9. Питання для самоконтролю.
9.1. За якими ознаками класифікують бетонозмішувачів гравітаційної та примусової дії?
9.2. Яке призначення бетонозмішувачів гравітаційного і примусового перемішування, циклічної і безперервної дії?
9.3. В чому різниця технологічних процесів бетонозмішувачів гравітаційної та примусової дії?
9.4. Як визначають продуктивність цих бетонозмішувачів?
9.5. З яких вузлів складається гравітаційний двоконусний бетонозмішувач?
9.6. Як відбувається завантаження, перемішування суміші і розвантаження такого бетонозмішувача?
9.7. Як здійснюється обертання і нахиляння барабана гравітаційного бетонозмішувача?
9.8. Яка роль опорних і підтримуючих роликів?
9.9. Яка методика визначення центра ваги бетонної суміші в барабані?
9.10. Як визначають-зусилля, що діють на ролики?
9.11. Як змінюватимуться зусилля на опорні ролики, якщо змінювати центральний кут їх встановлення?
9.12. Як розраховують потужність, що витрачається на перемішування бетонної суміші і на тертя в опорних роликах?
Лабораторна робота №5 вивчення конструкції і визначення основних параметрів протитечійного бетонозмішувача примусового перемішування
1. Мета роботи.
Вивчити будову, призначення робочих органів, технологічний процес роботи бетонозмішувачів примусової дії, оволодіти методикою розрахунку та визначення основних параметрів роботи протитечійного бетонозмішувача примусової дії.
2. Тривалість заняття – 6 академічних годин.
3. Обладнання робочого місця: гравітаційний бетонозмішувач, плакати, мірний інструмент, калькулятор, комп’ютер.
4. Місце проведення заняття: лабораторія №30 будівельних та дорожніх машин кафедри с.-г. машин, парк навчальних машин факультету механіки та енергетики.
5. Загальні теоретичні відомості.
До переваг змішувачів примусової дії відносяться велика активність процесу, запобігання грудкування суміші, змішування бетонних сумішей високої жорсткості, до недоліків - обмежене застосування великих заповнювачів, більша енергоємність процесу, значний знос робочих поверхонь, висока собівартість процесу. Оптимальний час змішування 30...50 с, повний цикл - 75...120 с.
Використання таких бетонозмішувачів найбільш раціонально на заводах залізобетонних виробів для приготування дрібнозернистих, малорухомих і жорстких бетонних сумішей. Приготування сумішей з крупністю фракцій більше 70 мм небажано, тому що можливе заклинювання часток між рухомими лопатями і стінками корпуса. ГОСТ 16349-85 передбачає 11 типорозмірів бетонозмішувачів примусової дії з об'ємом готового замісу бетонної суміші 33, 65, 165, 250, 330, 500, 750, 1000, 2000, 3000, 4000 л.
Циклічні бетонозмішувачі примусової дії бувають декількох типів: з коритоподібного корпусом (лоткові змішувачі) і горизонтальними змішувальними валами; із циліндричним корпусом чашею (роторні або тарілчасті змішувачі) і вертикально розташованими змішувальними валами.
Бетонозмішувачі з коритоподібним корпусом і горизонтальними змішувальними валами бувають: з одним змішувальним валом і вивантаженням шляхом перекидання; і з одним змішувальним валом і вивантаженням через люк, який знаходиться в нижній частині корпусу; з двома змішувальними валами і донним вивантаженням через люк. Бетонозмішувачі з циліндричним корпусом-чашею і вертикально розташованими змішувальними валами можуть бути протитечійні, або прямоточні з одночасним обертанням чаші і змішувальних валів, або нерухомою чашею.
Обов'язковою умовою роботи бетонозмішувача такого типу є завантаження його вихідними матеріалами при обертовому роторі. Одночасно з подачею через патрубок віддозованих заповнювачів і цементу по трубі подається відповідна доза води. Змішувальний пристрій при цьому інтенсивно перемішує компоненти в однорідну суміш. У порівнянні з гравітаційними бетонозмішувачі примусової дії більш металомісткі і енергоємні, складніші за конструкцією, але забезпечують швидке і високоякісне перемішування бетонних сумішей, різних за рухливістю і жорсткістю.
