Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Практикум по процессам и аппаратам в технологии строительных материалов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.08.2026

Размер:

830 Кб

Скачать

☆

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Е.М. Щербань, А.К. Халюшев, С.А. Стельмах

ПРАКТИКУМ ПО ПРОЦЕССАМ И АППАРАТАМ

В ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ростов-на-Дону

ДГТУ

2019

УДК 691

Щ61

Рецензент

доктор технических наук, профессор Д.Р. Маилян

Щербань, Евгений Михайлович.

Щ61 Практикум по процессам и аппаратам в технологии строительных материалов / Е.М. Щербань, А.К. Халюшев, С.А. Стельмах ; Донской гос. техн. ун-т. – Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2019. – 63 с.

ISBN 978-5-7890-1756-2

Рассмотрены примеры расчетов технологических параметров механического оборудования, используемого в процессах производства стро-

ительных материалов и изделий. Приведены методики расчета производственной мощности бетоносмесительного цеха, точности размеров форм, создания предварительного напряжения в арматуре.

Предназначен для обучающихся по направлению 08.03.01 Строительство, профиль «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», по дисциплинам «Процессы и аппараты технологии строительных материалов», модуль «Технология железобетонных изделий и конструкций», «Технология бетона, строительных изделий и конструкций».

УДК 691

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Донского государственного технического университета

Научный редактор

кандидат технических наук, доцент А.К. Сысоев

	© Щербань Е.М., Халюшев А.К.,
	Стельмах С.А., 2019
	© Донской государственный
ISBN 978-5-7890-1756-2	технический университет, 2019

Практическая работа № 1

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА

1.1. Основные теоретические сведения

Одноковшовые экскаваторы. Вскрышные работы и разработку по-

лезных ископаемых открытым способом, а также земляные работы на стройках выполняют в основном экскаваторами. Экскаваторы подразделяют на одноковшовые – машины прерывистого цикличного действия и многоковшовые – машины непрерывного действия.

Одноковшовый экскаватор – это землеройная машина, которая в течение цикла одним ковшом режет грунт, заполняет им ковш, переносит его на небольшое расстояние и грузит в транспортные средства или сбрасывает в отвал. Цикл работы одноковшового экскаватора состоит из нескольких последовательных операций. Наполнение ковша происходит во время его принудительного перемещения, когда режущая кромка или зубья ковша срезают часть грунта, расположенного на поверхности забоя. Грунт в разрыхленном состоянии поступает в ковш и постепенно его заполняет. Перемещение грунта к месту разгрузки осуществляется в ковше при повороте платформы, что является наиболее экономичным способом перемещения. Одновременно ковш перемещается и по вертикали до уровня разгрузки. Разгрузка ковша происходит вследствие падения грунта под действием силы тяжести при открывании днища или створок ковша или при его наклоне. Цикл завершается возвратом ковша в исходное положение и его подготовкой к новому рабочему движению и наполнению. При разработке забоя выполняется большое количество циклов.

В операции резания грунта и наполнения ковша участвуют механизмы подъема и напора; в операции перемещения и разгрузки – механизм поворота платформы и механизм открывания днища ковша. Механизм подъема ковша обеспечивает резание грунта режущей кромкой или зубьями ковша при его движении вдоль поверхности забоя. На это движение требуется основная часть энергии двигателя, которая расходуется на преодоление сцепления между частицами, на разрушение породы. Механизм состоит из лебедки, каната, неподвижных блоков на конце стрелы и подвижного блока на ковше.

Одноковшовые экскаваторы имеют две разновидности рабочей части: с прямой и обратной механической лопатой. Наиболее широко при-

меняют оборудование с прямой механической лопатой, которое характеризуется жесткой связью ковша и стрелы. Экскаваторы с прямой механической лопатой обладают значительным опрокидывающим моментом, возникающим при копании, что существенно ограничивает длину стрелы экскаватора [1, 2].

Задание. На основании исходных данных выполнить технологический расчет одноковшового экскаватора.

1.2. Методика выполнения работы

Длину стрелы одноковшового экскаватора, оборудованного прямой

механической лопатой, рассчитывают по эмпирической формуле, м:
	k	3	(1.1)
где		– коэффициент, равный c = √ ,
карьерных экскаваторов; – масса экскаватора, т.

Теоретическая производительность одноковшового экскаватора является условной и равна объему грунта, который экскаватор смог добыть за 1 ч непрерывной работы при расчетной продолжительности цикла и соответствии объема каждой порции грунта, добытой за один цикл, геометрической вместимости ковша.

Теоретическая производительность определяется по формуле,
где – геометрическая		= 600
м3/мин:				0
	П0		,	0	(1.2)
	П0		,		(1.2)
	вместимость ковша, м3;				– теоретическое число

циклов в минуту при углах поворота платформы на разгрузку и в забой,

равных 90°, при высоте забоя, равной высоте расположения напорного
0 = 60ц.т,	(1.3)
вала экскаватора, и при расчетных скоростях и усилиях,

tц.т – теоретическая продолжительность цикла, с.

