左端，两个搅拌传动装置之间安装有同步齿轮，振动传动装置的数量为两个且分别安装在两个空心搅拌轴的右端，搅拌驱动机构和振动驱动机构的数量均为一个或两个。本发明结构设计合理，使用方便，能在短时间内使混凝土在宏观及微观上都达到均匀，进而提高了搅拌质量和效率。

Description

一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机
技术领域
本发明涉及一种搅拌机，尤其是涉及一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机。
背景技术
搅拌机是混凝土搅拌的主要设备，其功能是把配好的物料拌成均匀且符合质量要求的混合物，按照工作原理可分为自落式搅拌机和强制式搅拌机两大类。自落式搅拌机是利用搅拌装置对拌筒内的物料进行分割和提升作用，直到物料与搅拌装置之间的摩擦力小于使物料下滑的重力的分力时，物料靠自重跌落，从而使各部分物料的相互位置不断进行重新分布而得到均匀拌和，这种搅拌机的功率消耗和易损件的磨损均较小，但是拌和强度不够剧烈，一般只适宜搅拌塑性混凝土和半塑性混凝土。强制式搅拌机是借助旋转的搅拌装置对物料进行剪切、挤压、翻滚和抛出等强制拌作用，使物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌，这种搅拌机对物料的作用强烈，拌和质量好，生产率高，但磨损大且功耗大，同时对骨料粒径有较严格的限制，适用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。综上，这两种搅拌机在技术上和经济上各有所长，我国两者都有，但是有后者代替前者的趋势。
自落式搅拌机和强制式搅拌机虽然都在较短的时间内可使混合料达到宏观上的匀质，但是在显微镜下仍会发现有10％～30％的水泥颗粒粘聚成微小的水泥团，即微观上并未达到均匀。由于水泥的水化作用只在水泥颗粒的表面进行，如果水泥颗粒聚团，则水化作用的面积减小，使混凝土具有强度的水化生成物减少，因此水泥的这种团聚现象严重影响着混凝土的和易性和强度的提高。
双卧轴搅拌机是目前我国混凝土搅拌设备中广泛使用的强制式搅拌机，它同样存在着混合料难以达到微观上均质的问题，并且在搅拌装置工作时，靠近圆形拌筒的中心部分速度低，筒壁处速度高，这使得拌筒内不同圆环带的均匀性存在差异。拌筒中心部位成为搅拌的低效率区域，一方面拖延了整机的工作时间，对搅拌质量存在隐患；另一方面，低效区内混合料流动性差，易与搅拌轴粘附，甚至产生抱轴现象。综上所述，搅拌低效区是强制式搅拌机结构决定的固有缺陷，它严重影响了搅拌机的作业质量和作业效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其结构简单、设计合理且使用效果好，能在较短时间内使混凝土混合料在宏观上及微观上都达到均质，进而改善了搅拌轴附近的搅拌低效率区，提高了混凝土的搅拌质量和搅拌效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：包括机架、搅拌传动装置、振动传动装置、振动搅拌装置、搅拌驱动机构和振动驱动机构，所述搅拌驱动机构设置在所述振动搅拌装置的左侧，所述振动驱动机构设置在所述振动搅拌装置的右侧，所述搅拌驱动机构通过所述搅拌传动装置与振动搅拌装置连接并带动振动搅拌装置进行搅拌，所述振动驱动机构通过振动传动装置与振动搅拌装置连接并驱动振动搅拌装置产生振动，所述搅拌驱动机构和振动驱动机构均固定安装在机架上；所述振动搅拌装置包括固定安装在机架上的搅拌筒和设置在搅拌筒内部且对物料进行连续推动搅拌的搅拌机构，所述搅拌机构包括通过轴承安装在搅拌筒的筒体上的空心搅拌