Бетонозмішувачі безперервної дії з примусовим змішуванням мають продуктивність 5, 30, і 60 м3/год. Характерною особливістю таких машин є наявність двохвальної лопатевої мішалки, як у змішувачів асфальтобетонних установок. Ці бетонозмішувачі застосовують на пересувних та стаціонарних бетонних заводах для приготування жорстких і рухливих сумішей з крупністю заповнювача 40 мм і будівельних розчинів
До основних розрахункових параметрів таких бетонозмішувачів відносяться потужність, що необхідна для обертання лопаток, і переміщення бетонної суміші в чаші, а також потужність для подолання тертя під час обертання чаші на опорних роликах.
Швидкість і силу опору рухові лопатки визначають за формулою Ньютона-Кармана [1]:
(5.1)
де С - коефіцієнт лобового опору (для бетонної суміші С=5 5,5);
— густина (об'ємна маса) бетонної суміші ( =1800…2400 кг/м3);
-
площа проекції лопатки на площину,
напрямлену перпендикулярно до руху,
- робоча
висота лопатки, м
(табл. 7.1);
і
- радіуси обертання кінця і початку
лопатки відносно вала лопаток, м;
- швидкість
лопатки відносно бетону.
В
табл. 7.1 наведено значення довжини
лопатки
і кута її нахилу
(рис. 5.1 і 5.2).
|
|
Рис.5.1. Схема до розрахунку лопаток бетонозмішувача |
Рис. 5.2. Схема руху чаші протитечійного бетонозмішувача |
Швидкість
залежить від відносних кутових швидкостей
обертання чаші
і лопаток
.
Розрахункова формула швидкості лопаток має наступний вид
(5.2)
Розрахункова формула сили опору лопатки:
(5.3)
де
- відстань від осі обертання чаші до осі вала лопатки, м (табл. 7.1);
- радіус обертання лопаток, м (табл. 7.1);
Кутова
швидкість обертання чаші
тут
- число обертів чаші за хвилину (табл.
7.1);
і
-
відношення кутових швидкостей (
)
Кутова
швидкість обертання вала лопаток
де
- число обертів вала лопаток за хвилину
(табл. 7.1).
Кут
де
t
-
час (величина змінна, яка залежить від
кута повороту чаші і лопатки).
Максимальні
значення швидкості
і сили Р
визначають при величині кута
,
коли
і відповідні мінімальні значення
і Р
при куті
=
180°, тобто, коли
.
сумарний момент, що передається валом лопатки, і потужність для обертання лопаток визначаються наступним чином
(5.4)
де - кількість лопаток (табл. 7.1),
(5.5)
Момент сили опору обертанню бетонної суміші в чаші визначається як момент сили тертя бетону по робочій поверхні чаші (рис. 5.3):
(5.6)
де
- сила тяжіння бетонної суміші при
товщині шару бетону в чаші, що дорівнює
робочій висоті лопатки
- питома
вага бетону
- діаметр
чаші, м
(табл.
7.1)
-
коефіцієнт тертя бетону по сталі (
=
0,8).
Рис. 5.3. Схема до розрахунку потужності протитечійного бетонозмішувача
Потужність, потрібна для обертання бетону відносно чаші
(5.7)
Сила опору опорних роликів під час обертання чаші (рис. 4.3)
(5.8)
де
- сила тяжіння чаші, Н
(табл. 7.1);
- коефіцієнт тертя кочення опорних роликів по чаші ( =0,0008);
- коефіцієнт тертя ковзання в цапфах роликів ( =0,1);
- діаметр цапф роликів, м (табл. 7.1);
- діаметр роликів, м (табл. 7.1).
Потужність сили опору опорних роликів
(5.9)
де
- радіус обертання роликів відносно осі
чаші, м
(табл. 7.1).
Сумарна розрахункова потужність електродвигуна
(5.10)
де - к. к. д. передачі приводу ( = 0,8).