混凝土搅拌机
混凝土搅拌机（英文名：混凝土 mixer）是将水泥、骨料、外加剂和水均匀搅拌制备混凝土的专用机械。其在拌合过程中充分利用机构的特点，使各组分的运动轨迹在相对集中区域内互相交错穿插、切割、重组，为混凝土拌合料实现宏观和微观匀质性创造最有利的条件，提高了混凝土产品的工程适应性。
混凝土搅拌机最早发明于荷兰、比利时等欧洲国家，已有七十多年的历史。早在蒸汽时代就出现了混凝土搅拌机，利用蒸汽作为动力。19世纪末德国公司发明制造了世界上第一台双卧轴混凝土搅拌机。
混凝土搅拌机主要由上料装置、搅拌机构、供水系统、卸料机构所组成。混凝土搅拌机有多种类型，按作业方式分有循环作业式和连续作业式两种，按搅拌方式分有自落式搅拌、强制式搅拌两种，按装置方式分有固定式和移动式。是建筑、市政、水利等部门广泛应用的主要机械之一，用于混凝土工程等各种工程项目。
发展简史
国际
19世纪末德国公司发明制造了世界上第一台双卧轴混凝土搅拌机，开创了建筑业预拌混凝土的先河，城市基础建设由现场人工挫制转变为机械化生产。
19世纪40年代，德、美、俄等国出现了以蒸汽机为动力源的自落式搅拌机，到1950年日本开始用搅拌机生产预挫混凝土，在此期间，以各种有叶片或无叶片的自落式搅拌机的应用为主。
进入20世纪，美国、英国、法国和意大利相继在建筑业混凝土也形成了商品化，比德国稍晚了20多年。日本在第二次世界大战后商品混凝土市场发展较快，先是引进西方混凝土设备，而后消化仿造。
20世纪40年代后期，德国德国BHS-桑索霍芬机械和矿业公司推出了强制式双卧轴搅拌机，但当时在使用过程中因轴端密封技术不成熟，其发展基本处于停滞状态。
20世纪70年代初，由于密封技术得到突破，该机型在意大利SICOMA公司等又重新发展起来，已形成系列产品。同时立轴涡桨式、立轴行星式等强制式搅拌机也先后面世。
2013年，意大利SICOMA公司已经拥有双卧轴涡桨式、行星式和连续式4大系列几十种型号的混凝土搅拌机，产品出料容量MAO标准系列为1~9、MPC行星式系列为0.2~3，均具有良好的可靠性、耐久性和经济性，其完善的监控系统独特的传动系统、有效的轴端密封润滑系统、多搅刀搅拌系统、多管多路喷水系统、液压卸料装置、测湿传感器和称重系统，被中国和国际上许多大中型混凝土搅拌(楼)站用作搅拌主机。
中国
1952年，首先由天津工程机械厂和上海建筑机械厂试制出国产第一台混凝土搅拌机，进料容量为400L和1000L。当时的400L即后来定型生产的JG250，当然在结构方面有很大改进，至今仍有生产。
1958年为了修建武汉长江大桥，郑州第二柴油机厂自行设计和制造了800L搅拌机，没有料斗和提升机构，仅有搅拌装置和供水系统。该搅拌机因容量大(出料容量800L)，可靠性较好，为修建武汉长江大桥立了汗马功劳。
1963年，中国混凝土机械生产厂家为21家，其中搅拌机年产量为274台，946吨。1964~1965年，天津搅拌机厂和华东建筑机械厂先后在测绘学国际样机的基础上研制出JW250型(原375L)和JW1000型(原1500L)立轴涡奖式搅拌机，开始了中国强制式搅拌机生产的新篇章。
1965年前后，长沙建筑机械研究所与天津搅拌机厂合作，在吸收法国和保加利亚两台进口样机的基础上，自行研制成功JZM350(原500L)锥形反转出料搅拌机。1975年混凝土机械行业组织联合设计，长沙建筑机械研究所、天津搅拌机厂等单位派员参加，对JZM350型搅拌机进行了修改设计为混凝土搅拌机的升级换代作了前期准备。到1978年为止，全国混凝土机械生产厂家增加到79家，其中搅拌机年产量为6339台，19489吨，已经初具规模。