轴和从左至右依次固定安装在空心搅拌轴外壁上的多个搅拌单元，所述空心搅拌轴的两端分别穿出搅拌筒的左右两端，所述空心搅拌轴内设置有两端分别穿出搅拌筒左右两端的振动轴；所述搅拌机构的数量为两个且两个搅拌机构组成一个在搅拌筒内对物料进行循环搅拌的完整搅拌系统，两个搅拌机构对应的两个空心搅拌轴平行布设在搅拌筒的内部；所述搅拌传动装置的数量为两个且两个搅拌传动装置分别安装在两个空心搅拌轴的左端，两个搅拌传动装置之间安装有两个同步齿轮且通过两个同步齿轮传递动力；所述振动传动装置的数量为两个，两个振动传动装置分别安装在两个空心搅拌轴的右端，两个振动传动装置分别与两个振动轴固定连接。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌驱动机构的数量为一个，搅拌驱动机构与其中一个搅拌传动装置连接。
上所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌驱动机构的数量为两个，两个搅拌驱动机构分别与两个搅拌传动装置连接且分别驱动两振动搅拌装置旋转。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动驱动机构的数量为一个，振动驱动机构通过传动带和同步带与两个振动轴连接。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动驱动机构的数量为两个，两个振动驱动机构通过传动带分别与两个振动轴连接。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌传动装置包括搅拌传动轴和搅拌套筒，所述搅拌套筒固定在搅拌传动轴的右端上，所述空心搅拌轴和振动轴的左端均位于搅拌套筒内，所述空心搅拌轴与搅拌套筒固定连接，所述振动轴上套接有搅拌端轴承套，所述搅拌端轴承套上安装有搅拌驱动端支撑轴承，所述搅拌端轴承套和搅拌驱动端支撑轴承均设于搅拌套筒内，所述搅拌驱动端支撑轴承与搅拌套筒固定连接；所述两个同步齿轮安装在所述两个搅拌传动装置的搅拌传动轴之间，所述搅拌驱动机构通过联轴器与搅拌传动轴连接；所述搅拌传动轴上套接有搅拌传动轴轴承，所述搅拌传动轴轴承位于同步齿轮与搅拌套筒之间，所述搅拌传动轴轴承外安装有搅拌传动轴轴承座，所述搅拌传动轴轴承座固定在机架上。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动传动装置包括设置在搅拌筒右侧的振动套筒，所述振动套筒固定安装在空心搅拌轴的右端，所述振动套筒内设置有套接在振动轴上的偏心轴承套和安装在偏心轴承套上的振动轴承，所述振动轴承与振动套筒固定连接；所述振动轴上套接有振动端轴承套，所述振动端轴承套位于振动套筒的右方，所述振动端轴承套上安装有振动驱动端支撑轴承，所述振动驱动端支撑轴承外安装有振动驱动端支撑轴承座，所述振动驱动端支撑轴承座固定在支架上。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动轴上且位于搅拌套筒内部固定连接有搅拌端偏心块，所述振动轴上且位于振动套筒内或振动套筒右侧固定连接有振动端偏心块。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌单元包括固定连接在空心搅拌轴外壁上的搅拌臂和安装在搅拌臂末端的搅拌叶片，所述搅拌叶片的搅拌面与其所安装搅拌臂间的夹角即搅拌叶片的轴向安装角为30°～45°。
