Бетоносмеситель. Назначения и класс проектируемого оборудования
Реферат
Курсовая работа состоит из пояснительной записки, содержащей 29 листов печатного текста, основанного на 9 источниках, и графической части, состоящей из одного листа формата А1. Пояснительная записка включает в себя таблицы, а так же несколько изображений и эскизов.
Ключевые слова: смеситель,
Цель курсовой работы заключается в проектировании установки (бетоносмесителя Сб-103), используемого в линиях по производству строительных материалов, изделий или конструкций.
В работе рассмотрены особенности бетоносмесителя как одной из самых распространенных и востребованных машин в в промышленности строительных материалов.
Содержание
|
4 |
|
6 |
|
8 |
|
11 |
|
14 |
|
18 |
|
20 |
|
23 |
|
26 |
|
29 |
|
30 |
- Введение
Бетоны и строительные растворы представляют
собой искусственные материалы, получаемые
из смеси, состоящей из вяжущих веществ
(цемента, извести) и заполнителей (щебня,
гравия и песка).
В результате химической реакции между
вяжущими веществами и
водой образуется цементный (известковый)
камень, заполняющий
пространство между щебнем и песком. Для
экономии, цемента и
получения более прочного бетона следует
так подбирать компоненты смеси, чтобы
между ними было наименьшее количество"
пустот.
В качестве заполнителей широко применяются
легкие материалы:
шлак, пемза, керамзит.
На технологию приготовления бетонов
и их укладку большое
влияние оказывает количество вяжущего
вещества и воды, которые
в основном определяют подвижность и укладываемость
смеси. От
этих же компонентов зависит и прочность
бетона. Затвердевший
бетон характеризуется «маркой», т. е.
пределом прочности образцов на сжатие
в 28-дневном «возрасте».
На прочность бетона влияет однородность
смеси, зависящая от
качества перемешивания.
Процесс перемешивания
с жидкими, газообразные с жидкими, жидкие
с жидкими и т. п.
На конечную прочность бетона, помимо
оптимального состава, большое влияние
оказывают однородность смеси, достигаемая
при перемешивании.
Приготовление (перемешивание) бетонов
и растворов осуществляется в бетоно-
и растворосмесителях. Основными узлами
смесительных машин являются рабочие
органы, устройства и механизмы
для загрузки и выгрузки смеси, двигатель
и трансмиссия.
Перемешиванию сопутствуют вспомогательные
операции: дозирование, загрузка составляющих
и выгрузка готовой смеси. Устройства
для осуществления вспомогательных операций
могут быть выполнены в одном агрегате
со смесителем или самостоятельно и входить
в комплект соответствующего оборудования
смесительного
завода.
2. Назначения и
класс проектируемого
Бетоносмеситель
– машина для приготовления
однородной бетонной смеси
По способу перемешивания
различают смесители принудительного
действия и гравитационные. Принудительное
перемешивание
осуществляется при вращении лопастей
в неподвижной емкости
(барабане), а в гравитационных смесителях
— в результате подъема
и сбрасывания смеси внутри вращающегося
барабана. Гравитационные смесители проще
по конструкции и способны перемешивать
бетоны с более крупным заполнителем.
По режиму работы смесители бывают циклического
и непрерывного действия. Смесители циклического
действия имеют явно выраженный цикл,
состоящий из операций загрузки, перемешивания
и выгрузки готовой смеси. Главным параметром
таких смесителей является вместимость
их барабана, исчисляемая по объему смеси,
приготовленной за один замес. В нашей
стране выпускают бетоносмесители объемом
65, 165, 330, 880, 1600, 3000 л. В смесите-
лях непрерывного действия поступление
компонентов и выход готовой смеси происходит
непрерывно. Эти машины отличаются
относительно большой производительностью.
Главным параметром
смесителей непрерывного действия является
их производительность.
По мобильности смесители разделяются на стационарные и передвижные. Передвижные смесители применяют на объектах с небольшими объемами работ, стационарные — на заводах, рассчитанных на длительный срок эксплуатации.
- Компоновка и размещение оборудования в составе технологической лини
и
Технологический процесс
взаимосвязанных механизированных и,
в большинстве случаев,;
автоматизированных операций: складскую
переработку материалов,:
включающую погрузочно-разгрузочные и
штабелировочные работы;
транспортирование компонентов в расходные
бункера смесительного узла; дозирование
компонентов; приготовление (перемешивание)
смеси; выгрузку готовой смеси.
При расчлененной технологии
производства отдозированные
компоненты перемешиваются в пути следования
или в смесительных
установках, расположенных у места укладки,
бетона. Завод в этом
случае состоит из централизованного
складского хозяйства с дозировочной
установкой. В зимнее время в технологический
процесс
включаются операции по подогреву инертных
материалов
В зависимости от назначения,
мощности и особенностей
потребителей существуют постояннодействующие
стационарные и
приобъектные бетонные и растворные заводы,
быстро перебазируемые сборно-разборные
заводы и передвижные смесительные
установки.
Постояннодействующие
района или для заводов железобетонных
сборных конструкций.