Эксплуатационная производительность учитывает особенности работы за какой-либо период в конкретных условиях, в том числе и допус-

тимые по проекту простои. Эксплуатационная или фактическая произво-

60н и

(1.4)

дительность одноковшовых экскаваторов, м3/ч:

где

циклов в 1 мин, для строительных и ка-

– фактическое количество=

рьерных экскаваторов n = 2–4;

– коэффициент наполнения ковша,

kн = 0,55

–

1,5;

использования экскаватора во времени,

– коэффициент н

равный

отношению числа часов чистой работы экскаватора к продолжи-

тельности рабочих смен отчетного периода, kи = 0,7–0,8;

– коэффици-

ент разрыхления грунта (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Средние значения коэффициента разрыхления

Категория

породы

Разновидность горной породы

kр

по трудо-

емкости

Песок, супесь, растительный грунт, торф

0,05–1,12

Легкий и лесовидный суглинок, влажный рыхлый лесс,

мягкий солончак, гравий мелкий и средний, песок, супе-

сок и растительный грунт, смешанный со щебнем и галь-

1,12–1,20

кой, насыпной слежавшийся грунт с примесью щебня или

гальки

Жирная мягкая глина, тяжелый суглинок, гравий круп-

III

ный, галька мелкая, щебень крупностью от 15 до 40 мм,

1,20–1,25

суглинок со щебнем или галькой

Жирная глина и тяжелый суглинок с примесью щебня,

1,25–1,29

сланцевая глина, крупная галька

Плотный отвердевший лесс, металлургические шлаки, не

выветрившийся мергель мягкий, мягкие меловые породы,

1,29–1,33

твердая карбонатная глина, сланцы некрепкие, гипс

Ракушечник, известняк мягкий пористый, мел плотный,

1,33–1,45

сланцы средней крепости, мергель средней крепости

VII-VIII

Раздробленные скальные породы

1,45–1,5

Коэффициенты наполнения ковша и разрыхления грунта зависят в основном от свойств грунта, поэтому их отношение объединяют одним понятием – коэффициентом экскавации грунта kэ = kн : kр, изменяющимся от

0,6 – для скальных пород и до 0,87 – для сыпучих (песок, суглинок, торф).
Число циклов минуту:	= 60ц ,	(1.5)

tц – фактическая продолжительность цикла, с.

Производительность, м3/ч:		3600 н и
П		3600 н и	(1.6)
Геометрическая вместимость ковша, м3:
	=	ц р .
			(1.7)

= ,

где – коэффициент, учитывающий форму днища и закругления стенок

ковша, c = 0,9 – для ковша, , с зубьями, c = 0,75 – для ковша с полукруглой режущей кромкой; – соответственно ширина, высота и длина

ковша, измеренные по расстояниям между внутренними поверхностями соответствующих стенок ковша, а также днищем и верхней кромкой

стенки ковша, м.					ʹ
	Продолжительность цикла, с:
	tк		копания, с; tп				(1.8)
где					полное время поворота на
		– продолжительность ц = к		+ п + в–+ п,		ʹ
выгрузку, с; tв – продолжительность выгрузки ковша, с;							– полное время
поворота для возвращения ковша в забой, с.						п
	Время копания, с:		к	к
							(1.9)

где – путь, проходимый поднимающимся ковшом при копании, м;
			= к,
	скорость подъема ковша при копании, м/с.
к	– к
к	Скорость подъема ковша с прямой механической лопатой, имею-
щего один подвижный блок, определяется по формуле, м/с:
где – окружная скорость барабанак				б	,			(1.10)
где – окружная скорость барабанак				лебедки, м/с,
	б		= 2				,	(1.11)
	б						,	(1.11)
здесь – диаметр барабана лебедки, м;							– частота вращения барабана
лебедки, с–1.			б = π б б
лебедки, с–1.						б
		б				б
	Для экскаватора, все механизмы которого работают от одного

двигателя, частота вращения барабана лебедки рассчитывается по формуле, с–1:

где		б	дв 1 5	–1		(1.12)
где		– частота вращения вала двигателяред 2 6, с			; z1, z2, z5, z6	– число зубьев;
	дв	=		,
	дв

i – передаточное число.

		Время поворота платформы на заданный угол, с:
на		α					пл	пл		(1.13)
на		α			платформып , град;			пл	– время поворота платформы
где			– угол поворота			=	360 ,
	один оборот, с:					пл	1
			пл			пл	1	,	–1	(1.14)
здесь			пл	– частота вращения		платформыпл , с .
здесь				– частота вращения			=

При повороте платформы планетарным механизмом с внешним зацеплением, т. е. качанием малой подвенцовой шестерни механизма по-

ворота по неподвижной венцовой шестерне, зависимость между часто-
той вращения и числом зубьев определяется по формуле, с–1:
				в			(1.15)
	9			10		10
где	9	– число зубьев подвенцовойпл =шестерни9 +1,			;	10	– число зубьев вен-
цовой шестерни (рис. 1.1);			в	– частота вращения вала механизма
поворота, с–1:			в	дв 1 3 7 .			(1.16)
			в = ред 2 4 8