1988年以后，混凝土机械技术进步的重点转向开发“商品混凝土成套设备”。1989年长沙建筑机械研究所与山东省建筑机械广研制成功JS1000双卧轴搅拌机。目前中国搅拌机年生产数量可以说是世界之最，据中国建设机械协会近年统计，1993年~1996年这4年中共计生产各种规格搅拌机26万台。其中1993年产量最高，估计约11.512万台；以后逐年有所下降，1996年约为7.1万台。
工作原理
各类搅拌机的工作原理是不同的。水泥、砂、石、水等刚投入搅拌机时，互相之间非常不均匀地堆集在简中，经过充分地搅拌，才能均匀混合。自落式搅拌机是通过简身的转动，将一部分物料提升至不同高度，然后物料靠自重自由下落而相互混合。由于物料下落的时间、落点和滚动距离不同，而使物料颗粒相互穿插、翻拌，以达到混合均匀的目的。强制式搅拌机是通过简身内叶片的转动面进行搅拌，当不同角度和位置的叶片通过料层时，拨动并强制物料产生环向、径向、竖向运动；叶片通过后的空间，又被翻越叶片的物料、两侧倒埚的物料和相邻叶片推过来的物料所填充。这种由叶片强制物料之间产生剪力位移，而达到混合均匀的目的。
组成结构
搅拌机要完成搅拌作业的全过程，由上料装置、搅拌机构、供水系统、卸料机构所组成。
上料装置
上料装置由料斗、上料架、料斗提升系统组成。
主要作用是将各种物料按照一定的比例和顺序送入搅拌机内，以进行均匀搅拌和混合。工作时，在钢丝绳的牵引下，上料斗通过前后两对滚轮分别沿上料架内外导轨爬行升起。当前滚轮运行到内导轨止点时，料斗便以前滚轮为支点向上倾翻，物料通过料斗嘴口逐渐进入拌简。当倾翻到料斗底面与水平线呈55°夹角时，料斗将受到限位装置的控制而停止运动。由于转轴倾角已大于物料安息角，物料便全部进入拌筒。上料斗下落时，由钢丝绳的松动使料斗反向运动恢复原位。
料斗：是装载搅拌物料的容器作为小型搅拌机的料斗，它需装载供搅拌机搅拌一罐次的砂石、水泥用料。料斗根据它的运行轨迹，一般分为翻斗，爬翻斗和爬斗三种型式。
上料架：上料架的导轨部分满足一定的刚性要求，导轨部分不能有明确变形。上料架的上部横梁上还需要装转向滑轮(爬斗式)或提升机商(翻斗和爬翻斗型式)，受力都比较大。
独立驱动料斗提升系统：是料斗提升有一台单独的动力一般用制动电机，经减速带动卷扬商，然后经滑轮钢丝绳牵引料斗。
液压料千提升系统：料斗提升采用液压油缸直接顶升翻斗，或用液压油缸活塞杆牵引滑轮组带动爬斗提升的方式，因定位准确，过载可自动保护，在一些小容量搅拌机上得到了广泛应用。
集中驱动料斗提升系统：指的是采用机械离合器方式，实现料斗的提升与下降以及料斗到达卸料位置离合器能自动脱开和料斗能可靠地停在卸料位置这样一套装置。
搅拌机构
搅拌机构：是搅拌机的核心部分，其功能主要是将加入到拌筒中的砂、石、水泥、水、添加剂、掺和料等材料拌合成匀质混凝土，并且要求这种混凝土有良好的施工性能(和易性)。
正反转搅拌机构是在搅拌主轴上设置的一种特殊装置，主要包括搅拌驱动件、传动件、正向转动轴、齿轮传动组件、反向转动套筒扳手、反向搅拌桨以及正向搅拌奖等，正反转搅拌机构可以给搅拌箱内腔中的沥青混凝土原料同时施加正向的剪切力和反向的剪切力，将搅拌箱内腔中的沥青混凝土中的结块挤压开，同时伴随正反转搅拌机构的不断搅拌将沥青混凝土原料搅拌均匀。
叶片排布：在强制式搅拌机中，搅拌叶片是在搅拌过程中可以做到相互交叉，由于其搅拌叶片的半径设计为相互交叉，并且搅拌叶片与转动轴存在一定的角度，各个搅拌叶片之间在空间上都存在一定的错位，使得叶片在上下左右前后都具有一定的空间位置。这样的设计好处在于能够使得搅拌过程更加的匀质。