上述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述两个空心搅拌轴分别为第一空心搅拌轴和第二空心搅拌轴，安装于搅拌筒内的第一空心搅拌轴最右端的搅拌单元的搅拌叶片为将所搅拌物料推至搅拌筒中央的第一返回叶片，第一返回叶片的轴向安装角与安装于第二空心搅拌轴最左端搅拌单元的搅拌叶片的轴向安装角相对应；安装于搅拌筒内的第二空心搅拌轴最右端的搅拌单元的搅拌叶片为将所搅拌物料推至搅拌筒中央的第二返回叶片，第二返回叶片的轴向安装角与安装于第一空心搅拌轴最左端搅拌单元的搅拌叶片的轴向安装角相对应。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且使用效果好，该振动搅拌机在搅拌装置强制搅拌的基础上增加了振动作用，工作时，振动搅拌装置不但对混合料有强制搅拌作用，而且有振动作用，因而使水泥颗粒处于颤振状态，破坏了水泥凝聚团，增大了水泥水化作用的面积，从而使混凝土具有强度的水化生成物增多，提高了硬化后的混凝土强度。同时在振动作用下，混合料颗粒间粘性和内摩擦力降低，运动速度增大，水泥水化加速，而且对处于搅拌低效率区(空心搅拌轴附近)的混合料，其各组份在微观上的循环流动和扩散分布也都得到了强化，从而为消除搅拌低效率区，实现快速均匀搅拌创造了极为有利的条件。因此，双卧轴振动搅拌机能在较短时间内使混凝土混合料在宏观上及微观上都达到均匀，并改善机器的搅拌低效率区，从而提高了混凝土的搅拌质量和搅拌效率。
(2)本发明采用搅拌轴和搅拌臂及搅拌叶片作为振动源的方式，搅拌叶片边搅拌边振动，有效振动面积大，振动传播的距离近且分布均匀，较小的振动强度就可以使搅拌筒内的混合料受到足够的振动作用，因此对轴承的性能要求低，轴承寿命容易保证。
(3)由于本发明的振动轴按力学原理进行了动平衡设计，因此工作时，仅仅是偏心安装在振动轴上的搅拌轴和搅拌臂及搅拌叶片产生振动，振动直接传递给混合料，而满足动平衡条件的振动轴本身不振动，较好地消除了振动对机器其他零部件的不良影响。同时，搅拌轴采用单端偏心的安装结构，振动套筒处的偏心量为最大，搅拌套筒处的偏心量为零，保证了振动不会传递到与搅拌套筒直接连接的搅拌驱动端的零部件上，从而提高了搅拌机整机的可靠性和使用寿命。虽然振动搅拌装置为单端偏心振动，但由于搅拌叶片的特定的排列方向，能够推动混合料在整个搅拌筒内循环流动，因此混合料都能够受到良好的振动作用。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明第一种具体实施方式的工作原理示意图。
图2为本发明第二种具体实施方式的工作原理示意图。
图3为本发明第三种具体实施方式的工作原理示意图。
图4为本发明第四种具体实施方式的工作原理示意图。
图5为本发明第一种具体实施方式的俯视图。
图6为本发明第二种具体实施方式的俯视图。
图7为本发明第三种具体实施方式的俯视图。
图8为本发明第四种具体实施方式的俯视图。
图9为本发明第一种具体实施方式的主视图。
图10为本发明振动轴与其它部件的连接关系示意图。
图11本发明齿轮同步式双卧轴振动搅拌机和普通齿轮同步式双卧轴振动搅拌机在不同搅拌条件下所得混凝土试块平均抗压强度的概率分布曲线图。
附图标记说明：
具体实施方式
实施例1
如图1、图5、图9和图10所示，一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，包括机架6、搅拌传动装置、振动传动装置、振动搅拌装置、搅拌驱动机构4和振动驱动机构7，所述搅拌驱动机构4设置在所述振动搅拌装置的左侧，所述振动驱动机构7设置在所述振动搅拌装置的右侧，所述搅拌驱动机构4通过所述搅拌传动装置与振动搅拌装置连接并带动振动搅拌装置进行搅拌，所述振动驱动机构7通过振动传动装置与振动搅拌装置连接并驱动振动搅拌装置产生振动，所述搅拌驱动机构4和振动驱动机构7均固定安装在机架6上；所述