1. Sissejuhatus
Kahevõlli{0}}segisteid kasutatakse laialdaselt betooni-, kuivmördi-, keemia- ja keskkonnakaitsetööstuses, kuna nende eelisteks on tugev lõikejõud, surnud nurkade segunemine ja segamise kõrge efektiivsus. Segisti põhikomponendina osaleb tera otseselt materjali tõukamise, lõikamise, viskamise ja konvektsiooni protsessides. Selle struktuursed parameetrid (paksus, laius, nurk jne) määravad materjali voolavuse ja segamise kvaliteedi. Nende hulgas ei ole tera paksus seotud mitte ainult konstruktsiooni jäikuse ja kulumiskindlusega, vaid mõjutab otseselt ka materjali segamise trajektoori, nihketugevust ja energiatarbimist. Seetõttu on tera paksuse mõju uurimine segamisefektile segisti jõudluse optimeerimisel väga oluline.
2. Tera paksuse mõjutamise mehhanism segamise mõjule
2.1 Liiga õhuke tera (~12 mm)
Kui tera paksus on mõistlikust vahemikust väiksem, on üldine jäikus ebapiisav ja see võib materjalide (eriti kõvade täitematerjalide, näiteks kivide) mõjul ja hõõrdumisel elastselt deformeeruda või isegi plastiliselt painduda. Selle negatiivne mõju segunemisefektile kajastub peamiselt järgmistes aspektides:
Halb segamise ühtlus ja tugev segregatsioon: Deformeerunud tera ei suuda materjale tõhusalt tõsta ega visata, kuna see ei moodusta piisavat konvektiivset tsirkulatsiooni. Lõhe tera ja voodri vahel suureneb, mistõttu ei ole võimalik tekitada efektiivset lõikejõudu. Jälgikomponente, nagu tsement ja lisandid, ei saa täielikult hajutada, mis toob kaasa täitematerjalide ja pasta eraldumise, tsemendi aglomeratsiooni ja kohaliku proportsiooni tasakaalustamatuse. Segamise ühtlus (CV väärtus) on sageli suurem kui 15%, mis ei vasta tootmisnõuetele.
Pikenenud segamisaeg ja vähenenud efektiivsus: Ebaühtlase segamise probleemi kompenseerimiseks tuleb segamisaega pikendada rohkem kui 50%. Algne 30-sekundiline segamistsükkel pikeneb rohkem kui 1 minutini, häirides segamisjaama tootmisrütmi, põhjustades mahajäämust järgnevatel partii- ja mahalaadimislülidel ning vähendades üldist tootmise efektiivsust 30–50%.
Ebastabiilne materjali väljavool ja tõsised jäägid: õhukesel teral on nõrk spiraalne tõukejõud, mistõttu ei ole võimalik silindri seinal ja põhjas olevaid materjale täielikult tühjendusporti suruda. Pärast iga segamist jääb 5%–15% materjale järele, mis kivistub ja seguneb uute materjalidega, raskendades veelgi ebaühtlast segunemist ja moodustades "kõva lihvimiskihi", mis kiirendab tera ja voodri kulumist.
Tugev seadmete vibratsioon ja suurenenud energiatarbimine: Deformeerunud tera põhjustab ebastabiilse materjali kandmise, kõikuva segamiskoormuse ja suure löögikoormuse töö ajal. See põhjustab seadmete tugevat vibratsiooni, kiirendab segamisvõlli väsimuskulumist, suurendab laagrite kliirensit ja vananeb reduktori hammasratas. Seejuures toob kõikuv koormus kaasa 10–20% energiatarbimise tõusu.
2.2 Tera keskmine paksus (12–20 mm)
Kui laba paksus on mõistlikus vahemikus (12–20 mm väikeste ja keskmise suurusega{2}}segistite puhul, 20–24 mm suurte segistite puhul), on sellel piisav jäikus ja kulumiskindlus, materjali stabiilne segamine ja optimaalne segamisefekt. Selle eelised on järgmised:
Suurepärane segamise ühtlus ja segregatsiooni puudumine: tera ei deformeeru töötamise ajal, säilitades voodriga mõistliku vahe (3–5 mm). See võib materjale tõhusalt tõsta ja visata, moodustades tugeva konvektiivse tsirkulatsiooni ja nihketegevuse. Materjalid on täielikult segatud kõigis suundades (telg-, radiaal- ja ümbermõõt), segunemise ühtlus (CV väärtus) on 8–12%, täitematerjalide segregatsiooni või tsemendi aglomeratsiooni puudumine ja toote stabiilne kvaliteet.
