|
|
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
«Изучение устройства и определение параметров бетоносмесителя»
Преподаватель __________ А.П. Прокопьев подпись, дата инициалы, фамилия
Студент СФ 10-26 __________ А.Н. Прудников номер группы подпись, дата инициалы, фамилия
Красноярск-2013 Цели работы: изучить устройство гравитационного смесителя; освоить метол расчета параметров рабочего процесса и производительности бетоносмесителя.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
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. Гравитационный бетоносмеситель обеспечивает перемешивание компонентов в барабане, к внутренним стенкам которого прикреплены лопасти. При вращении барабаниа смесь поднимается лопастями на некоторую высоту и затем падает вниз. При этом образуется определенные радиальные и осевые потоки движения смеси, благодаря чему различные частицы материала равномерно перераспределяются по объему замеса. Однородность смеси обеспечивается при 30…40 циклах подъема и сброса. Главным параметром гравитационных бетоносмесителей циклического действия является объем готового замеса Vз, который для машин, выпускаемых промышленностью, представляет собой размерный ряд: 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 2000, 3000 л. При этом между объемом готового замеса Vз и объемом сухих компонентов на один замес Vзаг. существует зависимость:
Vз=Vзаг.*Kвс , где Kвс –коэффициент выхода смеси. Для бетонных смесей Kвс= 0,65-0,70 м, для растворов Kвс= 0,85-0,95. Геометрический объем смесительного барабана V1 в 2-3 раза больше Vзаг.. Это соотношение сушественно влияет на качество смешивания.
а) б)
1 – электродвигатель; 2 -клиноременная передача; 3, 7, 9 – шарикоподшипники; 4, 5 -конические шестерни; 6 - вал-шестерня, 8 -зубчатое колесо; 10 –барабан
Рисунок 1 - Передвижной гравитационный бетоносмеситель циклического действия: а - кинематическая схема, б – бетононосмеситель
Передвижные гравитационные бетоносмесители предназначены для приготовления бетонной смеси с крупностью заполнителя до 70 мм на строительных объектах с небольшим объемом работ. Смесители с барабаном вместимостью 65 л по готовому замесу выпускают на колесном ходовом устройстве, а вместимостью 165 л - на полозьях. Бетоносмеситель представляет собой передвижную строительную машину на колесном ходовом устройстве и состоит из смесительного барабана, на внутренней поверхности которого укреплены три лопасти; привода; рамы с колесным ходовым устройством и механизма поворота барабана. Смесительный барабан цилиндрическо-конической формы - сварной из листовой стали. Цилиндрическая торцовая часть заканчивается днищем, в которое вварена втулка для посадки барабана на вал редуктора. Лопасти закреплены болтами и при необходимости могут быть легко заменены (например, при изнашивании). Смесительный барабан переводят из положения загрузки и смешивания в положение выгрузки вручную с помощью рукоятки, установленной на корпусе редуктора. Каждое крайнее положение барабана фиксируется штырем рукоятки управления, входящим в отверстие кронштейна на раме бетоносмесителя. Смесительный барабан приводится в действие от электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор.
1 - основание; 2 - смесительная чаша; 3 - смесительное устройство; 4 - рама; 5 - привод; 6 - вертикальный вал; 7 - вал; 8 - ковш; 9 - угольник; 10 - механизм управления скиповым подъемником; 11 - вододозирующая система; 12 - направляющие швеллеры скипового подъемника; 13 - разгрузочное устройство
Рисунок 2 - Бетоносмеситель циклического действия с принудительным перемешиванием
1 -электродвигатель, 2 - клиноременная передача, 3 - редуктор, 4 -муфта, 5 - зубчатая Передача, 6 - загрузочный патрубок, 7 - лопасть, 8 -лопатка, 9 - втулка, 10 - вал, 11, 14 - подшипники, 12 - футеровка, 13 - корпус, 15 – крышка
Рисунок 2 –Бетоносмеситель непрерывного действия с принудительным смешиванием
Бетоносмесители непрерывного действия с принудительным смешиванием материалов конструктивно одинаковы, но различаются размерами, производительностью и формой смесительных лопастей. Бетоносмеситель установки состоит из привода, корпуса и двух лопастных валов. Привод смесителя расположен у переднего торца корпуса, со стороны загрузки материалов, и состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, редуктора, уравнительной муфты и зубчатой передачи. Корпус бетоносмесителя—сварной из стального листа и швеллеров, представляет собой горизонтальную корытообразную смесительную емкость. Внутри корпуса закреплена винтами износостойкая футеровка, представляющая собой отдельные пластины из стали 35ГЛ. Рабочими органами бетоносмесителя служат два лопастных вала с насаженными на них лопастями, оканчивающимися сменными лопатками. Лопатки повернуты так, что с осью вала они образуют угол 45°. Лопасти фиксируют распорными втулками. Взаимное расположение лопастей на валах и повороты лопаток образуют прерывистую винтовую поверхность. Валы вращаются в подшипниках, причем для восприятия осевых усилий использованы упорные подшипники. Благодаря зубчатой передаче валы вращаются синхронно навстречу один другому. Компоненты смеси загружаются через патрубок и, перемешиваясь вращающимися лопастными валами, продвигаются вдоль смесителя к выгрузочному отверстию. Лопасти расположены так, что встречные: потоки смешиваемой массы в поперечном направлении перемещаются интенсивно, а вдоль корпуса смесителя - сравнительно медленно, благодаря чему достигается хорошая однородность смеси.