振动搅拌装置包括固定安装在机架6上的搅拌筒5和设置在搅拌筒5内部且对物料进行连续推动搅拌的搅拌机构，所述搅拌机构包括通过轴承安装在搅拌筒5的筒体上的空心搅拌轴1和从左至右依次固定安装在空心搅拌轴1外壁上的多个搅拌单元，所述空心搅拌轴1的两端分别穿出搅拌筒5的左右两端，所述空心搅拌轴1内设置有两端分别穿出搅拌筒5左右两端的振动轴16；所述搅拌机构的数量为两个且两个搅拌机构组成一个在搅拌筒5内对物料进行循环搅拌的完整搅拌系统，两个搅拌机构对应的两个空心搅拌轴1平行布设在搅拌筒5的内部；所述搅拌传动装置的数量为两个且两个搅拌传动装置分别安装在两个空心搅拌轴1的左端，两个搅拌传动装置之间安装有两个同步齿轮12且通过两个同步齿轮12传递动力；所述振动传动装置的数量为两个，两个振动传动装置分别安装在两个空心搅拌轴1的右端，两个振动传动装置分别与两个振动轴16固定连接。本实施例中，所述搅拌驱动机构4的数量为一个，搅拌驱动机构4与其中一个搅拌传动装置连接，所述振动驱动机构7的数量为一个，振动驱动机构7通过传动带24和同步带26与两个振动轴16实现同步连接。工作时，由搅拌驱动机构4驱动一个搅拌机构旋转，另一个搅拌传动装置通过同步齿轮12驱动，从而将动力从一个搅拌机构传递到另一个搅拌机构上。
如图1、图5、图9和图10所示，所述搅拌传动装置包括搅拌传动轴11和搅拌套筒13，所述搅拌套筒13固定在搅拌传动轴11的右端上，所述空心搅拌轴1和振动轴16的左端均位于搅拌套筒13内，所述空心搅拌轴1与搅拌套筒13固定连接，所述振动轴16上套接有搅拌端轴承套27，所述搅拌端轴承套27上安装有搅拌驱动端支撑轴承18，所述搅拌端轴承套27和搅拌驱动端支撑轴承18均设于搅拌套筒13内，所述搅拌驱动端支撑轴承18与搅拌套筒13固定连接；所述两个同步齿轮12安装在所述两个搅拌传动装置的搅拌传动轴11之间，所述搅拌驱动机构4通过联轴器10与搅拌传动轴11连接；所述搅拌传动轴11上套接有搅拌传动轴轴承14，所述搅拌传动轴轴承14位于同步齿轮12与搅拌套筒13之间，所述搅拌传动轴轴承14外安装有搅拌传动轴轴承座15，所述搅拌传动轴轴承座15固定在机架6上。工作时，搅拌驱动机构4输出动力，由联轴器10传递给搅拌传动轴11，搅拌传动轴11再将动力传递到与其固定连接的搅拌套筒13上，由于搅拌套筒13与搅拌轴1固定连接，从而驱动搅拌轴1及其上安装的搅拌臂2和搅拌叶片3旋转；因两搅拌传动轴11上安装有参数相同的两同步齿轮12，并且两同步齿轮12相互啮合，从而保证两搅拌轴11作同步反向旋转运动。
如图1、图5、图9和图10所示，所述振动传动装置包括设置在搅拌筒5右侧的振动套筒17，所述振动套筒17固定安装在空心搅拌轴1的右端，所述振动套筒17内设置有套接在振动轴16上的偏心轴承套21和安装在偏心轴承套21上的振动轴承20，所述振动轴承20与振动套筒17固定连接；所述振动轴16上套接有振动端轴承套8，所述振动端轴承套8位于振动套筒17的右方，所述振动端轴承套8上安装有振动驱动端支撑轴承19，所述振动驱动端支撑轴承19外安装有振动驱动端支撑轴承座25，所述振动驱动端支撑轴承座25固定在支架6上。由于偏心轴承套21的轴线与振动轴16的轴线不同轴，因此通过振动轴承20连接在偏心轴承套21上的振动套筒17以及与振动套筒17连接的空心搅拌轴1都相对于振动轴16偏心安装，并且该偏心量从搅拌套筒13到振动套筒17是沿空心搅拌轴1方向逐渐增加的，振动套筒17处的偏心量为最大，搅拌套筒13处的偏心量为零。由于位于振动套筒17内的轴承套为偏心轴承套21，位于搅拌套筒13内的轴承套为非偏心的搅拌端轴承套27，即本发明为单端偏心结构。