用于泡沫混凝土制备的静态混合器模拟研究

泡沫混凝土作为新兴的轻质绿色建材近10年来发展迅速,具有广阔的应用前景。在泡沫混凝土的制备工艺中,浆体搅拌与泡沫混合环节是决定泡沫混凝土性能的关键因素。但“重发泡,轻混泡”的问题长久存在,混泡工艺的理论研究和设备发展都有所欠缺。因此,设计一种符合泡沫混凝土物料性能,能够实现连续化高效生产的专用混合器非常必要。本工作综合考虑混合器的特性,选用静态混合器作为泡沫混凝土的混合装置,采用数值模拟的方法对泡沫浆体混合过程进行仿真计算,建立不同结构参数下的静态混合器三维实体模型,分别通过仿真模拟研究元件个数、管道内径、元件夹角和加料口位置等不同参数对水泥浆体和泡沫混合情况的影响。结果表明,当元件的切割作用与流体分布垂直时,更有利于混合;混合器的管内径越小,混合速度越快,密度分布越均匀,但同时设备耗能更高;元件数量与最终产品的混合效果呈正相关;加料管口与混合元件的距离越小,越有利于均匀混合。综上所述,在θ=90°、D=60 mm、n=10、L=20 mm的条件下,最终可以制备出混合均匀、密度为1400 kg/m^(3)的泡沫混凝土。本研究可为新型泡沫混凝土混合装置的研发提供参考和支持。

基于ANSYS的自动上下料搅拌车车架仿真优化

混凝土搅拌车在工程建设中用途广泛,随着双碳经济的发展,搅拌车的轻量化逐渐成为企业中关注的问题。为了提高混凝土搅拌运输车的燃油经济性和整体稳定性,本文研究了3方自动上下料搅拌车车架在满载工作时上坡、下坡,静止状态下的铲斗举起和平放这4种工况的受力变化,并利用ANSYS软件对此4种典型工况进行了静力学分析,通过分析结果对比出最危险的工况后采用响应面分析并优化。研究结果表明,优化后的车架在重量减轻的同时也满足了材料的性能指标,最终达到了轻量化和节能降耗的目的。

GB/T 9142-2021《建筑施工机械与设备混凝土搅拌机》标准解读

国家标准GB/T9142—2021《建筑施工机械与设备混凝土搅拌机》于2021年10月11日发布,2022年5月1日起实施。介绍了该标准的编制背景和意义,对标准的主要修订条款进行了解释和说明,以利于读者理解和标准实施。

基于动力学的混凝土搅拌运输车振动分析与优化

以混凝土搅拌运输车为研究对象,建立了混凝土的动力学模型,通过确立运动学仿真参数,并进行动力学仿真。针对结果优化结构并仿真,优化后的整车振动加速度降低了64%。该研究结论可作为作业与行驶并存车辆的设计参考。

基于Fluent的加气混凝土搅拌机数值模拟分析

以加气混凝土搅拌机为原型,利用流体仿真软件Fluent,采用欧拉多相流模型、Realizable k-ε湍流模型和滑移网格法相结合的方法,对搅拌机内3种不同类型的搅拌器分别进行瞬态计算,模拟研究搅拌机内3种不同类型搅拌器的流体流动特性和物料浓度变化,分析转速对搅拌效果的影响。通过仿真结果比对可知,四斜叶开启涡轮-螺杆式搅拌器的搅拌效果最优,可为加气混凝土搅拌机的设计提供参考。

卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置设计

为避免混凝土搅拌机作业期间搅拌筒内的混凝土泄漏至筒外,并探究混凝土搅拌机轴端密封装置的优化设计方案。应用文献法与案例分析的方式,简单分析卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置的设计需求,并提出一种混凝土搅拌机轴端密封装置的优化设计方案。结果表明,依托材料的更新、补偿机构及密封结构的优化设计,实现对卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置的优化。说明通过设计并使用优化设计后的卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置,提升密封保护效果,实现对轴端密封装置有效使用年限的延长。

动力多元化趋势下的重型混凝土搅拌车TCO分析

本文旨在探讨不同动力系统重型混凝土搅拌车成本回收期内的TCO差异,识别出最具经济性的动力系统,为混凝土搅拌车制造商、运营商等制定企业战略提供参考。本文重点阐述了成本回收期内因使用阶段能耗成本带来的TCO变化,详细对比实际能耗与WHTC能耗的差值,计算修正系数,推算未来能耗降幅,从而得出柴油发动机动力、天然气发动机动力和纯电动力混凝土搅拌车在2023年至2030年TCO方面的表现情况。柴油发动机动力虽然在购置成本上相对较低,但其高燃料消耗使得长期成本上升。天然气发动机动力购置成本适中,且燃料成本较低,同时排放也更为环保,使得长期成本更优。纯电动力则具有零排放和低能耗成本的优势,但购置成本较高,导致其TCO上升。最后,通过对比TCO模型计算结果,本文提出了未来重型混凝土搅拌车动力系统的选择建议,本研究结果对于重型混凝土搅拌车制造商、运营商具有重要的参考价值。