供水系统
采用虹吸式水箱定量给水：是混凝土搅拌机最早的供水方式，鼓筒型搅拌机就是用这种结构。虽然这种结构比较复杂，制造成本较高，但它的可靠性不错，用户对它已经习惯，所以在老式搅拌机上还一直沿用。
涡轮流量计：涡轮的旋转发出相应的电脉冲数，通过电脉冲计数和数字符合电路实现定量供水。在计算机控制的混凝土搅拌站(楼)上应用较多。
卸料机构
卸料机构大体可分为气动、手动和机动三种形式。机动卸料即电动机通过蜗轮一蜗杆减速机及扇形齿轮减速后，利用电动机的正反转而完成卸料。
基本分类
按工作原理分类
连续作业式
其作业过程，无论装料、搅拌和卸料都是连续不断进行的，因而生产率高，但混凝土的配合比与拌合质量难以控制，一般建筑施工中很少采用，多用于混凝土需要量大的路桥工程。
周期作业式
其装料、搅拌和卸料等工序是周而复始地分批进行。构造简单，容易控制配合比与拌合质量，是建筑施工中常用的类型。
按搅拌方式分类
自落式
搅拌机的主要部分是一个水平搁置的圆简，圆简内装有径向叶片，工作时，搅拌机搅拌简旋转，简内壁固定的叶片将物料带到一定高度，然后物料靠自重落下，如此反复进行，使物料得到均匀拌合。
强制式
这种搅拌机的主要部分是一个圆盘，在盘内装有若干沿盘内圆弧线运动的叶片。工作时，搅拌机搅拌筒固定不动，简内物料由搅拌轴上的搅拌臂和搅拌叶片强制挤压、翻转和抛掷，使物料拌合。这种搅拌机生产率高，拌合质量好，但耗能大。
按卸料方式分类
倾翻式
搅拌机搅拌筒的轴线位置是可变的，卸料时须将搅拌简倾翻至一定角度，使拌合料从筒内卸出。根据搅拌简的形状不同又可分为单锥形和双锥形两种。
不倾翻式
搅拌筒的旋转轴线固定不变。搅拌筒为鼓形或双锥形，两端各有一个开口供装料和卸料用。根据出料方式不同，又可分为反转卸料式和斜槽卸料式两种。
按移动方式分类
固定式
搅拌机和基础固定的搅拌机，一般容量较大。
移动式
移动式搅拌机有牵引式和自行式两种。牵引式由汽车牵引移动，多用于中、小型工程。
按使用动力分类
电动式
采用电动机作动力，工作可靠，使用简便，费用较低，但需要有电源。电动式使用较普遍。
内燃式
采用内燃机作动力，使用维护比较复杂，成本高，适用于无电源处。
按搅拌鼓的形状分类
有梨形、鼓筒形、双锥形、圆盘立轴式和圆槽卧轴式五种。前三种是自落式搅拌，后两种为强制式搅拌。
按搅拌容量分类
有大型（出料容量1.0～3.0m3）、中型（出料容量0.3～0.5m3）和小型（出料容量0.10～0.25m3）。
搅拌机分类及代号表
性能参数
整机技术性能
主要部件性能
主要部件的制造和装配质量要求
主参数
应用领域
建筑工程
在建筑工程中，常用的混凝土搅拌设备主要有自落式搅拌机和强制式搅拌机这两种，它们在工程施工中有着不同的应用效果。混凝土搅拌站有着十分重要的意义，但是由于现场混凝土搅拌在建筑工程施工中的使用时间不长，因此施工人员一般都采用简易式的混凝土搅拌站，应用到建筑工程施工中。
水利工程
90年代前中小型水利水电工程的搅拌采用几台搅拌机配以附属设备组成的现场搅拌站，这种方式生产率低、硷质量不稳定、粉尘污染严重、不能生产高性能碎等，仅靠增加水泥用量和人工消耗来保证价的质量和浇筑强度，因而也加大了硷的成本，难以在中小型水利水电工程中推广应用。
铁路工程