工作时，振动驱动机构7输出动力，通过传动带驱动振动轴16作高速旋转，高速旋转的振动轴16强迫偏心安装在其上的空心搅拌轴1和搅拌臂2及叶片3产生振动，因偏心轴承套21的偏心作用，使得高速旋转的振动轴16产生很大的离心力，在搅拌装置强制搅拌的同时加以振动，使得搅拌筒5内的水泥颗粒处于颤动状态，破坏了水泥的凝聚团，极大地减小了物料颗粒间的粘性和内摩擦力，提高了搅拌效率，并且降低了生产成本。由于空心搅拌轴1左右两端分别与搅拌套筒13和振动套筒17相连，因此搅拌套筒13将搅拌驱动机构4输出的扭矩传递到空心搅拌轴1上以驱动空心搅拌轴1旋转做功，因振动轴16上安装有搅拌驱动端支撑轴承18和振动驱动端支撑轴承19，故空心搅拌轴1与振动轴16在各自独立的动力驱动装置作用下可作相对的独立运动。
如图1和图10所示，所述振动轴16上且位于搅拌套筒13内部固定连接有搅拌端偏心块22，所述振动轴16上且位于振动套筒17内或振动套筒17右侧固定连接有振动端偏心块23；搅拌端偏心块22和振动端偏心块23用以平衡空心搅拌轴1、搅拌臂2和搅拌叶片3偏心产生惯性力及惯性力偶矩，进而确保振动轴16实现动平衡。在振动搅拌的过程中，整个搅拌机构和搅拌套筒13均为参振质量，其质量非常大，因此即使在偏心量很小的情况下，由于参振质量很大，且振动轴16的转速也很高，故可对搅拌装置提供很大的激振力，搅拌机构的振动能量大，能较明显地提高混凝土的搅拌质量和搅拌效率。另外，因振动轴16按力学原理进行了动平衡设计，因此在振动搅拌过程中，振动轴16本身不振动，振动不会被传递到搅拌机机架及其它零部件上，能较好地消除了振动对机器其他零部件的不良影响，从而提高搅拌机整机的可靠性和使用寿命。
如图5所示，所述搅拌单元包括固定连接在空心搅拌轴1外壁上的搅拌臂2和安装在搅拌臂2末端的搅拌叶片3，所述搅拌叶片3的搅拌面与其所安装搅拌臂2间的夹角即搅拌叶片的轴向安装角为30°～45°。
如图5所示，所述两个空心搅拌轴1分别为第一空心搅拌轴1-1和第二空心搅拌轴1-2，安装于搅拌筒5内的第一空心搅拌轴1-1最右端的搅拌单元的搅拌叶片为将所搅拌物料推至搅拌筒5中央的第一返回叶片3-1，第一返回叶片3-1的轴向安装角与安装于第二空心搅拌轴1-2最左端搅拌单元的搅拌叶片的轴向安装角相对应；安装于搅拌筒5内的第二空心搅拌轴1-2最右端的搅拌单元的搅拌叶片为将所搅拌物料推至搅拌筒5中央的第二返回叶片3-2，第二返回叶片3-2的轴向安装角与安装于第一空心搅拌轴1-1最左端搅拌单元的搅拌叶片的轴向安装角相对应。搅拌叶片这种特定的排列方向，使得其中一根空心搅拌轴上的搅拌叶片推动混合料沿轴向朝一个方向运动，而另一根空心搅拌轴上的搅拌叶片推动混合料沿轴向朝另一个方向运动，而第一返回叶片3-1和第二返回叶片3-2可使混合料从搅拌筒5端部推搅至中央，从而使混合料完成在整个搅拌筒5内的循环搅拌。本实施例中，搅拌驱动机构4与位于第一空心搅拌轴1-1左端的搅拌传动轴11连接。
本实施例中，所述搅拌驱动机构4为搅拌减速电机，所述振动驱动机构7为振动减速电机。
本实施例中，所述搅拌套筒13与搅拌传动轴11之间、搅拌传动轴轴承座15与机架6之间以及振动驱动端支撑轴承座25与支架6之间均通过螺栓固定。
实施例2
如图2和图6所示，该实施例与实施例1不同的是：所述搅拌驱动机构4的数量为两个，两个搅拌驱动机构4分别与两个搅拌传动装置连接且分别驱动两振动搅拌装置旋转，即其中一个搅拌驱动机构4与位于第一空心搅拌轴1-1左端的搅拌传动轴11连接，另外一个搅拌驱动机构4与位于第二空心搅拌轴1-2左端的搅拌传动轴11连接。
实施例3
如图3和图7所示，该实施例与实施例1不同的是：所述振动驱动电机7的数量为两个，两个振动驱动电机7通过传动带24分别与两个振动轴16连接，即第一空心搅拌轴1-1内部对应的振动轴的右端通过传动带与其中一个振动电机连接，第二空心搅拌轴1-2内部对应的振动轴的右端也通过传动带与另外一个振动电机连接。
