Продуктивність змішувальних машин

Приготування бетонів і розчинів відбувається в змішувальних машинах, які залежно від характеру перемішування матеріалу розділяються на змішувальні машини примусового перемішування і перемішування за рахунок вільного падіння матеріалів від дії сили важкості (гравітаційні).

Основними частинами змішувальних машин є: рама, що встановлювана стаціонарно або пересувна, змішуючий барабан, лопасний вал, двигун, систе­ма передач від двигуна до змішувального барабана чи вала, завантажувальний і розвантажувальний пристрої і система керування.

Завантаження змішувальних машин може виконуватись із бункерів, а також за допомогою ковшових підйомників. Розвантажуються змішувальні машини перекидан­ням змішувального барабану, його нахилом, відкрива­нням люка в змішувальному барабані, введенням розвантажувального лотка в барабан чи зміною напряму обертання змішувального барабана.

Рисунок 4. Пересувний малогабаритний розчинозмішувач циклічної дії: 1 – змішувальний барабан; 2 – електродвигун; 3 – редуктор; 4- механізм повороту (нахилу) барабана; рама з ходовою частиною

Рисунок 5. Змішувач СБ-91ВБетонозмішувач складається із рами - 4, змішувального барабана - 2, траверси - 7, приводних механізмів обертання - 6 і перекидання – 5, змішувального барабана, електроустаткування, апаратури пуску, захисту і управління.

 

Продуктивність змішувальних машин, м³/год, пе­ріодичної дії визначається формулою

П=v_пр nk/1000 (1)

де V_пр — виробнича місткість змішувального барабана (сума об'ємів сухих матеріалів, потрібних для приготування одного замісу), м; k — коефіцієнт виходу суміші (зазвичай k =0,66.0,7 для бетонів, k =0,85...0,95 для розчинів); n — число замісів в 1 год:

n=3600/ (t₁ + t₂ + t₃ ) (2)

тут t₁ — час завантаження барабана (15...30 c); t₂ — час перемішування суміші (60... 150c); t₃ — час розвантаження барабана (20.50 c).

Потужність приводу змішувальних машин визначається як сума потужностей, що витрачаються на підйом завантажувального ковша з матеріалом, на подолання опору в опорних елементах, на подолання опору перемішування суміші.

Потужність, що витрачається на підйом завантажувального ківша, кВт:

N₁ = 2Sv/1000, (3)

де S — зусилля в підйомному канаті, Н; v — швидкість руху підйомного каната, м/с.

Потужність, що витрачається на подолання тертя кочення між роликами і опорними бандажами, кВт:

N₂ = Мn/9550 (4)

де М — момент сил опору обертанню опорних бандажів, Н•м:

, (5)

тут G_б— сила важкості змішувального барабана; G_M — сила важкості матеріалу в середині змішувального барабана; β— кут нахилу до вертикалі лінії, що з’єднує центр барабана і центр одного з опорних катків; k — коефіцієнт тертя кочення (k 0,02...0,07); r —радіус підтримуючих роликів, м; R — радіус бандажа, м; n — частота обертання барабана, хв^-1.

Потужність, що витрачається на подолання опору в підшипниках, що підтримують катки,, кВт:

N₃ = М'n' /9550 (6)

де М^' — момент сил тертя опіру обертанню, що підтримують катки, Н•м:

, (7)

тут f — коефіцієнт тертя у вісях, що підтримують роликі, при підшипниках кочення (f 0,002...0,003); d — діаметр вісі опорних катків, м.

Потужність, що витрачається на подолання опору в підшипниках вісі змішувального барабана (для перекидних барабанів)

, (8)

де М" — момент сил опору обертанню барабана:

, (9)

тут f₁ — коефіцієнт тертя в вісі барабана (f₁ 0,08...0,12); d— діаметр вісі барабана, м.

Потужність, що витрачається на подолання опору при змішуванні суміші лопасним валом (для змішувальних машин примусового перемішування)

, кВт (10)

де z — число змішувальних лопастей; до = φy/(2g) — коефіцієнт;

φ — коефіцієнт, що враховує залежність між довжиною лопас­ті і її шириною (таблиця. 1); y — об'ємна маса розчину, що перемішується, кг/м³; g — пришвидшення сили тяжіння, м/с²; l, b — довжина і ширина лопасті, м; ω = πn/30 — кутова швидкість обертання лопасті; r_н - зовнішній радіус лопасті, м; r_в — внутрішній радіус лопасті, м.

 

Значення коефіцієнта φ

Таблиця 1

l:b						Більше ніж 18
?	1.1	1.15	1.2	1.3	1.4

 

Для визначення потрібної потужності двигуна змішувальної машини складаються відповідні значення потужностей, вводяться поправочні коефіцієнти на невраховані опори і враховуються втрати на подолання опорів в елементах передач.

 

Завдання №2(1)

 

Визначити годинну і змінну продуктивність розчинозмішувача з барабаном, що має виробничий об'єм V_пр=150 л.

 

 

Для розрахунку приймаємо тривалість елементів циклу: t₁ =20 c —завантаження ківшевим підйомником; t₂=120с—примусове перемішування ло­пастями; t₃ = 30 c — розвантаження відкриттям люка.

Тривалість циклу, с

t_ц =t₁ + t₂ + t₃ = 20+120+30=170

Число циклів за 1 годину роботи

Коефіцієнт виходу розчину до = 0,95.

Годинна продуктивність розчинозмішувача по формулі (1), м³/год

 

Змінна продуктивність, м³/cм

 

П_cм = 8,2•3•0,8 = 19,7

 

Вихідні дані завдання№2(1)

Номер завдання	vпр, л	Спосіб завантаження барабана	Спосіб розвантаження барабана
		із бункера	Перевертанням
		із бункера	Перевертанням
		Ківшевим підйомником	Через люк
		Ківшевим підйомником	Через люк
		із бункера	Через люк

Завдання №2(2)

Визначити годинну і змінну продуктивність бетонозмішувача з барабаном, що має виробничий об'єм V_пр = 250 л. Завантаження барабана здійснюється ківшевим підйомником, розвантаження — перекиданням барабана.

 

 

Приймаємо тривалість елементів циклу: час завантаження t₁ = 30 c, час перемішування t₂=120 c, час розвантаження t₃=30с.

Тривалість циклу, с

t_ц = 30+120 + 30=180

Число циклів за 1 годину ро­боти

п = 3600/ t_ц = 3600: 180 = 20.

Коефіцієнт виходу бетону до = 0,66.

Годинна продуктивність бетонозмішувача по формулі (1), м³/год

Коефіцієнт використання машини за часом протягом зміни

k_в = 0,8...0,9.

Змінна продуктивність бетонозмішувача, м³/зм

П_cм = 8,2•3,3•0,85 = 23,2

 

Вихідні дані завдання №2(2)

Номер завдання	vпр, л	Спосіб завантаження барабана	Спосіб розвантаження барабана
		із бункера	Перекиданням
		Ківшевим підйомником	Увідним лотком
		Ківшевим підйомником	Нахилом
		із бункера	Нахилом
		із бункера	Нахилом