2dinternationalcarbonconferenceinChina 第二届国际铝用炭素技术会议 连续混捏机的混捏机理研究及其对生产维修的指导 袁仁春 ． (中国铝业青海分公司，青海大通810108) 摘要：在电解铝行业的阴一阳极生产中，混捏5-序是极为重要的一环，直接影响着阴阳极制品的质量和电解铝成本，混捏设 备种类也比较繁多，但目前世界各大阴阳极工厂应用最广泛的还是连续混捏机。目前国内有关连续混捏机的论文、资料比较 实践经验，比较详细地介绍了连续混捏机的结构、技术参数，工作原理，并通过对动搅刀、静搅刀间相对复合运动的计算分析， 阐明了其混捏机理。同时，指出了其在生产实践中暴露出的不足之处，分析了其原因，并提出了相应的改进意见，希望能对同 行有所帮助。 关键词：连续混捏机；混捏机理；研究；指导 Oil MechanismofContinuousMixer StudyKneading andIts inMixerMaintenance Application YUANRen—chun Branch 810108) (QinghaiofChalco，Datong，Qinghai and isan incathodeandanode ofaluminiumreduc- Abstract：Mixingkneadingprocedureimportantstep production has on of andthecostofaluminium tion directeffect cathodeandanode industry，which quality isa of and themost usedonein scaleeath— greatvarietymixingkneadingequipmentavailable，butextensively large odeandanode intheworldisstillthecontinuousmixer．So anddocuments tothe producers far，articles regarding continuousmixerare lackinChina．But stillexist thenormal relatively manyquestions during of of on andmaintenance for onthe KSOOKE9．5D continuousmixer author台operation experiencesmanyyears type BUSS Swimeflanda detailedintroductionaboutthe manufactured by Company structure，technicalparameters， ofthecontinuousmixerwere inthis mechanismWasillustrated workingprinciple given paper．Itskneading through thecalculationand of movementbetweenthe screwandfixed teeth．Inthe analysiscomposite kneading kneading meantimethefurther forthemixerandits are improvements operationproposed． mechanism Keywords：anode；cathode；mixing；continuous mixer；kneading 1 前言 在当前电解铝行业的阴一阳极生产中，混捏工序是极为重要的一环，混捏设备工作性能的好坏直接影响 着阴阳极制品的质量和电解铝成本。混捏设备一般有以下三类：连续混捏机、混捏锅、盘式混合机。其中，连 续混捏机因产能高、生产连续不间断而得到了最广泛的应用。目前，连续混捏机主要有三种：瑞士BUSS公 司生产的“KE”型单轴旋转往复式连续混捏机；美国BP公司生产的“UK”型单轴旋转往复式连续混捏机； 美国LIST公司生产的双轴旋转式连续混捏机，但世界各大阳极工厂大多采用瑞士BUSS公司的“KE”型连 机。 目前，国内有关混捏机的论文、资料比较少，但生产实践中又存在不少疑问。笔者根据自己多年来对 K500KE9．5D型混捏机的生产、维修实践经验，提出了一些粗浅的看法，希望能对同行有所帮助，也算是抛砖 引玉。 ·315· inChina 2”intemationalcarbonconference 第二届国际铝用炭素技术会议 2混捏机结构及主要参数 2．1 结构(见图1所示) 辨瓣 ≯≯ 1．减速机2．机座3．前轴承4．前支架5．对开机壳 6．开合装置7．后支架8．出料口9．混捏轴10．后轴承11热煤联轴器 图1 混捏机结构示意图 2．2技术参数 混捏主轴行程：160毫米 直流电机功率：210千瓦 混捏筒体内径：500毫米 设计生产能力：18吨／d时 混捏主轴转速：20一48转／分 主减速比：1：14．75 3主要部件的结构及功能概述 3．1 减速箱 其结构如图2所示。 1．齿轮2．输出轴 3．驱动鼓轮 4．滑动轮 5．连杆 6．十字滑座 7．偏心轮 8．偏心轮轴 9．滑轨 10．锥齿轮 11．输入轴 12．齿轮轴 13．机座 14．锥齿轮 图2减速箱剖面图 工作原理：电动机产生的回转运动经一级皮带减速后传到齿轮轴1l、12上，再次减速。随后，运动分为 两路：一路由驱动鼓轮3传给滑动轮4，从而带动输出轴2做旋转运动；另一路由驱动鼓轮3传给锥齿轮14， 带动两个等齿数等模数的锥齿轮10，同步驱动两套偏心轮7一连杆5将旋转运动变为往复运动，并通过十字 滑座6，使输出轴2每旋转一周，同时沿轴线ndintemationalcarboneonferenceinChina 第二届国际铝用炭素技术会议 3．2混捏主轴 其结构如图3所示。它是一根细长的空心轴，内通导热油。轴上套装有动搅刀21把，返料螺旋1把，推 料螺旋4把。动搅刀结构如图4所示，其母体基材为普通铸钢，表面堆焊了一层高耐磨材料一一碳化钨。推 料螺旋是为了将进入加料151的物料迅速向前推进，返料螺旋则使物料反向运动，避免物料进入轴承。其结构 与推料螺旋相同，只是螺旋方向相反。 1．混捏主轴2．返料螺旋3．动搅刀4．5．6．7推料螺旋 图3混捏主轴结构简图 3．3对开机壳 它是一种剖分式夹层结构件，夹层为导热油通道，用来加热物料。