Рис. 1.1. Кинематическая схема модели одноковшового экскаватора

Практическая работа № 2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА

2.1. Основные теоретические сведения

Основное назначение транспортных машин непрерывного действия – перемещение грузов по заданной трассе, поэтому они также являются транспортирующими машинами. Одновременно с транспортированием груза машины могут автоматически распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса. По принципу действия подъемно-транспортные машины бывают периодического и непрерыв-

ного действия. К машинам непрерывного действия (их также называют машинами непрерывного транспорта) относятся конвейеры различного типа, устройства пневматического и гидравлического транспорта и тому подобные транспортирующие машины.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки и разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается на несущем элементе машины сплошной массой или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии друг от друга рабочих сосудах-ков-

шах, коробах и т. п. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее и холостое (обратное) движения элемента машины, несущего груз, происходят одновременно. Такие важные свойства, как непрерывность перемещения груза, отсутствие остановок для загрузки и разгрузки, совмещение рабочего и холостого движений рабочих элементов, обусловили машинам непрерывного транспорта высокую производительность. Ленточные конвейеры общего назначения относятся к транспортирующим машинам с гибким тяговым элементом, перемещающим сыпучие, кусковые и фасованные грузы непрерывным потоком [1, 2].

Задание. На основании исходных данных выполнить технологический расчет машин непрерывного транспорта.

2.2. Методика выполнения работы

Производительность машин и установок непрерывного транспорта зависит от погонной нагрузки q, кг/м, и скорости движения υ, м/с, и не за-

П		3600		(2.1)
висит от пути транспортирования. В общем виде производительность, т/ч,
Производительность может	быть выражена также в объемных еди-
		= 1000	.

ницах, м3/ч, и в штуках, шт./ч. При линейном перемещении рабочего ор-

гана транспортирующей машины перемещаемый груз может располагаться равномерно по длине в виде слоя, размещаться на ленте поштучно, перемещаться в ковшах или других емкостях. В первом случае погонная нагрузка, кг/м,

(2.2)

где – площадь поперечного сечения слоя материала, м2; ρн – насыпная
плотность материала, кг/м3.	= ρн,

При размещении поштучно погонная нагрузка, кг/м,
	,	(2.3)

где – масса груза, кг; а – шаг размещения грузов, т. е. среднее рассто-
	=
яние между осями или одноименными точками смежных грузов, м.
		0ρн н
При перемещении в ковшах
					(2.4)
где – геометрическая вместимость ковша, м3;					– коэффициент напол-
0	=		,	н
0				н

нения ковша, принимаемый равным 0,6 – для глубоких и остроугольных ковшей и 0,4 – для мелких.

При движении ленты угол φ при основании треугольника в начале движения уменьшается под действием толчков так, что в расчетах принимают:

φдв = (0,5–0,6)φ,

(2.5)

где φдв – угол при основании треугольника, равный углу естественного откоса материала при движении.

	Производительность ленточных конвейеров при перемещении
насыпных грузов определяют по общей формуле, т/ч:
	F	П		(2.6)
где		– площадь поперечного	= 3600 ρн,
движения ленты, м/с.

Принято считать, что сыпучий материал на плоской ленте располагается в виде слоя, поперечное сечение которого представляет собой рав-

нобедренный треугольник с

основанием

= 0,8B

и высотой

h = 0,5btgφдв, где B – ширина транспортной ленты, м.

– коэффициент

= 576 ρн tg φдв ф с

С учетом формы ленты и наклона конвейера формула (2.6) примет вид:

(2.7)

где

формы ленты, для плоской ленты

= 1, для лот-

ковой = 2; kс – коэффициент сопротивления движению.

Расчет ленты на растяжение выполняют, определяя число прокладок

в ней по следующей формуле, шт: max,

[ ]

(2.8)

на 1 max

натяжение ленты, Н;

– допустимая нагрузка

где

– максимальное

[ ]

[ ] =

–

см ширины одной прокладки, Н/см,

(2.9)

здесь

– предел прочности

при разрыве одной прокладки, Н/см;

запас прочности.

+ + 2

Погонная масса ленты, кг/м:

где

– плотность материала 0

= ρ

(2.10)

1000

ленты, кг/м3, ρ

= 1100 кг/м3;

– толщина

одной прокладки в готовой ленте, мм;

– толщина верхней (грузовой)

резиновой обкладки, мм;

нижней резиновой обкладки, мм.

– толщина 1

провеса ленты, возникающая под действием

Наибольшая стрела 2

собственного веса и транспортируемого груза, определяется по формуле, м:

	max		( + 0) 2	,		(2.11)
где – вес материала, приходящийся на 1 м ленты, Н/м;						– вес 1 м
		=	8 min		0

транспортной ленты, Н/м; – расстояние между смежными роликовыми

опорами, м;		– минимальное натяжение ленты, Н.

Практически стрела провеса не должна превышать
	min		(2.12)
Тогда минимальное натяжение ленты, Н:
		max = 0,025 .	(2.13)
			(2.13)
		на движущуюся ленту он получает ускорение
При загрузке материала min = 5( + 0) .

от сил трения, действующих на участке скольжения материала по ленте.

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]