1 - балка, 2, 6 - загрузочная и разгрузочная воронки, 3 - барабан, 4 - рама, 5 -роликовая опора, 7 - спицы, 8 - вал, 9 - подшипник, 10 - привод, 11 - кожух, 12 - лопасть; М - материалы, С - смесь
Рисунок 3 – Гравитационный бетоносмеситель непрерывного действия Гравитационные бетоносмесители непрерывного действия предназначены для приготовления подвижных бетонных смесей с заполнителями крупностью до 150 мм. Такими бетоносмесителями комплектуют бетонные заводы и установки, приготовляющие бетонную смесь для гидротехнического, и дорожного строительства. По конструкции эти бетоносмесители сходны между собой, но различаются размерами и производительностью. Бетоносмеситель состоит из барабана, загрузочной воронки, подвешенной к балке, рамы, роликовой опоры, разгрузочной воронки, спиц, вала, подшипников, привода, кожуха и лопастей. Загрузочная воронка выполнена так, что позволяет свободно проходить материалам без образования сводов. Воронка обладает повышенной стойкостью против абразивного изнашивания. Для доступа в смесительный барабан воронка сделана откатной на роликах, перемещаемых по балке. Для хорошего перемешивания- и транспортирования материалов от загрузочной к выгрузочной воронке плоские лопасти закреплены на внутренней поверхности барабана под углом к его оси. Лопасти крепят резьбовыми соединениями, поэтому при необходимости их можно заменять. Рабочая поверхность лопастей покрыта износостойкой наплавкой, благодаря чему повышается срок службы. Барабан имеет три точки опоры, две из них — через бандаж на роликовые опоры, третьей опорой служит подшипник, в котором вращается приводной вал. Барабан приводится в действие от электродвигателя А02-32-4 через редуктор РПД-250 та. вал, соединенный с барабаном тремя спицами, приваренными к обечайке барабана и к валу. Спицы расположены по торцу барабана под углом 120° одна по отношению к другой. Образовавшиеся окна между спицами служат разгрузочными отверстиями, по которым бетонная смесь проходит к выгрузочной воронке.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Технологические характеристики бетоносмесителя Prorab ECM 63: Напряжение, U = 230 B; Мощность, N – 220 Вт; Объем, V = 63 л; Венец – цельный чугунный.
1. Определения параметров и производительности гравитационного бетоносмесителя циклического действия.
Производительность бетоносмесителя. Техническая производительность смесительных машин циклического действия: ПТ=(Vз*n)/1000, где n – число замесов в час определяется по формуле: n = 3600/(t1+t2+t3+t4), где t1 - время загрузки, t1= 35 с; t2 - время перемещения, t2 =150 с; t3 - время выгрузки замеса, t3 = 30 с; t4 – время возврата барабана в исходное положения, t4 = 10 с.
n= 3600/(35+150+30+10)=16;
ПТ=(63*16)/1000=1,008 м3/ч.
Сменная производительность определяется по формуле:
Псм= Тсм*ПТ*Кв;
где Тсм – продолжительность смены,Тсм=8,2 ч; Кв – коэффициент использования смесителя по времени в течении смены, Кв= 0,8-0,9.
Псм=8,2*1,008*0,8=6,6 м3/ч.