实施例4
如图4和图8所示，该实施例与实施例3不同的是：所述搅拌驱动机构4的数量为两个，两个搅拌驱动机构4分别与两个搅拌传动装置连接且分别驱动两振动搅拌装置旋转，即其中一个搅拌驱动机构4与位于第一空心搅拌轴1-1左端的搅拌传动轴11连接，另外一个搅拌驱动机构4与位于第二空心搅拌轴1-2左端的搅拌传动轴11连接。
本发明的工作原理为：在将混合料投入搅拌筒5内后，同时启动搅拌驱动机构4和振动驱动机构7或在启动搅拌驱动机构4后的几秒内启动振动驱动机构7，则搅拌驱动机构4通过同步齿轮12驱动两根空心搅拌轴1和其上安装的搅拌叶片3同步反向旋转，不断地推动物料在搅拌筒5内作轴向和轴间的循环搅拌；同时振动驱动机构7经过带传动驱动两根振动轴16高速旋转，强迫偏心安装在其上的搅拌装置产生振动；进而在搅拌机构的强制搅拌和振动的共同作用下，实现了物料在整个搅拌筒5空间得到充分均匀的搅拌。在经一段时间的振动搅拌后(具体搅拌时间由实验决定)，混凝土混合料已搅拌均匀，此时，同时关闭搅拌驱动机构4和振动驱动机构7或在关闭搅拌驱动机构4前的几秒钟内关闭振动驱动机构7后开启卸料门，将已经搅拌均匀的混合料从搅拌筒5底端的卸料门卸出。
以下为本发明在混凝土配合比及试验方法相同的情况下，在三种不同搅拌条件下做双卧轴振动搅拌与普通双卧轴搅拌的对比试验：
(1)按照设计配合比振动搅拌，搅拌时间为干拌8s，湿拌30s；
(2)关闭振动电机搅拌(相当于普通双卧轴搅拌)，搅拌时间为干拌8s，湿拌60s；
(3)关闭振动电机搅拌(相当于普通双卧轴搅拌)，搅拌时间为干拌8s，湿拌30s。
在上述三种不同搅拌条件下双卧轴振动搅拌与普通双卧轴搅拌的对比试验数据如下表1所示，图7为根据7d硬化混凝土试块平均抗压强度
Figure BDA0000106911140000121
绘制出的在三种不同搅拌条件下所得混凝土试块平均抗压强度的概率分布曲线图。
Figure BDA0000106911140000122
表1 双卧轴振动搅拌与普通双卧轴搅拌机的对比试验数据
注：上表中的ΔM为同一罐次不同部位的混凝土中砂浆密度的相对误差，ΔG为同一罐次不同部位的混凝土拌和物中单位体积混凝土中粗骨料质量的相对误差，ΔM和ΔG作为混凝土拌和物匀质性的评定指标，根据《混凝土搅拌机》中匀质混凝土的要求：ΔM＜0.8％，ΔG＜5％，即混凝土拌和物的匀质性随着所得混凝土中砂浆密度的相对误差ΔM和单位体积混凝土中粗骨料质量的相对误差ΔG变化，ΔM和ΔG越低越好；为7d硬化混凝土试块的平均抗压强度，σ为混凝土试块平均抗压强度标准差，CV为混凝土试块平均抗压强度离差系数，
Figure BDA0000106911140000124
σ和CV作为7d硬化混凝土试块的平均抗压强度的评定指标，越大，说明混凝土质量越好，σ和CV越大，说明混凝土的质量越差。
由表1可知，(一)混凝土拌和物匀质性：搅拌条件(1)中的ΔM、ΔG均比搅拌条件(2)和(3)中的ΔM、ΔG小，说明采用振动搅拌所得的混凝土拌和物匀质性好；(二)7d硬化混凝土试块平均抗压强度：当配合比不变而干拌时间相同、湿拌时间减小一半时，即在(1)和(2)搅拌条件下，双卧轴振动搅拌机搅拌后的混凝土平均抗压强度
Figure BDA0000106911140000131
比普通双卧轴搅拌机搅拌后的混凝土平均抗压强度提高约16％，即(21.763-18.741)/18.741＝16.1％；当配合比不变而干拌时间和湿拌时间均相同，即(1)和(3)搅拌条件下，双卧轴振动搅拌机搅拌后混凝土平均抗压强度
Figure BDA0000106911140000132
