多轴横式纯混合材料混合机的组配原理解析

　　试验材料与方法采用青贮玉米（含水率为78.3%）、玉米秸秆（含水率为30.3%）、苜蓿干草（含水率为9.1%）、玉米面（含水率为10.1%）以及食盐组成的混合日粮作为试验原料。采用美国VisionReseach公司V5.1型数字式高速摄像机（1200帧/s，4G）摄像，并进行分析。

　　理分析首先对叶板对物料的作用进行分析。如所示，设为叶板与转子轴间的夹角，Ff为物料与叶板表面间的摩擦力，F0为叶板在作旋转运动时对物料单元施加的作用力合力。则物料单元对叶板产生的反作用力F=F0，由于物料与物料、物料与叶板间摩擦力的存在，合力F0与叶板法线方向成一夹角。而反作用力F可进一步分解成两个分力：沿叶板工作表面宽度方向的下滑力F1和垂直于叶板工作表面的正压力F2。计算式为F1=FsinF2=Fcos设u为物料与叶板工作表面间的摩擦因数。则物料沿轴向的运动的条件为F1-Ff≥0即Fsin-Fucos≥0，≥arctanu从中可看出，叶板角度>，当叶板角度过小（<　　设叶板运动的线速度为v0，物料横向运动的线速度为vm，则各速度的计算式为v1=vcosv2=vsinvm=v0-v2=v0-vsin从上面的分析可知，影响物料在混合室内运动的主要因素是叶板角度及叶板运动的线速度v0（即转子的转速）。当叶板角度确定时，叶板运动的线速度v0增加，则叶板对物料的作用力增大，物料沿叶板工作表面宽度方向的总移动力加大，物料沿叶板工作表面宽度方向的移动速度也就增大，从而物料沿轴向的运动速度加快；否则，物料沿轴向的运动速度降低。而在叶板运动的线速度v0确定的情况下，当叶板角度过大（超过50°）时，尽管物料沿叶板工作表面宽度方向的移动速度v增大，但轴向速度v1仍会降低（cos下降更大），从而使物料沿轴向的运动速度减小，同时由于切向速度v2增加，使物料横向运动的线速度vm也减小，进而使物料沿轴向与横向的运动都减弱。

　　结论（1）叶板角度及转子转速是影响物料沿轴向及横向运动速度的主要因素，进而影响物料轴向及横向的混合强度，只要叶板角度及转子转速选择合适，就能实现物料在混合室内三维空间的立体混合，从而使双轴卧式全混合日粮混合机能够在剪切与揉搓的同时迅速将湿度、密度、粒度等特性相差悬殊的多种原料混合均匀。

　　（2）两个转子轴的差速旋转，有助于物料在混合室中部频繁地产生有效的正碰撞混合，这使物料在混合室三维空间中产生了更有效的立体混合。

　　（3）对试验结果优化得叶板角度及转子转速为：揉搓叶板角度为35°，揉搓转子的转速为45r/min；剪切叶板角度为30°，剪切转子的转速为60r/min.

(完)