9. Питання для самоконтролю.

1. Як класифікуються віброгрохоти?

2. З яких основних вузлів складається інерційний віброгрохот?

3. Як забезпечуються коливання віброгрохоту?

4. Напишіть основне рівняння коливання системи і поясніть фізичний зміст кожної величини, що входить у рівняння.

5. Чому для віброгрохоту береться 26яжіння26о26альн режим коливань?

6. Як визначають розміри пружин і дебалансів віброгрохотів?

7. Які є способи для визначення центра ваги не урівноваженої частини дебалансу?

8. Як визначають сили опору і потужність двигуна приводів віброгрохоту?

Лабораторна робота № 4 вивчення конструкції і розрахунок гравітаційного бетонозмішувача з двоконусним барабаном

1. Мета роботи.

Вивчити будову, призначення робочих органів, технологічний процес роботи гравітаційних бетонозмішувачів, оволодіти методикою розрахунку та визначення основних параметрів роботи гравітаційного бетонозмішувача.

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.

Процес приготування бетонної суміші складається з операцій дозування компонентів і їх змішування. Для приготування бетонних сумішей (з компонентів: в’яжучого (цементу), води, хімічних добавок і заповнювачів піску, щебеню або гравію) призначені бетонозмішувачі. Їх класифікують за трьома основними ознаками: умовами експлуатації, режимом роботи і способом перемішування.

Крім того, бетонозмішувачі класифікують:

за способом завантаження – на бетонозмішувачі зі скіповим ковшем, зі спеціальним дозатором, з завантажувальної воронкою і ручним завантаженням;

за ступенем автоматизації – на неавтоматизовані, наполовину автоматизовані, автоматизовані з програмним управлінням.

За типом управління – на бетонозмішувачі з ручним, електромеханічним, гідравлічним та пневматичним управлінням.

Крім перерахованих принципових ознак, змішувачі класифікуються за конструктивними ознаками: за типом приводу, числом двигунів, формою змішувального барабана, типом завантажувальних пристроїв, розташуванню осі 27обертання змішувального пристрою в просторі, способу розвантаження тощо. Класифікація за цими ознаками наводиться нижче стосовно до конкретних типів бетонозмішувачів.

При розрахунку гравітаційного бетонозмішувача в першу чергу визначають основні опори, які долаються при обертанні барабану з компонентами бетонної суміші та потужність двигуна приводу бетонозмішувача.

Для визначення опорів обертання барабану креслять кінематичну схему заданого бетонозмішувача та визначають координати центра ваги окремих частин і всього барабана (без бетонної суміші). Початок координат приймається в точці О (рис. 5.1) по осі обертання барабана. Координати центрів ваги конусних і циліндричної частин барабана лежать на його осі обертання (координата Y=0).

Рис. 5.1. Схема до визначення центра ваги двоконусного барабана.

Координату загального центра ваги всього барабана визначають за рівнянням статичних моментів сил ваги окремих його частин:

_(5.1)

де G_к.к, G_ц.ч, G_д.к – відповідно сили ваги короткого конуса, циліндричної частини і довгого конуса барабана (табл. 7.1). Координати цих частин:

_(5.2)

Відстані центрів ваги зрізаних конусів від їх основ

_(5.3)

де l₁, l₂, l₃ - висоти відповідних частин барабана, м (29яжін.7.1);

- радіуси основ відповідних зрізаних конусів, м (29яжін. 7.1).

Відстань с центра ваги циліндричної частини барабана .

Сила ваги всього барабана (без бетонної суміші)

(5.4)

Визначають координати центрів ваги окремих частин і всієї бетонної суміші в барабані.

Розміщення однієї порції суміші в барабані (рис. 5.2) характеризується розміром h від осі барабана до поверхні суміші Координати починаються в точці О.

Рис. 5.2. Схема до визначення центра ваги бетонної суміші в барабані

Об’єм суміші в циліндричній частині барабана характеризується радіусом , центральним кутом , товщиною . Кут можна знайти графічно по рисунку або аналітично за формулою .

