Расчет бетоносмесительной установки

Вид и режим работы смесительного оборудования, наименование и характеристики готового продукта выбираются студентом самостоятельно.

Предлагается следующая последовательность выполнения:

- выбор способа производства;

- анализ БСУ согласно заданной производительности;

- расчет числа смесительных машин;

- выбор типа смесителя;

- определение конструктивно-кинематических параметров смеси­теля;

- расчет потребляемой мощности смесителя;

- составление ведомости оборудования.

 

Общие сведения

Бетонная смесь – называется смесь компонентов, со­стоящая из вяжущего вещества, воды, заполнителей, добавок, отдозированная согласно технологическим требованиям, тща­тельно перемешанная и находящаяся в состоянии до начала процесса схватывания и твердения.

Строительный раствор – смесь вяжущих материалов, заполнителей крупностью до 5 мм, воды и добавок, также тщательно перемешанная и находящаяся в состоянии до начала процесса схватывания и твердения.

По степени готовности бетонные смеси подразделя­ются на:

- бетонные смеси, готовые к употреблению (БСГ);

- бетонные смеси сухие (БСС).

Бетон – искусственный каменный материал, полученный в результате формирования и твердения рациональ­но составленной и тщательно перемешанной бетонной смеси.

Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к опре­деленному сроку заданные свойства (прочность, морозостой­кость, водонепроницаемость и др.).

В зависимости от плотности различают бетоны:

Особо тяжелые, плотностью более 2500 кг/м³, изготавливают на особо тяжелых заполнителях (магнетит и т. п.); эти бетоны применяют для специальных защитных конструкций.

Тяжелые, плотностью 2200-2500 кг/м³ на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород; применяют во всех несущих конструкциях.

Облегченные, плотностью 1800-2200 кг/м³; их применяют преимуще­ственно в несущих конструкциях.

Легкие, плотностью 500-1800 кг/м³; к ним относятся:

- легкие бетоны на пористых природных и искусствен­ных заполнителях;

- ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компо­нента и порообразователя;

- крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом крупном заполнителе без мелкого заполнителя.

Особо легкие, плотностью менее 500 кг/м³ (ячеистые и на пористых за­полнителях), используются в качестве теплоизоляции.

По свойствам и назначению различают бетоны:

Конструктивные, используемые для несущих бетонных и железобетонных конструкций, главной характеристикой этих бетонов являются прочностные показатели.

Конструктивно-теплоизоляционные, используемые для ограждающих конструкций зданий, обладающие как несущей способностью, так и теплозащитными свойствами.

Гидротехнические, применяемые для строительства пло­тин, шлюзов, облицовки каналов, опор мостов и других конст­рукций, обладающие повышенной стойкостью против воздей­ствия окружающей среды (воды, температуры).

Дорожные, применяемые для покрытий дорог, взлетно-посадочных площадок аэродромов и других конструкций, отли­чающихся повышенной износостойкостью и другими видами стойкости при переменных воздействиях температуры и влаги.

Теплоизоляционные, применяемые для тепловой изоля­ции конструкций и отличающиеся высокими теплоизоляцион­ными свойствами.

Декоративные, применяемые для отделки лицевых по­верхностей ограждающих конструкций строений.

Специальные – жаростойкие, кислотоупорные, особо тя­желые, применяемые для биологической защиты и др., обеспе­чивающие повышенную стойкость в определенных условиях эксплуатации.

Бетоносмесительные цехи оснащают следующим оборудованием: расходными бункерами, дозаторами, бетоносмесителями, станциями управления и установками для приготовления и дозирования химических добавок. Они также оборудуются различными транспортными устройствами для подачи в цехи сырьевых материалов и химических добавок.

Бетонные смесительные цехи классифицируются: по принципу действия, компоновке оборудования, схеме расположения бетоносмесителей и способу управления производственными процессами.

По способу действия бетоносмесительные цехи разделяют на циклического и непрерывного действия, по компоновке оборудования – на партерные и высотные. Схема расположения бетоносмесительных машин в цехе может быть линейной в один и два ряда и гнездовой. По способу управления производственными процессами бетоносмесительные цехи разделяют на механизированные, автоматизированные и цехи или заводы-автоматы.

При цикличном способе производства и приготовлении бетонов различных марок бетоносмесительные цехи обычно компонуют по высотной схеме. При большом потреблении одномарочных бетонов используют бетоносмесительные установки непрерывного действия. Для обеспечения полигонов применяют цикличные бетоносмесительные установки с размещением оборудования по партерной двухступенчатой схеме, при которой компоненты смеси последовательно поднимают два раза.

Заводы партерного типа разделены на две части - в первой принимаются и дозируются компоненты, во второй они перемешиваются в смесителях и выгружаются в транспортные средства.

Тип бетоносмесителя выбирают таким образом, чтобы каждый из них мог выпускать два вида смеси (например, подвижной или жесткой для тяжелого или легкого бетона и т. д.). Количество смесителей в цехе должно быть небольшим, но не менее двух, чтобы в случае поломки обеспечить требуемый выпуск бетонной смеси.

При проектировании бетоносмесительных цехов следует соблюдать технологические нормы.

