Гравитационный бетоносмеситель

Бетоносмеситель – машина для приготовления однородной бетонной смеси механическим смешением ее составляющих (цемент, песок, щебень или гравий, вода). По характеру работы различают бетоносмесители цикличные и непрерывного действия. При приготовлении смеси в цикличном бетоносмесителе материалы загружаются порциями, причем каждая очередная порция поступает после того, как готовая смесь выгружена

из корпуса бетоносмесителя.

В бетоносмесителе непрерывного действия загрузка материалов, их смешение и выгрузка готовой смеси происходят непрерывно, вследствие чего, их производительность превышает производительность смесителей циклического действия.

Основным параметром смесителей непрерывного действия является производительность. Перемешивание компонентов в гравитационных смесителях происходит в барабанах и внутренних стенках, к которым прикреплены лопасти. При вращении барабана смесь поднимается на некоторую высоту лопастями, а также силами трения, а затем сбрасывается вниз. Для обеспечения однородности смеси необходимо произвести 30-40 циклов подъема и сброса смеси в барабан.

Для обеспечения свободного перемешивания смеси в барабане, его объем в 2,5-3 раза должен превышать объем смеси. Скорость вращения барабана должна быть невысокая, так как в противном случае центробежные силы инерции будут препятствовать свободному перемещению смеси. Бетоносмесители изготавливают с наклоняющимися и стационарными барабанами. Эти барабаны выполняют грушевидной, конусной и циклической формы.

На заводах большой производительности (свыше 100 м/ч) применяют смесители непрерывного действия. Компоненты перемешиваются в циклическом барабане 1, Внутри которого по винтовой линии устанавливаются лопасти 3 при вращении барабана компоненты смеси, поступающие непрерывным потоком по загрузочной воронке 9, перемешиваются лопастями в окружном и осевом направлении. В результате чего они перемешиваются и непрерывно продвигаются к разгрузочному торцу барабана.

Бода подается в барабан по трубе 6, через распылитель 4. Барабан вращается двигателем 10. Через муфту 11, редуктор 12, зубчатое колесо 13, зубчатый венец 5, прикрепленный к барабану. Барабан свободно опирается бандажами 2 на ролики 7, установленные на раме 14. Осевым перемещениям барабана препятствуют опорные ролики.

Определение конструктивно-кинематических параметров.

Объем смеси, одновременно находящейся в барабане, м3

Vз = (Псм * t) / 3600

Vз = (100 * 120) / 3600 = 3,3

Где П – производительность смесителя (заданная), м3/ч; t – время перемешивания смеси, t = 120 сек. (Vз – более 500 л.).

Рабочий объем смеси в барабане, м3

VP = VЗ / KB

VP =3,3 / 0,67 = 4,925

Где KB – коэффициент выхода смеси (KB = 0,67)

Основные размеры барабана

Внутренний диаметр (м):

D0 = (0,78…0,83)*VP0,33

D0 = 0,83*4,9250,33 = 1,4

Толщина стенки барабана (м):

δ = (0,015…0,020)*D0

δ = 0,020*1,4 = 0,028

наружный диаметр (м):

DH = D0 + 2δ

DH = 1,4 + 2*0,028 = 1,456

LБ = (2,5…2,6)*D0 = 2,6*1,4 = 3,64

А = (1,75…1,78)*D0 = 1,78*1,4 = 2,492

С = (0,12…0,13)*D0 = 0,13*1,4 = 0,182

В = LБ – А – С = 3,64 – 2,492 – 0,182 = 0,966

Фактический геометрический объем барабана, м3

VГ = (π/4)* D02 * LБ

VГ =(3,14/4)* 1,42 * 3,64 = 5,6

Фактический коэффициент заполнения:

Ψфакт = VP / VГ = 4,925/5,6 = 0,88

(Ψ = 0,33…0,40)

При расхождении значений Ψфакт и Ψ рекомендуется изменить размеры барабана.

