关键词:
液压系统
水泥净浆搅拌装置
洒布系统
试验验证
摘要:
水泥净浆洒布车作为一款路面施工机械,它的工作原理是将水泥和水按比例加入到搅拌罐内进行搅拌,并通过洒布设备均匀地洒布到施工路面,但是罐式搅拌普遍存在搅拌效果不好、搅拌量过大和物料浪费等问题。为此本文设计一款可实现水泥和水按需混合的搅拌装置,有效解决水泥净浆搅拌不均匀和物料浪费的问题。在洒布方面:采用开式液压回路控制系统的设计,能够根据洒布车的车速变化实时调节增压泵的转速,从而提高纵向洒布均匀性,并且对水泥净浆喷嘴的结构进行优化,从而改善横向洒布的均匀性。主要研究如下:
(1)洒布车的液压系统设计成开式液压回路控制系统,对相关液压泵、驱动马达和各类液压阀的参数进行计算和选型。
(2)设计一款水泥净浆搅拌装置,并明确搅拌叶片级数、搅拌转速和阻料隔板是影响水泥净浆搅拌均匀性的主要因素。应用Fluent软件对影响水泥净浆均匀性的三种因素分别进行数值模拟,通过后处理软件CFD-Post对固相颗粒速度云图、体积分数云图进行分析,得到叶片级数为7级,搅拌转速为400r/min,安装阻料隔板时搅拌效果最优。
(3)分析了水泥净浆洒布均匀性的影响因素,给出洒布车行车速度与洒布量的对应关系,并绘制喷洒角度与喷嘴间距、喷洒角度与开槽角度、单喷嘴流量与喷洒压力的关系曲线图。通过Fluent软件对四种类型的喷嘴在不同喷洒压力下进行模拟仿真,结果表明:选用直线型单槽平头喷嘴,并且喷洒压力在0.4MPa时喷洒均匀性最好。
(4)对搅拌装置与洒布性能的仿真结果进行试验验证,结果表明:搅拌装置的叶片级数为7级、转速为400r/min、安装阻料隔板时,采样盒中水泥净含量偏差为5%左右,搅拌均匀性较好;洒布车的行车速度为40m/min~70m/min时,洒布效果较好,水泥净浆的洒布均匀度总体保持在93%以上水平,并且纵向洒布均匀度达到98%,相比横向洒布均匀度高5%左右。