中原地区正进行着大规模的基础设施建设，铁路客运专线等国家一系列重点工程相继启动，施工工艺标准也在逐步提高，混凝土的市场需求量呈现不断递增的趋势。为生产出高质量的混凝土，缩短搅拌时间，满足快速施工的需求，在高速铁路工程建设中，应十分重视混凝土搅拌站的工作效能问题。
发展趋势
主要发展方向
智能化控制技术通过对工程混凝土搅拌站工况进行分析，开发智能化控制系统，实现少人化甚至无人化的混凝土生产。打破现有双站控制系统互相独立、互不关联的壁垒，采用智慧互联、、自学习等手段，开发搅拌站一机双控系统，实现智能下单、一机多控、双机同步、双站协同等功能；一台电脑可司时控制两台搅拌主机的生产，当工控电脑出现故障时，可一键切换至备用电脑“无缝”生产极大地提高了生产系统的稳定性、可靠性和安全性。
健康管家系统，故障预测：监测传送机、泵、卸料门的生产工况，评估健康指数。提前预警故障维护智能提醒：分析各零部件的生产工况及异常报警次数，智能提醒维护时间。搅拌机组的健康评估：对精度、效率等进行分析，提供生产建议。
设备远程升级技术，技术是不断更新的，为了使先进的技术能够快速地更新和使用，软件必须具备远程升级技术系统远程升级技术的研发与应用，通过搭载ECC云服务平台，利用SBOX进行数据传输，实现工程混凝土搅拌站程序远程升级；升级过程操作简单、稳定可靠。
生产效率不断提高，搅拌技术不断创新，研制出了新一代双螺带卧轴搅拌主机。与传统搅拌主机相比，内外螺带叶片实现靠近搅拌轴的物料与靠近罐壁的物料径向逆流，从而增加物料之间的碰撞和揉搓，获得最佳的混凝土搅拌各向同性，提高搅拌质量；采用最新的搅拌主机除尘技术和罐内视频监控技术，可实时监控搅拌主机内混凝土的搅拌状态。后续可采用AI图像识别技术或其他落度检测仪器，确定搅拌均质最佳搅拌时间，以节省搅拌时间，提高工程混凝土搅拌站生产效率。还可以根据不同的混凝土配方要求或地域、外部温度、外加剂反应时间等因素，结合搅拌主机变频技术，实现快速搅拌，大大降低工程成本。
面临的挑战
供料计量问题，一般的中小型混凝土搅拌机都没配上料控制系统，上料靠人工，劳动强度大，配合比靠人工掌握，操作人员的素质参差不齐，造成计量误差超标，故所生产的混凝土质量受“人为”因素影响大，难以保持稳定。
造成生产率低，主要原因是搅拌机自身质量低、使用袋装水泥难以达到搅拌机额定的投料量、搅拌机的失修脱保，造成机器故障增多，功率下降、施工组织不严密。
供水误差大，通常使用的JZ、JS、JD型搅拌机，其供水系统均用时间继电器控制水泵间接控制供水量供水误差远远超过《混凝土搅拌机技术条件》(GB9142-88)中3%的要求，最大者达到20%。造成供水误差过大的原因主要有两个：一是供水系统本身的原因，如接触器的动作误差吸水管漏气、吸水底阀漏水及活动不灵、排水管阻力变化等；二是外部原因，如电源电压波动、自发电的电源频率变化都会导致水泵电机转速的变化，使得供水量不稳。另外，蓄水池水面的高低变化使水泵吸水高度发生变化，也会造成供水量不稳。
电气元件的损坏，JZ系列反转出料的搅拌机最常见的毛病是搅拌筒转动控制接触器经常烧坏，其原因是：操作不当。如挫合物出料时搅拌筒未停转就使电机反转，造成冲击电流过大；搅拌筒电机带负载启动，启动时间过长而烧坏接触器等；机械脱保严重，各运动副摩阻力过大电机工作不正常，导致工作电流过大而烧坏接触器。
相关标准
参考资料
术语在线.术语在线.2023-12-09
在线预览|GB/T 9142-2021.国家标准全文公开系统.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09
中国标准服务网.中国标准服务网.2023-12-09