机壳内表面焊有高硬度耐磨衬板，衬板 上设置有静搅刀，其结构如图5所示，共有三排沿螺旋线等距交错布置，其间距与动搅刀一致，均为200毫米。 图4动搅刀结构图 图5静搅刀结构图 4混捏机理 4．1相对运动分析 图6曲柄滑块机构示意图 由上可知，混捏主轴的运动是一种螺旋运动，是以下两种运动的复合，即： (1)驱动鼓轮匀速回转产生的等速圆周运动。 (2)偏心轮一连杆机构(实质是曲柄滑块机构)产生的变速直线dintemationalcarbonconferenceinChina 第二届国际铝用炭素技术会议 由于等速圆周运动比较简单，在此不再讨论分析。现重点讨论分析往复运动的运动特性参数。 建坐标如图6所示，得滑块中心点B的运动方程如下： 位移S=L+R一(OC+c8) =L+R-R…s小￡F再 由于(R／L)41，因而可以忽略不计，则得出点B的近似运动方程如下： cos2tot／4L+R2／4L 位移S=R—R×costot—R2 (1) 对位移方程求一阶导数，则得出速度方程： 速度V=ds=RtoSintot+R2‘oSin2wt／2L(2) 对速度方程求一阶导数，则得出加速度方程： xCOSCOt+R2 力Ⅱ速度a=dv=尺幻2 w2cos2∞“亿 (3) 由于偏心轮(实质上就是曲柄)等速回转，所以角速度∞=trn／30， 又已知偏心距(曲柄长度)为R=0．08米连杆长度L=0．57米， 表1 主轴的位移、速度、加速度与偏心轮转角的关系 tot 0。 300 600 900 120。 1500 1800 S 0 0．012 0．044 0．08560．1242O．1507 0．160 V 0 0．225 0．372 0．402 0．324 一O．004 0 a 2．302 1．890 0．868 —0．283 —1．151 —1．607 一1．736 tot 3600 3300 3000 2700 2400 2100 S O 0．012 0．044 0．08560．12420．1507 V O 一0．225 —0．372 —0．402 —0．324 0．004 a 2．302 1．890 0．868 —0．283 一1．151 —1．607 a V S 2．302 0．402 o．16 姜严／ t ＼＼二7一五 图7主轴位移、速度、加速度曲线转／分，把数据代人运动方程(1)(2)(3)，并简化得到 costot一0．0028cos2tot 位移S=0．0828—0．08 (米) (4) Sin2tot 速度V=0．402Sintot+0．028 (夥秒) (5) eost,ot+0．283 加速度a=2．019 eos2tot (彬秒2) (6) 由于0=tot，为了更直观的表示主轴的位移、速度、加速度与偏心轮转角的关系，因而可以选取几个有代 表性的角度代入公式(4)(5)(6)进行计算，结果如表1所示： ·3】8· 2耐intemationalcarbonconfeIenceinChina 第二届国际铝用炭素技术会议 根据表1就可绘制出主轴的位移曲线机理研究 以上已经分析计算了混捏主轴的复合运动规律，将匀速回转运动与变速往复运动叠加，就可以将定搅刀 与动搅刀之间的相对运动状况以展开图形式表示出来。作图方法：假设混捏主轴固定不动，机壳相对于混捏、 主轴做螺旋运动。静搅刀将在以混捏主轴为轴线的圆柱面上画出各自的运动轨迹。这些运动轨迹是封闭 的、周期性的。圆柱面展开后，就可得到一系列展开图，如图8所示： 1616．6 ．400I 1550 《 。! 灏 黼㈣ 《 錾 勰 ．、。jlljH[1 j 冠 - ’r蒯 -● ：I 爱 ● 皇 霞A 蕊 簿 弋 _ ● ◇ ：。弧璺Zj ／．z ll，』 ≮ { 《 黻 ㈣㈣。 —— W删＼D 。例＼纠到到到 吣 k“ ∞屹∞-柚∞ 图8动、静搅刀相对运动展开分析图 从运动图中不难看出： (1)动搅刀上的叶片是不能连续的，每个叶片必须处于静搅刀运动轨迹的空隙处。否则，动搅刀、静搅 刀必然相撞。如果严格按照比例1：2或1：3绘制运动展开图，则可以用来修正动、静搅刀的外形几何尺寸以 及螺旋角等。 (2)动搅刀四条棱边在整周运动中先后与四把静搅刀相应截形的棱边“擦肩而过”，对物料进行连续翻 动、挤压、剪切和轴向推移，使物料产生螺旋形的正向流动和少量反向流动。 (3)在动、静搅刀相对运动过程中，还将清理掉粘在动、静搅刀上的糊料，保证热交换的顺利进行，因而 动、静搅刀间的间隙应均匀，实测在5毫米左右。 至此，我们可以总结如下： (1)随着混捏轴的转动和往复运动，物料被不停地翻动，处于一种剧烈的悬浮搅动状态，实现物料的反 复再分布，达到充分分散混合，这就是“混”的机理。 (2)往复运动对物料产生挤压作用，旋转运动对物料产生剪切作用，不断产生新的物料表面与沥青接 触，这就是“捏”的机理——挤压揉搓，使沥青更好地渗透浸入干料的微孔中，从而增加成块后密度(假比 重)。 需要强调指出的是：这种混捏作用在前半段更为明显、有效，搅刀、衬板的磨损也更为严重。这是由于在 进料端设有四把推料螺旋，其对物料向前的推进速度要远大于动搅刀对物料的推进速度，因而物料与物料之 间、物料与搅刀之间、物料与衬板之间还存在着强烈地挤压和摩擦。 5 生产实践中暴露出的问题及原因分析 (1)从机理分析可看出，物料被“混”的同时还有“捏”的作用。“捏”就会对物料产生一定的破碎作用， 从而破坏物料的粒级分布。当然，这种破碎作用大小很难从理论计算得出，只能通过进出料的筛分实验得 出。这项工作笔者虽然没有做，但有一点可以肯定，对配料的纯度和精度肯定有影响，只是影响比较小。 (2)推料螺旋是多头的、连续的，同时螺旋角大，因而物料向前推进速度快。动搅刀是单头、断续的，且 ·319· in 2甜intemationalcarbonconferenceChina 第二届国际铝用炭素技术会议 螺旋角小，使得物料向前推进速度慢。这样设计，无疑会增强混捏效果，但也容易造成“堵料”现象发生，尤 其是在动、静搅刀磨损较严重和下料量波动大的情况下更是频繁发生。 (3)现有的设备安全保护装置存在严重缺陷。现有的保护装置主要有两道：①靠三角皮带打滑减轻冲 击。②负载增大，导致电机电流急剧增大，达到设定值后过流继电器起跳，切断电源。 这些保护看似很完善，实际上却没有考虑潜在的损坏因素，即：这两种保护都有严重滞后性，遇到突然堵 料或机内进入铁块等不可破碎物时，不能马上断开联接，从而造成主轴或变速箱损伤，甚至损坏。 6相应改进 现已使用的混捏机已定型，不可能进行大的改动，但可以从操作、维护上