比普通双卧轴搅拌机搅拌后的混凝土平均抗压强度提高约26％，即(21.763-17.215)/17.215＝26.4％；同时由表1中数据可知，(1)搅拌条件下所得的混凝土σ、CV均比(2)和(3)搅拌条件下所得的混凝土σ、CV小，说明采用振动搅拌所得的混凝土抗压强度高。
图11是本发明齿轮同步式双卧轴振动搅拌机和普通齿轮同步式双卧轴振动搅拌机在不同搅拌条件下所得混凝土试块平均抗压强度的概率分布曲线图，从图中可以看出，搅拌条件(1)下所得的混凝土的7d硬化混凝土试块平均抗压强度
Figure BDA0000106911140000134
比搅拌条件(2)和(3)下所得的7d硬化混凝土试块平均抗压强度
Figure BDA0000106911140000135
高。
综上所述，双卧轴振动搅拌机与普通双卧轴搅拌机相比，双卧轴振动搅拌机所得到的混凝土质量显著提高，表现为混凝土抗压强度高，且均匀度好，这充分说明振动搅拌在完成宏观搅拌的同时，有效地强化了低效区内物料各组分的循环流动和扩散分布，使混凝土的微观均匀度得到极大改善，较好地消除了有低效区现象时的微观缺陷；并且振动搅拌也使搅拌时间缩短，生产效率提高，生产成本降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：包括机架(6)、搅拌传动装置、振动传动装置、振动搅拌装置、搅拌驱动机构(4)和振动驱动机构(7)，所述搅拌驱动机构(4)设置在所述振动搅拌装置的左侧，所述振动驱动机构(7)设置在所述振动搅拌装置的右侧，所述搅拌驱动机构(4)通过所述搅拌传动装置与振动搅拌装置连接并带动振动搅拌装置进行搅拌，所述振动驱动机构(7)通过振动传动装置与振动搅拌装置连接并驱动振动搅拌装置产生振动，所述搅拌驱动机构(4)和振动驱动机构(7)均固定安装在机架(6)上；所述振动搅拌装置包括固定安装在机架(6)上的搅拌筒(5)和设置在搅拌筒(5)内部且对物料进行连续推动搅拌的搅拌机构，所述搅拌机构包括通过轴承安装在搅拌筒(5)的筒体上的空心搅拌轴(1)和从左至右依次固定安装在空心搅拌轴(1)外壁上的多个搅拌单元，所述空心搅拌轴(1)的两端分别穿出搅拌筒(5)的左右两端，所述空心搅拌轴(1)内设置有两端分别穿出搅拌筒(5)左右两端的振动轴(16)；所述搅拌机构的数量为两个且两个搅拌机构组成一个在搅拌筒(5)内对物料进行循环搅拌的完整搅拌系统，两个搅拌机构对应的两个空心搅拌轴(1)平行布设在搅拌筒(5)的内部；所述搅拌传动装置的数量为两个且两个搅拌传动装置分别安装在两个空心搅拌轴(1)的左端，两个搅拌传动装置之间安装有两个同步齿轮(12)且通过两个同步齿轮(12)传递动力；所述振动传动装置的数量为两个，两个振动传动装置分别安装在两个空心搅拌轴(1)的右端，两个振动传动装置分别与两个振动轴(16)固定连接。
2.按照权利要求1所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌驱动机构(4)的数量为一个，搅拌驱动机构(4)与其中一个搅拌传动装置连接。
3.按照权利要求1所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌驱动机构(4)的数量为两个，两个搅拌驱动机构(4)分别与两个搅拌传动装置连接且分别驱动两振动搅拌装置旋转。
4.按照权利要求1、2或3所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动驱动机构(7)的数量为一个，振动驱动机构(7)通过传动带(24)和同步带(26)与两个振动轴(16)连接。