基于ADAMS的混凝土振动搅拌机振动特性分析

为研究混凝土振动搅拌机的振动特性,通过三维建模建立单端偏心激振搅拌装置的实体模型,通过机械系统动力学自动分析(ADAMS)仿真,分析了在不同振动参数下振动系统、搅拌系统等结构上的振动分布规律。结果表明:搅拌轴振动特性符合圆锥振动分布规律,呈现“两边大,中间小”的振动规律,振动参数对两轴上振动强度影响较大。研究可为振动搅拌系统振动参数的合理取值提供一定参考。

基于周期滑动平均卡尔曼滤波的船载式称重传感器误差抑制算法

随着基础设施建设工程走向海洋,船载式混凝土搅拌站得到了大量的应用,但其在波浪激励下会产生升沉、横摇、纵摇、横荡、纵荡的复合运动,从而会导致计量系统产生偏差。基于此给出一种基于周期滑动平均卡尔曼滤波的船载式称重传感器误差抑制算法。首先,通过传统卡尔曼滤波对原始数据进行处理,消除其中的随机误差;然后,通过短时傅里叶变换对数据进行频谱分析,获取周期性误差的频率特征;最后通过滑动窗口均值滤波来消除系统中的周期性误差。通过6自由度实验平台模拟存在波浪激励时船舶的运动情况并通过三点秤进行计量称重,分别记录不同算法处理后的称重数据。实验结果表明,原始称重数据最大误差为9.6%;卡尔曼滤波处理的称重数据最大误差为2.1%;本文给出算法处理的称重数据最大误差为0.3%,该算法能够有效消除由于周期性波浪激励所造成的周期性误差和传感器本身所产生的随机误差,提高船载式混凝土搅拌站的计量精度。

基于搅拌筒恒速运转液压电控系统应用与研究

为实现搅拌车行驶过程中搅拌筒的低恒速运转,提出了一种新型液压电控系统方案。该方案将液压电控系统与发动机电子控制单元进行串联(ECU),通过液压马达转速传感器将转速信号反馈给发动机ECU,发动机ECU对信号读取判断并对液压泵排量进行调整,从而实现搅拌筒的恒低速运转,达到节能减排的目的。该项技术在8方搅拌车上应用并进行装载试验。实验证明:新型电控液压控制技术可以实现搅拌筒的低恒速运转,转速低至1 r/min,相同时间内混凝土塌落度变化减少16%,综合油耗下降8.1%。该新型电控液压系统在搅拌车上的成功应用在国内尚属首次,对推动行业进步具有重大创新意义。

新标准实施后混凝土搅拌机搅拌性能试验方法分析与研究

文章主要对混凝土搅拌机标准GB/T 9142-2000与GB/T 9142-2021进行分析,重点研究在新标准下混凝土搅拌机搅拌性能的试验过程,分析新标准实施后搅拌机搅拌性能的试验优势和劣势,为混凝土搅拌机均匀性试验提供借鉴。

一种纯电动混凝土搅拌运输车及设计方法

为减少城市用工程车辆尾气排放对环境的影响,满足车辆电动化趋势的需要,文章介绍了一种纯电动混凝土搅拌运输车及设计方法。首先,介绍了柴油燃料混凝土搅拌运输车现状;其次,针对纯电动实现路线进行分析,确定满足需求的技术路线;最后,拟定了开发车型的技术方案、配置及参数,并从方案总布置、动力电池能量核算、电机、变速器、车架、悬架及车桥匹配计算等校核方面,重点论述了纯电动混凝土搅拌运输车的设计方法及要点。文章具有一定的理论意义和工程应用价值。

