干混砂浆混合机混合系统的参数优化设计及有限元分析

摘要

干混砂浆产业的快速发展，必然会推动干混砂浆混合机的迅猛发展。然而，我国的混合机在结构参数的设计以及工作性能上还不够完善，并不能达到在短时间内将干混砂浆混合均匀的目的。故本文将在现有干混砂浆混合机的基础上，设计了一台2立方的干混砂浆混合机，对其搅拌参数做理论分析，选择最佳的搅拌参数并进行匹配，利用ANSYS软件对该混合机重要零部件做有限元分析。　　 本文采用数值模拟、理论分析和实验研究相结合的方法对搅拌臂的排列、搅拌叶片的安装角、搅拌筒长宽比、搅拌机转速等主要参数的确定进行了系统、深入的研究。通过归纳，确定了双卧轴混合机的主要参数，总结出了评价混合机参数合理与否的准则和搅拌臂排列的基本原则。　　 在上述理论分析的基础上，进行了干混砂浆混合机主要零部件的设计，包括搅拌叶片的设计、搅拌筒的设计、搅拌臂的设计，并利用UG软件完成了上述零部件的参数化建模，绘制出了三维模型图，并进行了装配模拟。　　 最后，利用ANSYS软件对混合系统进行了有限元分析，结果表明：叶片的应力分布不均匀，并且最大应力与最小应力相差几个数量级，因此为了使叶片在实际使用中满足工况要求，同时为了避免材料的浪费，采用零阶优化方法对搅拌叶片的厚度尺寸进行了优化研究，对合理设计搅拌叶片提供了依据。　　 本文的研究工作是对现有混合技术的深入探讨，其研究成果对今后我国干混砂浆混合机的发展也具有重要意义。