Площа сегментної частини суміші

_(5.5)

або

_(5.6)

Об’єм суміші циліндричної частини барабана

_(5.7)

Координата центра ваги суміші в циліндричній частині барабана

_{. (5.8)}

Координата для циліндричного сегмента

_(5.9)

Об’єм бетонної суміші відповідно в короткому і довгому конусах барабана ( ) може бути знайдений графоаналітичним методом. При цьому конусну частину барабана разом з бетоном креслять у масштабі (рис. 5.3) і ділять на довільно взяті відрізки а однакової довжини (можна прийняти 3…5 частин), конічна поверхня знайдених елементарних об’ємів замінюється усередненою циліндричною. Слід мати на увазі, що точність обчислення зростає із збільшенням кількості елементарних об’ємів, на які ділять шуканий об’єм суміші.

Рис. 5.3. Схема до розрахунку центра ваги бетонної суміші в конічній частині барабана

Радіуси р_і елементарних циліндричних сегментів і центральні кути відповідних циліндричних сегментів знаходять графічно по рисунку або аналітично за формулою

. (5.10)

Площа елементарного циліндричного сегмента

_(5.11)

Об’єм елементарної частини циліндричного сегмента

_(5.12)

де - висота взятої елементарної частини циліндричного сегмента, м.

При обчисленнях слід мати на увазі, що кути і радіуси р_і є величинами змінними і їх треба визначати окремо для кожного елементарного сегмента.

Об’єм суміші в короткому і довгому конусах:

_(5.13)

де — кількість елементарних циліндричних сегментів.

Координати центра ваги об’єму суміші в конусних частинах барабана визначають за рівнянням статичних моментів об’ємів елементарних циліндричних сегментів, які знаходять з рівнянь:

_(5.14)

де і — координати центрів ваги об’ємів суміші елементарних циліндричних сегментів.

Для короткого конуса координата а для довгого конуса -

Координати для будь-якого конуса

Координати центра ваги всього об’єму бетонної суміші в барабані

_(5.15)

Визначають загальну силу тяжіння бетону в барабані

_(5.16)

де - питома вага (питома сила тяжіння) бетонної суміші, береться

Тиск барабана з бетонною сумішшю на опорні ролики визначають при статичному положенні суміші в барабані (рис. 5.4) з умови

_(5.17)

звідки зусилля на кожний ролик

_(5.18)

де - кут встановлення роликів (береться 30°).

Треба звернути увагу на те, що при збільшенні кута зусилля Т зростатиме.

Рис. 5.4. Схема до визначення зусиль на опорні ролики барабана	Рис. 5.5. Схема до визначення зусиль на підтримуючі ролики барабана

Тиск бандажа барабана на підтримуючі ролики визначають при двох положеннях барабана: під час перемішування при нахилі барабана під кутом 10…15° і при розвантажуванні при нахилі барабана в бік довгого конуса під кутом 60°. У другому випадку беруть наявність бетонної суміші тільки в довгому конусі.

Сума моментів сил відносно точки К опори барабана на опорні ролики при перемішуванні (рис. 5.4, 5.5).

_(5.19)

звідки тиск на кожний підтримуючий ролик

_(5.20)

Сума моментів сил при розвантажуванні відносно точки К (рис. 5.6) записується наступним чином

_(5.21)

Тиск на кожний підтримуючий ролик

де і - відповідні плечі сил G_б і G_см ;

с – відстань від осі обертання барабана до точки опори.

Координата опорного бандажа барабана х_р береться по середині його циліндричної частини (див. рис. 5.5)

_(5.22)

Момент не зрівноваженої бетонної суміші, який створюється при обертанні барабана (рис. 5.7)

_(5.23)

де - кут природного укосу бетонної суміші при обертанні барабана – дорівнює 25…30°.

Потужність

_(5.24)

де - кутова швидкість обертання барабана - (число обертів барабана = 12 18 об/хв.).

Далі визначають потужність, що витрачається на сили опору опорних роликів при обертанні барабана (див. рис. 5.4).

Рис. 5.6. Схема до визначення зусиль на підтримуючі ролики в момент розвантаження барабана двоконусного бетонозмішувача

Рис. 5.7. Схема до визначення потужності двоконусного бетонозмішувача

Сила опору обертанню барабана

_(5.25)

де - коефіцієнт тертя кочення бандажа барабана по роликах ( = 0,0008 м);

- коефіцієнт тертя ковзання в цапфах роликів ( = 0,1);

- діаметр роликів, м (табл. 7.1);

- діаметр цапф, м (табл. 7.1).

Тоді потужність

_(5.26)

Сумарну розрахункову потужність електродвигуна привода обертання барабана знаходять за формулою

_(5.27)

де — к. к. д. передачі привода ( = 0,8 0,85).