Ход работы

Таблица 7.1 – Исходные данные

Вариант	Производительность
	Смесительное отделение завода ЖБИ П=100 тыс. м^3 год
	Смесительное отделение завода ЖБИ П=15 м^3\час
	Смесительное отделение завода ЖБИ П = 40 тыс. м^3год.
	Смесительное отделение завода ЖБИ П=300 тыс. м^3год.
	Смесительное отделение завода ЖБИ П=450 тыс. м^3год.
	Смесительное отделение завода ЖБИ П = 250 тыс. м^3год.
	Смесительное отделение завода ЖБИ П = 60 тыс. м^3год.
	Растворо-бетоносмесительная установка П = 20 м³/час
	Смесительное отделение завода ЖБИ П = 150 тыс. м^3год
	Смесительное отделение завода ЖБИ П = 30 м³/час
	Растворо-бетоносмесительная установка П = 60 м³/час
	Смесительное отделение завода ЖБИ П = 250 тыс. м^3год.

 

Число смесительных машин, их тип и конкретная марка опре­деляются заданной производительностью и режимом работы предприятия.

 

 

Требуемый суммарный производственный объем смесителя (по выходу) V_п (л) рассчитывается по формуле:

V_п = , (7.1)

где П_год – годовая производительность завода, ; Т_г – годовой фонд рабочего времени, ч; k_и – коэффициент использования оборудования; k_и = 0,82…0,87.

z – расчетное число замесов смеси­тельной машины, ч^-1;

z = , (7.2)

где t_цикла – время рабочего цикла смесителя, с.

Для расчетного числа замесов должно соблюдаться условие

 

z₃ ≤ [z₃], (7.3)

где [z₃] – нормативное время перемешивания компонентов (таблица 3);

t_цикла = t₁ + t₂ + t₃ +[t], (7.4)

где t₁ – время загрузки смеси; t₁ = 10…20 с; t₂ – время выгрузки смеси;

t₂ = 15…25 с; t₃ – время возврата барабана в исходное положение; t₃ =10…20 с;

[t] – время перемешивания компонентов, (таблица 7.2) с.

 

 

Таблица 7.2 – Наименьшая продолжительность смешивания бетонной смеси на плотных заполнителях

 

Объем готового замеса бетонной смеси, л	В гравитационных смесителях при подвижности бетонной смеси, см	В смесителях принудительного действия
3…8	более 8
500 и менее
более 500

 

Годовой фонд рабочего времени:

Т_г = (7.5)

 

где Т_в – число выходных и праздничных дней в году;

Т_т – простои во всех видах технического обслуживания и ремонта;

t_см – продолжительность смены; t_см = 8,2.

n – коэффициент сменности; n = 1;

k_н – коэффициент, учитывающий перерыв в работе по непредвиденным причинам; k_н = 0,85.

 

Если в исходных данных дана производительность растворо – бетоносмесительной установки в , то суммарный производственный объем смесителя (по выходу) V_п (л) следует рассчитывать по формуле:

V_з = , (7.6)

где П_э – эксплуатационная производительность, ;

К_н – часовой коэффициент на неравномерности выдачи бетонной смеси (таблица 3)

z – расчетное число замесов в час (по формуле 7.2).

 

 

Таблица 7.3 – Показатели норм технологического проектирования бетоносмесительных цехов

Наименование	Норма
Расчетное количество замесов в 1 ч для приготовления на плотных заполнителях тяжелых бетонных и растворных смесей с автоматизированным дозированием составляющих: 1 бетонные смеси, изготавливаемые в смесителях принудительного действия (жесткие и подвижные); 2 бетонные смеси, изготавливаемые в смесителях гравитационного действия: при объеме готового замеса бетонной смеси 500 л и менее, подвижностью 1…4 5…9 10 см и более при объеме готового замеса бетонной смеси более 500 л, подвижностью 1…4 5…9 10 и более
Часовой коэффициент на неравномерность выдачи товарной бетонной смеси	0,8
Коэффициент выхода смесей в плотном теле: бетонных тяжелых и легких (только для конструкционного бетона); легких (для конструкционно-теплоизоляционного бетона); растворных	0,67   0,75 0,8

 

 

По объему готового замеса V_з и производственному объему готового замеса V_бс подбирается бетоносмесительная установка (таблица 7.4, 7.5).

 

 

Таблица 7.4 – Технические характеристики цикличных гравитационных бетоносмесителей

Показатели	СБ-16Г	СБ-91	СБ-108	СБ-94	СБ-3	СБ-103
Объем готового замеса Vбс, л
Вместимость по загрузке Vр, л
Число циклов приготовления бетонной смеси в час
Наибольшая крупность заполнителя, мм
Частота вращения барабана, с־¹	0,3	0,3	0,283	0,293	0,21	0,21
Мощность двигателя вращения барабана, кВт
Механизм опрокидывания барабана	Гидравлический	Пневматический
Угол наклона барабана, град: при загрузке и смешивании при выгрузке
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота
Масса, кг

 

 

Число смесительных машин:

m = ,

где V₀ – производственный объем смесителя, л.

 

 

Полученное число округляется до целочисленного в большую сторону.

 

Таблица 7.5 – Технические характеристики цикличных бетоносмесителей принудительного действия

Показатели	СБ-80А	СБ-80-3	СБ-35	СБ-93	СБ-128	СБ-112
Способ перебазирования	Перед- вижной	Стационарный
Объем готового замеса, л
Вместимость по загрузке, л
Число циклов в час при приготовлении бетонной смеси
Частота вращения ротора, с־¹	0,517	0,517	0,533	0,333	0,317	0,333
Крупность заполнителя, мм
Мощность двигателя, кВт	5,5
Давление в пневмосистеме, МПа	-	0,4… 0,7	0,4… 0,7	0,4… 0,6	0,4… 0,6	0,4… 0,7
Давление в пароводводящей системе, МПа	-	-	-	-	-	0,2… 0,5
Габаритные размеры, мм длина длина с поднятым ковшом ширина высота	-	-	-	-	-	-
Масса, кг