Мощность привода. Основная часть энергии привода гравитационных смесителей затрачивается на подъем смеси в барабане при его вращении. Траектория движения смеси в барабане довольно сложная. Одна часть смеси поднимается лопастями, другая поднимается под действием сил трения. Частота вращения гравитационных бетоносмесителей ограничена величиной 20 об/мин. Это обусловлено необходимостью превращения больших центробежных сил, препятствующих свободному перемещению компонентов смеси. На подъем смеси расходуется мощность:
N1=(G1*h1*z1+G2*h2*z2)*n/60,
где G1 – сила тяжести, поднимаемой под действием сил трения; G2 – сила тяжести смеси, поднимаемой лопастями смесителя; h1 – высота подъема смеси под действием сил трения; h2 – высота подъема смеси лопастями; z1, z2 – числа циркуляций смеси за один оборот; n – частота вращения барабана,n=27 об/мин.
Рассчитанным и опытным путем определены следующие значения величин:
VP = VЗ / KB; VP =0,063 / 0,67 = 0,094 м3, где KB – коэффициент выхода смеси (KB = 0,67) Основные размеры барабана Внутренний диаметр (м): D0 = (0,78…0,83)*VP0,33; D0 = 0,83*0,0940,33 = 0,38 м Gсм= Vз*g* G1=0,85* Gсм; G2=0,85* Gсм; h2= 1,7*R0 ; h1=R0; z1=z2=2,
где g – ускорение свободного падения; p – объемная плотность компонентов смеси, p =1500 кг/м3.
Gсм= 0,063*9,81*1500=927,045 H; G1= G2=0,85*927,045=787,99 H; h2=1,7*0,19=0,323 м; h1=0,19 м; N1=(787,99*0,19*2+787,99*0,323*2)*27/60=363,81 Вт.
Кроме работы по подъему смеси двигатель затрачивает энергию на преодоления сил трения в опорных узлах барабана :
N2= (Kтр*(R1+r)*n*(P*P1))/(105*r*cosa),
где Kтр – коэффициент трения скольжения роликов в подшипниках, Kтр=0,05; R1 – расстояное от оси барабана до окружности ролика,R1=R0+r, R1=0,23 м; r – радиус ролики, D0=(0,18…0,22)*d0, r =0,04 м; Р – вес барабана бетоносмесителя; Р1 – вес замеса бетонной смеси; а – угол установки опорных роликов; n – частота вращения барабана.
N2= 0,05*(0,23+0,04)*27/60*(280*945)/(100000*0,04*0,67)=0,59 Вт.
Необходимо так же учитывать мощность на преодолении сопротивления трения качения барабана по опорным роликам:
N3=f*R1 *(P*P1))/(105*r*cosa),
где f – коэффициент трения качения, f=0,02…0,04.
N3=0,04*0,23*280*945/(100000*0,04*0,67)=0,91 Вт
Суммарная мощность на преодолении сопротивления трения качения барабана по опорным роликам:
N=(N1+N2+N3)/ ŋ ,
где ŋ – к.п.д. трансмиссии, ŋ = 0,7…0,8.
N =(363,81+0,59+0,91)/0,7=521,87 Вт.
По суммарной мощности подбираем тип электродвигателя АИР 71 А4, частота врещения n=1500 об/мин. В бетоносмесительных установках, как и дробилках, используются трехфазные асинхронные двигателя серии А2, АО2, АОЛ2.
Выбор редуктор. Необходимое расчетное передаточное число трансмиссии:
Uтр=nдв/nб ,
где nб – частота вращения гравитационного бетоносмесителя.
U тр= 1500/27=55,55
По каталогу моделей редукторов выбираем редуктор 1Ц3У-160 по величине номинального крутящего момента и передаточного числа. ВЫВОДЫ: 1) В ходе лабораторной работы рассмотрены четыре стенда: передвижной гравитационный бетоносмеситель циклического действия, гравитационный бетоносмеситель непрерывного действия, бетоносмеситель циклического действия с принудительным перемешиванием, бетоносмеситель непрерывного действия с принудительным перемешиванием; 2) для каждого лабораторного стенда были нарисованы кинематические схемы; 3) по известным формулам определены основные параметры гравитационного бетоносмесителя циклического действия; 4) по каталогу и таблицам подобраны: электродвигатель и редуктор.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
;