Lühike segamisaeg ja kõrge efektiivsus: Mõõduka -jämedusega tera on tugeva materjali segamisvõimega, mis tagab ühtlase segamise ettenähtud aja jooksul (30–60 sekundit). Tootmisrütm on stabiilne ja efektiivsus on maksimeeritud, tagades samal ajal segamise kvaliteedi.
Stabiilne tühjendus ja madal jääk: tera on piisava tõukejõuga, kraapides tõhusalt materjale silindri seinal ja põhjas, tühjendusjäägiga alla 3%, vältides segamiskvaliteeti mõjutavat kõvenenud jäägi probleemi.
Seadmete stabiilne töö ja madal energiatarve: Koormus on töö ajal stabiilne, ühtlase pöördemomendiga, tugeva vibratsioonita ja ülekandekomponentide, nagu võll, laagrid ja reduktor, normaalne kasutusiga. Energiatarve jääb nimivahemikku ja kõrge kuluefektiivsusega{1}}.
2.3 Liiga paks tera (＞24 mm)
Tera paksuse liigne suurendamine (üle 24 mm) toob kaasa üleliigse kaalu ja liigse segamiskindluse, mis mõjutab negatiivselt segamisefekti ja seadme jõudlust:
Suurenenud segamiskindlus ja lokaalsed surnud nurgad: Liiga paksul teral on suur kokkupuutepind materjalidega, mis suurendab oluliselt segamiskindlust ja energiatarbimist (kasvanud rohkem kui 20%). Samal ajal on paks tera altid materjali kinnikiilumisele ja juurte kogunemisele, moodustades lokaalseid segunemissurnud nurki, mille tulemuseks on materjalide ebaühtlane segunemine mõnes piirkonnas.
Vähendatud materjali viskekõrgus ja nõrgenenud konvektsioon: Liiga raskel teral on aeglane pöörlemisreaktsioon, mis vähendab materjali tõstmise ja viskamise kõrgust, nõrgendab konvektiivse tsirkulatsiooni efekti ja pikendab teatud määral segamisaega.
Seadmete suurenenud koormus ja kiirenenud kulumine: Tera omakaal- ja segamistakistus on liiga suured, mille tulemuseks on segamisvõlli, laagrite ja reduktori pikaajaline-kõrge-koormus, mis kiirendab väsimuskulumist ja lühendab ülekandekomponentide kasutusiga. Lisaks süvendavad silindri siseseinale kogunenud kõvastunud materjalid silindri konstruktsiooni hõõrdumist.
Halb kulu{0}}tasuvus: Liiga paksul teral on ülikõrge kulumisliigsus ja tera korpus on vähe kulunud, kuid kaalu koondamine on liigne, suurendades tootmis- ja hoolduskulusid ning vähendades majanduslikku kasu.
3. Optimaalne tera paksuse vahemik ja tehniline valik
3.1 Optimaalne paksusvahemik
Koos teoreetilise analüüsi ja inseneripraktikaga on kahevõllilise{0}}segisti optimaalne laba paksus järgmine:
Väike segisti (＜2 m³): 12–16 mm (materjal: 65Mn teras, pinnakarastus).
Keskmine segisti (2–5 m³): 16–20 mm (materjal: 65Mn teras, pinnakatteks volframkarbiid, kõvadus HRC58–62).
Suur segisti (＞5 m³): 20–24 mm (materjal: ülitugev-mangaanteras, integreeritud valu + kulumiskindel kate).
3.2 Tehnilised valikupõhimõtted
Tegeliku inseneri valiku tegemisel tuleks põhjalikult kaaluda järgmisi tegureid:
Materjali omadused: Suure kõvaduse ja suure abrasiivsusega materjalide (nt suure kiviga betoon) puhul valige paksus, mis on lähedane ülempiirile; madala kõvaduse ja väikese abrasiivsusega materjalide (nt kuivmört) puhul valige alumisele piirile lähedane paksus.
Mikseri mudel: Sobitage paksus vastavalt mikseri mahule ja vältige "väike paksude labadega mikserit" või "suurt õhukeste labadega mikserit".
Tootmise efektiivsus: Segamise kvaliteedi tagamise eeldusel valige tõhususe ja energiatarbimise tasakaalustamiseks mõõdukas paksus.
Hoolduskulu: Valige piisava kulumiskindlusega paksus, et vähendada tera vahetamise sagedust ja hoolduskulusid.