高效率低能耗混凝土搅拌主机搅拌装置结构型式在方案设计过程中，首先考虑结构要轻巧，尽量减轻搅拌装置自重，而减轻重量最有效的方法是减少搅拌臂数量，故设计方案选取单轴四个搅拌臂结构型式，搅拌臂与搅拌臂之间采用螺旋臂座连接，搅拌叶片安装在螺旋臂座上，这样可大大减小搅拌装置的重量，提高罐体的有效容积，减小了物料流动时的阻力，使得物料的流动性大大增强，减少了死料区，降低了抱轴的几率。

根据流体力学分析结果，对比单螺带和双螺带综合速度流场及湍流强度，双螺带略优于单螺带，但双螺带用于消除搅拌低效区的小螺带，在混凝土实际生产过程中，易造成抱轴，影响设备的效能，故本设计采用单螺旋带式，并通过适当增加大螺带的搅拌面积来获得更高的搅拌性能。为使双卧轴混凝土搅拌主机获得理想的搅拌效果，应选择较为合理的螺旋升角入，如果入的值过小，则混凝土之间的相对剪切运动变弱，达不到预期的搅拌效果。反之，如果混凝土之间的相对剪切运动过大，则使驱动力加大，同时降低效率。通常所选入的值是指螺旋线中径位置上的螺旋升角，以入=34。最为理想(33．7。<入<39．6。)。

1 pro/e三维建模

      高效率低能耗搅拌装置三维初步建模，如下图：

该搅拌装置共有两根搅拌轴，每根搅拌轴上仅设有两组搅拌臂（正推+反推），在两搅拌臂之间设有若干片状的搅拌叶片；搅拌臂数量的锐减，不仅大幅减轻了搅拌装置的自重，也大大提高了罐腔的有效容积，同时降低了拌合过程中物料流动产生的阻力，使得物料的拌合更加剧烈，更快更好的实现物料的匀质性。每一搅拌轴上，两搅拌臂沿搅拌轴轴向的长度不同，且两搅拌轴上搅拌叶片交错设置，进一步提高了搅拌装置的搅拌效果。第一螺旋臂和第二螺旋臂螺旋状的设计以及螺旋臂横截面的扭转，对物料形成了多面剪切，使得混凝土的搅拌更匀质。

因每根搅拌轴上仅设有两组搅拌臂，故仅需在搅拌轴上搅拌臂的安装位进行铣削处理，大大减少了搅拌轴机加工的工作量。另外，搅拌轴上无需安装众多的瓦座，搅拌轴光滑的外表面，使得混凝土不易附着，大大降低了抱轴的几率。搅拌臂与搅拌轴、搅拌臂与螺旋臂之间均采用螺栓连接，便于安装和更换。

2 fluent固-液多相搅拌流场分析对比

高效率低能耗搅拌装置流场的速度云图和速度矢量图

XY平面的速度紊流图：

Xy_-0.4截面速度云图及速度矢量图

ZX平面轴下截面的速度速度紊流图：

Zx_-0.2截面速度云图及速度矢量图

      各截面流场的速度云图和速度矢量图很明确的反映了搅拌过程中物料流动的方向及流动速度大小，高效率低能耗搅拌装置与其他搅拌型式的物料流场进行对比，其物料流动的方向更多变，云图中高速区域面积更大，且分布更均衡，无死料区。这说明物料的运动轨迹更复杂，拌合运动更剧烈，搅拌效果会更好。

参考文献

[1] 蔡晓龙，双卧轴搅拌机返回叶片数的试验研究[J].工程机械，2010（41）.

[2] 李瑞权，节能型多侧臂多螺旋混凝土搅拌机[J].机电工程技术，2010（39）.

[3] Masuda Riichi, Watanabe Masayasu, Yoshida Motoaki, Yamamoto Akihiro,Sasaki Hiroyuki. Two-shaft Concrete Mixer[M]. JP11221818. 1999-8-17.

[4] U.S.A.Patent.Single discharge door for continuous or batching operation of twin-shaft twin-trough mixer[M].Patten Number:5,810,475.Sep.22,1998