振动搅拌理论及其装置的试验研究

介绍了三种振动搅拌方案及其试验结果；试验结果证明了按提出的搅拌理论设计的振动搅拌装置具有良好的经济技术指标。

1m^3双卧轴混凝土振动搅拌机的试验研究

振动搅拌是一种值得探索的新的搅拌技术,但目前该技术还未能得到工业应用。为解决这一难题,本文设计了1 m3双卧轴混凝土振动搅拌机,采用振动与强制搅拌相结合的方案,振动结构与搅拌结构设计为同一装置,发挥了强制搅拌与振动活化混凝土的优势。试验结果表明:较合理的振动参数是振动频率142.1 s-1,振幅1.5 mm;对试验的C20混凝土,振动搅拌较佳的净搅拌时间为40 s,普通强制搅拌较佳的净搅拌时间为50 s。在此条件下,振动搅拌与普通强制搅拌相比,其7 d硬化混凝土试块的平均抗压强度值提高了约38.8%,28 d硬化混凝土试块的平均抗压强度值提高了约21.5%;同时,振动搅拌能够在保证所需混凝土抗压强度的条件下节约水泥用量10%以上,此时硬化后的混凝土7 d抗压强度为17.60 MPa,28 d抗压强度为33.23 MPa,满足混凝土强度的设计要求。

混凝土搅拌车前后支架拓扑及尺寸优化设计

前支架和后支架是混凝土搅拌车的两大关键承力部件,通过多工况下的前后支架有限元分析发现,基于传统概念设计出的前后支架存在整体刚度过大和结构偏重的缺点,这些缺点不仅严重降低了搅拌车的有效载荷,而且无形中增加了搅拌车的制造成本。以前后支架减重为目标,基于多种工况,首先对前支架进行拓扑优化分析,对后支架进行尺寸优化分析,其次从不增加制造难度的角度,设计出了新的前后支架,其中前支架减重26.3%,后支架减重18.5%,新支架满足各种工况下的强度要求。

混凝土搅拌机启动过程中的动力学特性

目的为优化建筑构件自动化生产线,建立混凝土四杆搅拌机构建立力学模型,以获得搅拌过程中力学参数变化规律.方法运用机械原理的等效方法,进行运动学和动力学分析,通过能量等价获得电机选择,建立混凝土四杆搅拌机构的动力学模型,确定等效转动惯量和等效驱动力矩;在考虑电机启动特性条件下,建立启动瞬态过程的数值求解方法,分析计算启动过程搅拌参数随时间的变化规律.结果搅拌过程中,搅拌动力学参数都呈现周期性变化;1个周期中,功率消耗有2个极小值和2个极大值;负载启动时,搅拌机5个周期后趋于稳态.结论启动瞬态过程的数值求解方法,计算出启动过程搅拌参数随时间的变化规律,完成混凝土四杆搅拌机构力学模型分析,研究结果对建筑构件自动化生产线的推广应用具有重要意义.

基于气动马达驱动的一种混凝土搅拌机系统设计

针对在矿山等对防爆要求较高的工作环境下如何安全有效地对混凝土进行搅拌的问题,设计了一种用气动马达作为动力源的新型混凝土搅拌机。主要完成了对混凝土搅拌机本体机构、传动机构和气动控制系统的设计。实践证明,该设计在矿山应用中获得了良好的使用效果。

小型振动搅拌机的混沌特性

目的建立混凝土搅拌机系统力学模型与运动微分方程,分析系统运动状态.方法利用数值模拟的方法,在一定的参数下,以转速为分叉参数,结合波形图、轴心轨迹图和poincaré截面图,来分析搅拌机系统的混沌特性.结果当搅拌轴转速在工作转速范围内时,系统的宏观运动状态是周期1运动,而微观运动状态是无序的混沌运动,即系统的运动状态是周期运动中包含有比较强烈的混沌运动;当搅拌轴转速在工作转速范围之外时,系统的运动状态只是周期运动.结论在一定的参数数值下,混凝土搅拌机具有混沌运动特性,这种运动状态能较好地破坏水泥凝聚团,增加有效的碰撞次数,能有效地改善混凝土的微观匀质性.提高微观搅拌效果.

沥青混凝土搅拌站模糊预测控制

为克服沥青混凝土搅拌站的长延迟特性造成的控制误差,采用数字信号处理技术对长延迟特性信号进行预测的方法,设计了所需的预测滤波器,完成了沥青混凝土搅拌站工作过程中温度变化趋势的预测,并将模糊控制与预测控制有机地结合起来,实现沥青混凝土搅拌站工作过程的集中、智能控制。试验结果表明,模糊预测控制有效地提高了系统控制精度及设备的可靠性和稳定性。

双卧轴式混凝土振动搅拌机的研究

为进一步提升双卧轴搅拌机的搅拌性能,提出了一种新型振动搅拌机,并设计了相应的试验样机。通过理论分析和试验研究,确定了搅拌装置参数的合理取值范围和相互匹配关系,测定了样机工作性能并与普通强制搅拌进行了对比试验。结果表明:样机的搅拌原理和实施方案是可行的,它有效地改善了混凝土的搅拌质量和效率。