混凝土攪拌機(jī)抱軸問題及解決辦法

宋兆文

（中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司）

圖1為攪拌機(jī)主軸抱軸問題，可見抱軸區(qū)域的結(jié)塊有持續(xù)增加的變化特點，該部分會受到相鄰攪拌軸葉片的剮蹭，隨運行時間的延長而逐步缺失，由此顯現(xiàn)出不規(guī)則的偏心結(jié)塊。圖2為攪拌葉片被抱住的情況，此時產(chǎn)生的結(jié)塊規(guī)模較小，所處位置遠(yuǎn)離攪拌軸中心，在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，攪拌軸轉(zhuǎn)動時有較強的離心力，進(jìn)而干擾攪拌機(jī)運轉(zhuǎn)，使其穩(wěn)定性受到影響。

圖1 主軸抱軸現(xiàn)象圖

圖2 攪拌葉片抱軸現(xiàn)象圖

1 混凝土攪拌機(jī)抱軸的不良影響

1.1 降低混凝土的品質(zhì)

混凝土生產(chǎn)期間按順序投入原材料，在攪拌葉片和刮板的聯(lián)合作用下實現(xiàn)對材料的充分?jǐn)嚢?，形成的混合料在罐體內(nèi)呈不規(guī)則運動，由于抱軸結(jié)塊的形成制約了攪拌作用，部分物料因攪拌不充分而在某處聚集，從而影響混凝土的均勻性[1]。針對此問題，可通過延長攪拌時間的方式解決，攪拌時間通常達(dá)到30～60s，但在實際生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)效率，部分情況下攪拌時間短于30s，混凝土不均勻的問題凸顯。

1.2 干擾攪拌機(jī)的正常運行

⑴增加設(shè)備運行能耗。攪拌機(jī)出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象后結(jié)塊的阻礙作用加強，加大了攪拌機(jī)運行的阻力，設(shè)備負(fù)載提高，隨之出現(xiàn)能耗量較大的問題。

⑵加快軸端密封件的磨損。攪拌機(jī)抱軸時產(chǎn)生的結(jié)塊擾亂了攪拌軸運轉(zhuǎn)時的徑向平衡，攪拌軸運行期間在徑向承受較大的外力，該部分力將直接作用于軸端密封組件處，受此影響，密封組件有磨損的情況[2]。

2 混凝土攪拌機(jī)抱軸的主要原因

膠凝粉料在攪拌主軸上，遇水后增強砂、石等骨料的粘結(jié)性，使其聚集在主軸處，主軸根部的線速度較低（相比于攪拌臂），產(chǎn)生攪拌的“低效區(qū)”，該范圍內(nèi)的物料雖然發(fā)生運動但運動效率和范圍均有限，因此產(chǎn)生結(jié)塊且隨著攪拌作業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)而逐步擴(kuò)大，最終出現(xiàn)攪拌機(jī)抱軸的情況。攪拌機(jī)抱軸的原因錯綜復(fù)雜，應(yīng)對關(guān)鍵原因形成準(zhǔn)確認(rèn)識，進(jìn)而采取解決辦法。

2.1 粉料投料方位

攪拌機(jī)上蓋設(shè)置有粉料接口，該部分的高度、寬度、傾斜度等均是關(guān)鍵的控制對象，若某項或多項參數(shù)不合理則會導(dǎo)致粉料接口投料方向產(chǎn)生偏差，投入的粉料難以沿著既定的“路徑”向攪拌機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)移，有部分粉料聚集在主軸上，易引發(fā)抱軸問題。

2.2 物料投入順序

石子是混凝土生產(chǎn)中不可或缺的物料，其具有阻止抱軸形成的作用，若按照先石子、后粉料的順序?qū)⑾嚓P(guān)物料投入攪拌機(jī)內(nèi)，石子在攪拌期間將持續(xù)性且較為強烈地碰撞攪拌軸，較好地避免了凝膠材料附著在攪拌軸的情況，但摻料順序不合理時則會加大抱軸的發(fā)生概率。

2.3 攪拌機(jī)容積利用率

若生產(chǎn)中采用的是容積率較小的攪拌機(jī)，其主軸易局部甚至完全暴露在混凝土上方，主軸上的粘結(jié)物難以在攪拌期間被刮除干凈，逐步在該處凝結(jié)成塊，隨時間的推移而擴(kuò)大，從而抱軸。此外，若攪拌機(jī)容積利用率偏大也容易出現(xiàn)抱軸，其原因在于主軸和攪拌臂將完全在混凝土中，影響混凝土的流動性，混凝土結(jié)塊而導(dǎo)致抱軸。

2.4 管理

混凝土生產(chǎn)作業(yè)以攪拌機(jī)為主體設(shè)備，期間也需得到人員的參與，但易由于人為因素而導(dǎo)致抱軸問題的出現(xiàn)?；炷两Y(jié)塊所導(dǎo)致的抱軸是一個持續(xù)性的過程，若能夠在發(fā)現(xiàn)結(jié)塊后及時清理，則可規(guī)避抱軸，但初期清理不及時或是不徹底時均容易引發(fā)抱軸問題。此外，生產(chǎn)暫停時間過長且未及時對攪拌機(jī)做全面的清理，混凝土在攪拌機(jī)內(nèi)部凝結(jié)，也是導(dǎo)致攪拌機(jī)抱軸的人為因素。