5.按照权利要求1、2或3所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动驱动机构(7)的数量为两个，两个振动驱动机构(7)通过传动带(24)分别与两个振动轴(16)连接。
6.按照权利要求1所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌传动装置包括搅拌传动轴(11)和搅拌套筒(13)，所述搅拌套筒(13)固定在搅拌传动轴(11)的右端上，所述空心搅拌轴(1)和振动轴(16)的左端均位于搅拌套筒(13)内，所述空心搅拌轴(1)与搅拌套筒(13)固定连接，所述振动轴(16)上套接有搅拌端轴承套(27)，所述搅拌端轴承套(27)上安装有搅拌驱动端支撑轴承(18)，所述搅拌端轴承套(27)和搅拌驱动端支撑轴承(18)均设于搅拌套筒(13)内，所述搅拌驱动端支撑轴承(18)与搅拌套筒(13)固定连接；所述两个同步齿轮(12)安装在所述两个搅拌传动装置的搅拌传动轴(11)之间，所述搅拌驱动机构(4)通过联轴器(10)与搅拌传动轴(11)连接；所述搅拌传动轴(11)上套接有搅拌传动轴轴承(14)，所述搅拌传动轴轴承(14)位于同步齿轮(12)与搅拌套筒(13)之间，所述搅拌传动轴轴承(14)外安装有搅拌传动轴轴承座(15)，所述搅拌传动轴轴承座(15)固定在机架(6)上。
7.按照权利要求1所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动传动装置包括设置在搅拌筒(5)右侧的振动套筒(17)，所述振动套筒(17)固定安装在空心搅拌轴(1)的右端，所述振动套筒(17)内设置有套接在振动轴(16)上的偏心轴承套(21)和安装在偏心轴承套(21)上的振动轴承(20)，所述振动轴承(20)与振动套筒(17)固定连接；所述振动轴(16)上套接有振动端轴承套(8)，所述振动端轴承套(8)位于振动套筒(17)的右方，所述振动端轴承套(8)上安装有振动驱动端支撑轴承(19)，所述振动驱动端支撑轴承(19)外安装有振动驱动端支撑轴承座(25)，所述振动驱动端支撑轴承座(25)固定在支架(6)上。
8.按照权利要求7所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述振动轴(16)上且位于搅拌套筒(13)内部固定连接有搅拌端偏心块(22)，所述振动轴(16)上且位于振动套筒(17)内或振动套筒(17)右侧固定连接有振动端偏心块(23)。
9.按照权利要求1所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述搅拌单元包括固定连接在空心搅拌轴(1)外壁上的搅拌臂(2)和安装在搅拌臂(2)末端的搅拌叶片(3)，所述搅拌叶片(3)的搅拌面与其所安装搅拌臂(2)间的夹角即搅拌叶片的轴向安装角为30°～45°。
10.按照权利要求1所述的一种齿轮同步式双卧轴振动搅拌机，其特征在于：所述两个空心搅拌轴(1)分别为第一空心搅拌轴(1-1)和第二空心搅拌轴(1-2)，安装于搅拌筒(5)内的第一空心搅拌轴(1-1)最右端的搅拌单元的搅拌叶片为将所搅拌物料推至搅拌筒(5)中央的第一返回叶片(3-1)，第一返回叶片(3-1)的轴向安装角与安装于第二空心搅拌轴(1-2)最左端搅拌单元的搅拌叶片的轴向安装角相对应；安装于搅拌筒(5)内的第二空心搅拌轴(1-2)最右端的搅拌单元的搅拌叶片为将所搅拌物料推至搅拌筒(5)中央的第二返回叶片(3-2)，第二返回叶片(3-2)的轴向安装角与安装于第一空心搅拌轴(1-1)最左端搅拌单元的搅拌叶片的轴向安装角相对应。
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