　　远程集中消防监控系统在变电站管理中的推广应用_NoRestriction.pdf

　　（高清版）DB13∕T 5652.7-2023 节水型单位评价导则 第7部分：洗浴场所.docx

　　Kaiyun体育官方网站 开云网站入口

　　（高清版）DB13∕T 5663-2023 鸟巢蕨设施繁育技术规程.docx

　　（高清版）DB13∕T 5706-2023 黄秋葵病虫害综合防控技术规程.docx

　　（高清版）DB62∕T 996-2022 绿色食品 双孢蘑菇越冬生产技术规程.docx

　　（高清版）DB13∕T 5684-2023 金银花质量调控技术规程.docx

　　（高清版）DB13∕T 5699-2023 谷子品种生态适应性评价技术规程.docx

　　（高清版）DB13∕T 5341-2021 高水分裹包苜蓿青贮技术规程.docx

　　（高清版）DB13∕T 5672-2023 公路路基微型桩加固设计与施工技术规范.docx

　　（高清版）DB13∕T 5695-2023 GaN HEM∕T射频器件陷阱效应测试方法.docx

　　（高清版）DB62∕T 1161-2022 机修梯田技术规范.docx

　　东吴证券-AI算力跟踪深度：辨析ScaleOut与ScaleUp——AEC在光铜互联夹缝中挤出市场的What、Why、How-.pdf

　　Kaiyun体育官方网站 开云网站入口

　　2025华宸信托有限责任公司校园招聘、社会招聘笔试备考试题及答案解析.docx

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者