Изменяем внутренний диаметр барабана D0

D0 = 1,13 * VP0,33 = 1,13 * 4,9250,33 =1,9124

Толщина стенки барабана (м):

δ = (0,015…0,020)*D0

δ = 0,020*1,9124= 0,0384

наружный диаметр (м):

DH = D0 + 2δ

DH = 1,9124 + 2*0,0383= 1,989

LБ = (2,5…2,6)*D0 = 2,6*1,9124= 4,97

А = (1,75…1,78)*D0 = 1,78*1,9124= 3,41

С = (0,12…0,13)*D0 = 0,13*1,9124= 0,249

В = LБ – А – С = 4,97– 3,41– 0,249= 1,311

С’= (0,18…0,19)*D0 = 0,18*1,9124= 0,349

А’ = (1,75…1,78)*D0 = 1,78*1,9124= 3,31

В’ = LБ – А – С = 4,97– 3,31– 0,349= 1,311

Фактический геометрический объем барабана, м3

VГ = (π/4)* D02 * LБ

VГ =(3,14/4)* 1,91242 * 4,97= 14,27

Ψфакт = VP / VГ = 4,925 = 0,345

Размеры опорного бандажа и опорных роликов (каждый размер после его определения округляется до нормального линейного значения), м:

· Диаметр опорного ролика

dp = (0,18…0,22)* D0 =0,22*1,9124 = 0,421 м

· Ширина опорного ролика

bp = (0,32…0,36)*dp =0,36*0,421 = 0,151 м

· Диаметр оси опорного ролика

d0 = (0,20…0,25)* dp = 0,25*0,421 = 0,105 м

· Угол установки опорных роликов

β = 32…360 = 360

· Толщина опорного бандажа

hБ = (0,024…0,026)*D0 = 0,026*1,9124 = 0,0497 м

Величина зазора между бандажом и барабаном

∆ = (0,005…0,01) = 0,01 м

· Ширина опорного бандажа

bБ = bp + (0,04…0,05) = 0,151 + 0,05 = 0,2 м

· диаметр опорного бандажа

DБ = D0 + 2*(δ + ∆ + hБ)

DБ =1,9124 + 2*(0,384 + 0,01 + 0,0497) = 2,1086 м

2. Дополнительные размеры узлов и деталей

После определения каждый размер округляется до нормального линейного значения. Бетоносмесители с периферийным приводом.

· Диаметр зубчатого венца

Dзв = DБ + (0,005…0,015)

Dзв = 2,109 + 0,015 = 2,124 (2,0) м

· Ширина зубчатого венца

bзв = (0,085…0,095)* Dзв

bзв =2,124*0,095 = 0,2 м

Основные кинематические параметры бетоносмесителей

Критическая угловая скорость (с-1) и частота вращения барабана (мин-1)

ωкр = √g*(sinγ0 – f*cosγ0) /R0

nкр = 30ωкр/π

где g – 9,81(м/с2); f – коэффициент трения бетонной смеси о лопасть; f = 0,4…0,5 (большие значения f рекомендуется принимать для малоподвижных и жёстких смесей); γ0 – угол внутреннего трения бетонной смеси; γ0 = 43…450; R0 – наибольший внутренний радиус барабана, м; R0 = D0/2

R0 =1,9124/2 = 0,9562

ωкр =√9,81*(0,7 – 0,5*0,7) / 0,9562 = √3,6266 = 1,9043с-1

nкр = 30*1,9043/3,14 = 18,19 мин-1

Номинальная угловая скорость вращения, с-1

ωном = (0,9…0,95)*ωкр =

ωном =0,95*1,9043 = 1,809с-1

номинальная частота вращения, мин-1

nном = 30ωном/π

nном =(30*1,809)/3,14 = 17,28 об/мин

3. расчёт потребляемой мощности

3.1. определение рабочих нагрузок

Сила тяжести бетонной смеси Н:

Полная:

Gсм = Vз*ρсм*g

Gсм =3,3*9,81*2500 = 80932,5 Н

Поднимаемая за счёт сил трения:

G1 = 0,85 Gсм

G1 = 0,85*80932,5 = 68792,6 Н

Поднимаемая в лопастях:

G2 = 0,15 Gсм = Gсм – G1

G2 = 80932,5 - 68792,6 = 12139,9 Н

Где Vз – объём готового замеса, м3; ρсм – плотность смеси кг/м3;

g = 9,81 м/с2

сила тяжести барабана, Н; для смесителей непрерывного действия:

 Скачать реферат