Приобъектные заводы сооружают
для строительства конкретных
объектов, рассчитанных на эксплуатацию
в течение нескольких
лет. Для лучшего использования такие
заводы должны иметь возможность быстрого
перебазирования на другие объекты, без
больших затрат на монтаж-демонтаж оборудования
и стационарные сооружения.
Передвижные бетонные и
представляют собой агрегаты, смонтированные
на прицепах или
состоящие из блоков, перевозимых транспортными
средствами.
Эти установки предназначены для обслуживания
рассредоточенных объектов.
В состав завода или установки входят:
склады заполнителей и
цемента, имеющие механизмы для
штабелирования и подъемно-транспортное
оборудование для подачи их
в смесительное отделение;
смесительное отделение
с дозировочным оборудованием, расходными
бункерами, смесительными машинами
и устройствами
для приема готовой смеси и выдачи ее потребителю.
Бетоносмесительные и
растворосмесительные цехи и установки
классифицируют по следующим признакам:
по принципу действия —
периодического и непрерывного; по схеме
компоновки — на высотные и ступенчатые.
При высотной схеме компоновки
(рис. 234) осуществляется
однократный подъем составляющих смеси
на полную высоту, после
чего материалы в течение всего технологического
цикла движутся
только под действием силы тяжести.
При двухступенчатой схеме
составляющие последовательно
двукратно поднимаются сначала в расходные
бункера, затем, после
дозирования, в смесительную машину.
Высотные схемы более компактны и лучше поддаются автоматизации технологического процесса.
На рисунке показан завод с
двумя бетоносмесителями
по 880 л, выполненный по высотной схеме.
Непосредственно бетоносмесительный
узел имеет три отделения: бункерное, дозаторное
и
смесительное.
Заполнители подаются со
через поворотную воронку 12 в отсеки бункеров (для заполнителя,
воды и цемента). Цемент подается со склада
шнеком 2 через воронку 1 в элеватор
3 и далее по двухрукавной течке 10 в бункера. Последние оборудованы
указателями; уровней 13 для автоматического контроля
уровня их загрузки, гасителями скорости
падения материалов и устройствами для
сводообрушения.
Из бункеров
(для заполнителя, воды и цемента) 16 материал через дозаторы цемента 8 и дозатор
заполнителей 9 поступает в приемную воронку 7 и через рукав 14 и течку 6 направляется в смеситель 5. Вода из бункера 17 поступает
в бетоносмеситель через дозатор 15. Готовая смесь выгружается
в бункера 4, из которых выдается потребителям.
Бетоносмеситель СБ-103 входит
в комплект оборудования бетонных заводов
и установок и В гравитационных смесителях
исходные компоненты смеси поднимаются
во вращающемся барабане, на внутренней
поверхности которого жестко закреплены
лопасти, и затем под действием
силы тяжести падают вниз. Процесс
повторяется несколько раз, благодаря
чему получается смесь, однородная по
составу. Загрузка исходных компонентов
смеси производится через загрузочное
отверстие в барабане, а разгрузка
или через разгрузочное отверстие,
или путем опрокидывания К преимуществам гравитационных смесителей относятся простота конструкции и кинематической схемы, возможность работы а смесях с наибольшей крупностью заполнителей (до 120 ... 150 мм), незначительное изнашивание рабочих органов, малая энергоемкость, простота в обслуживании и эксплуатации и низкая себестоимость приготовления смеси. Оптимальное время смешения в таких смесителях составляет 60 ... 90 с, а полный цикл, включая загрузку, смешение, выгрузку и возврат барабана в исходное положение, - 90 ... 150 с. Перемешивание массы осуществляется посредством лопастей, закрепленных на внутренней поверхности барабана. Во избежание быстрого износа лопастей рабочие кромки их наплавляются сталинитом. Лопасти расположены по винтовой линии, при этом часть лопастей имеет правое направление (у разгрузочного конуса), а лопасти загрузочного конуса - левое, что способствует приближению бетона к центральной цилиндрической части барабана и улучшению вследствие этого перемешивания всей смеси.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕТОНОСМЕСИТЕЛЯ СБ-103
Объём готового замеса бетонной смеси (л)………………..2000 Объём по загрузке сухими составляющими (л)……………3000 Число циклов, не менее (в час)………………………………25 Крупность заполнителя, не более (мм)……………………...120 Частота вращения барабана (об/мин)………………………..12,6 Угол наклона смесительного барабана (град): при перемешивании……………………………………15 при выгрузке……………………………………………55 Мощность электродвигателя (кВт)…………………………..22 Привод опрокидывания барабана……………………пневматический Рабочее давление воздуха (Н/м2)…………………………….6*105 Габаритные размеры (мм): Длина……………………………………………………2500 ширина………………………………………………….4050 высота…………………………………………………..
Бетоносмеситель (Рисунок 3) состоит из рамы, опорных стоек, смесительного барабана, траверсы, привода вращения барабана и пневмоцилиндра для опрокидывания барабана.