3 混凝土攪拌機(jī)抱軸的解決辦法

3.1 設(shè)計改進(jìn)

⑴在設(shè)計投料裝置時，使水泥和粉煤灰進(jìn)料口位置位于兩個攪拌軸之間，并使下料角度沿攪拌機(jī)的軸向方向。同時，在進(jìn)料口下方接一個上部呈圓形下部呈橢圓的橡膠筒，并使攪拌臂剛好能夠碰到橡膠筒。這樣就能保證粉料很好地投入到兩個攪拌軸之間的位置，同時橡膠筒的振動還能使筒內(nèi)的水泥更好地流出防止筒內(nèi)積料。

⑵在攪拌主機(jī)的制造過程中，應(yīng)保證噴水裝置的安裝焊接位置，以實現(xiàn)沖水點的正確位置和沖洗方向。在攪拌裝置供水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要確保沖洗部分壓力的可靠性?？梢栽黾記_洗專用加壓泵或者采用高位水箱。

⑶在攪拌主機(jī)的設(shè)計過程中，應(yīng)保證合理的容積利用率，使定量混凝土攪拌過程中，攪拌主軸被攪動的混凝土淹沒，軸表面不斷地受到?jīng)_擊和磨擦，使混凝土無法粘結(jié)凝固在軸表面，將有效解決“抱軸”現(xiàn)象的發(fā)生。

⑷優(yōu)化攪拌機(jī)攪拌臂布置形式的設(shè)計，盡可能加快物料軸向大循環(huán)運動的頻次，同時增加物料合理逆流，從而增加物料與攪拌葉片直接接觸并發(fā)生強制作用的機(jī)會，來消除攪拌低效區(qū)，提高攪拌質(zhì)量，減少“抱軸”現(xiàn)象。骨料進(jìn)料口位置的確定上也要保證進(jìn)料口位置相對于攪拌臂的排列形式有合理的逆流相位差，即大于單軸攪拌臂的相位角，從而保證投入的骨料可以充分地從拌筒投料端運動到另外一端。設(shè)備操作人員在攪拌卸料完畢后，應(yīng)及時清理、沖洗罐內(nèi)，保證除去粘附的混凝土。設(shè)備操作人員應(yīng)定期檢查計量系統(tǒng)中計量斗的連接和關(guān)閉密封性情況，注意是否泄漏，如有則及時消除。

⑸在攪拌臂的每個中間位置安裝一至二個干擾環(huán)，干擾環(huán)的內(nèi)徑大于軸徑30～60mm，在攪拌軸轉(zhuǎn)動過程中，靠干擾環(huán)緩慢轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的偏心運動，破壞“抱軸”的混凝土層。

⑹在攪拌軸上，連接用橡膠薄板制作的長套筒式抱箍。由于橡膠與水泥、粉煤灰的親和力小，即使粘附上混凝土，稍加敲擊便可振落，便于對攪拌軸的沖洗和清理。

3.2 加強對攪拌機(jī)的清理

受原材料供應(yīng)不足、現(xiàn)場施工中斷、設(shè)備故障等因素的影響，設(shè)備被迫停機(jī)，若實際停機(jī)時間達(dá)到2h以上，應(yīng)及時用清水沖洗攪拌機(jī)內(nèi)部殘留的混凝土，避免其在內(nèi)部凝結(jié)。此外，攪拌機(jī)腔內(nèi)殘留物料具有較大的強度，此時向其中添加適量石子和清水予以攪拌處理，通過沖擊作用清理該部分殘留物料。若攪拌機(jī)腔內(nèi)存在小規(guī)模的結(jié)塊，可安排人員做全面的清理，以免其繼續(xù)變大。

3.3 采取高壓清洗措施

工程施工現(xiàn)場對混凝土的供應(yīng)量以及供應(yīng)品質(zhì)均提出較高的要求，攪拌機(jī)混凝土生產(chǎn)壓力較大，需在保證混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的前提下縮短作業(yè)時間。為提高攪拌機(jī)投料速度，在水投料進(jìn)水端適配加壓泵，通過該裝置的應(yīng)用縮短投水時間，且利用該設(shè)備加大出水壓力。宜配置螺旋噴嘴，將水和物料在短時間內(nèi)充分混合，但也存在局限之處，即打散的水霧缺乏沖擊力，在沖洗攪拌軸聚積物方面的應(yīng)用優(yōu)勢受到抑制，同時水霧、粉塵混合后容易粘附在攪拌機(jī)頂蓋等部位，其清理難度較大。顯然，僅憑加壓泵所帶來的應(yīng)用效果有限，對此應(yīng)用攪拌機(jī)內(nèi)部的高壓清洗設(shè)備，其特點在于旋噴噴頭的靈活性強，可以提供較大的噴水壓力，對攪拌機(jī)內(nèi)部腔體做全面的沖洗，及時消除附著物，規(guī)避抱軸問題。

4 結(jié)束語

抱軸是混凝土攪拌機(jī)生產(chǎn)期間較為普遍的問題，容易影響混凝土的正常生產(chǎn)，導(dǎo)致混凝土生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品品質(zhì)低。攪拌機(jī)抱軸的成因錯綜復(fù)雜，只有在準(zhǔn)確梳理具體的成因后方可采取針對性的解決辦法。