Рисунок 3. Бетоносмеситель СБ-103 1 – щиток; 2 – кожух; 3 – барабан; 4 – муфта; 5 – пневмопривод; 6 – электрооборудование;
7 – траверса; 8 – стойки; 9,14 –
опорный и поддерживающие 12 – редуктор; 13 – выводная коробка; 15 – рама.
|
- Принцип и порядок работы оборудования с указанием очередности выполн
яемых операций
Смесительный барабан (Рисунок
3) представляет собой
Траверса представляет собой
сварную конструкцию
Опорный ролик, вращающийся в
подшипниках, установлен на
Поддерживающие ролики также
смонтированы в подшипниках на
эксцентриковых осях, позволяющих
регулировать зазор между
Рисунок 3. Смесительный барабан
1 – крышка; 2,6 – задняя и передняя лопасти; 3 – футеровка;
4 – зубчатый венец; 5 – корпус; 7 – фланец; 8 – кронштейн.
Выгрузка готовой смеси производится путем наклона барабана, осуществляемого при посредстве пневмоцилиндра, шток которого шарнирно соединен с рычагом поворота.
Обод барабана имеет три проточенные поверхности - две торцовые и одну в цилиндрической части для опорных и фиксирующих роликов, установленных на траверсе.
Барабаны рассмотренной конструкции применяются для бетономешалок емкостью от 425 до 4500 л.
Пневмокинематическая схема бетоносмесителя СБ-103 показана на Рисунке 4. Двухступенчатый редуктор закреплен на вертикальной стенке траверсы. Движение от электродвигателя через муфту и редуктор передается шестерне и зубчатому венцу барабана. Пневмопривод служит для опрокидывания барабана при разгрузке готовой смеси, возврата и фиксации его в рабочем положении и заключает в себя пневмоцилиндр, воздухораспределитель, маслораспределитель, запорный вентиль, резинотканевые рукава и трубы. Пневмодилиндр выполнен с тормозным устройством, позволяющим изменять скорость движения поршня в конце опрокидывания и подъема барабана.
Рисунок 4. Пневмокинематическая схема бетоносмесителя СБ-103
1 - втулочно-пальцевая муфта; 2 - валы-шестерни; 3 - зубчатые колеса;
4 - запорное устройство; 5 - вентиль; 6 - маслораспылитель;
7 - воздухораспределитель; 8 - пневмоцилиндр; 9, 11- подшипники опорного и поддерживающего ролика; 10 - зубчатый венец; 15 - зубчатая шестерня.
ПОДБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
При выборе сталей необходимо
учитывать их свойства, условия
работы деталей и конструкций,
характер нагрузок и
В сварных конструкциях применять стали марок Ст0, Ст3, Ст5, Ст6, 15, 35, 45, 50Г. Сварка легированных сталей несколько затруднена из-за склонности к закалке околошовной зоны и образования в ней хрупких структур.
При работе гравитационного бетоносмесителя большая часть его деталей подвержена значительным напряжениям и деформациям. Корпус смесителя, например, испытывает значительные напряжения из-за центробежной силы действующей на него. Зубчатый венец так же испытывает большие перегрузки, возникающие при вращении смесительного барабана с загруженным в него материалом. Смесительные лопатки и их кронштейны, находящиеся внутри корпуса, изламываются и изгибаются из-за сопротивления загружаемого материала. На опорные шарикоподшипники производит своим весом давление смесительный барабан с материалом, так же на них действует и центробежная сила барабана. Поэтому для подбора основных материалов и марок сталей для проектирования смесителей нужно подходить с большой ответственностью и учитывать все эксплуатационные и технические характеристики проектируемых деталей.
Все части смесителя, кроме зубчатого венца, корпусов подшипников, футеровки, кронштейнов и лопаток, изготавливают из стального листа толщиной 3-5 мм марки Ст3 без термической обработки. Внутреннюю поверхность барабана футеруют стальным листом толщиной 3-5 мм из стали марки 50Г с нормализацией. Кронштейны и лопасти прикреплённые к ним лучше всего изготовить из стали марки 40Х с закалкой в масле и отпуском. Зубчатый венец целесообразно изготовить из углеродистой стали марки Ст4пс с отжигом нормализацией и улучшением. Корпуса подшипников изготовить по
ГОСТ 11521-82, основания и крышки их из СЧ 15.
Подшипники изготавливают из шарикоподшипниковой стали ШХ 15 или ШХ 20СГ – для опорных подшипников.
Для изготовления рамы использовали швеллер изготовленный из стали Ст5. Основная часть поверхности не имеет рабочий контур, т.е. не требует дополнительной обработки резанием для снижения шероховатости. Такой прокат изготавливают в горячекатаном состоянии и его шероховатость в соответствии с ГОСТ 2789-73 должна быть Rz 320 и Rz 160. Кромки деталей и сварные швы с шероховатостью Rz 80.
Класс точности для изготовления рамы возьмём средний, предельные отклонения на её изготовление будут ±0,5 мм.
6. Техническая
характеристика оборудования
Рассмотрим несколько
Бетоносмеситель СБ-10В состоит из рамы со стойками, траверсы с опорными и поддерживающими роликами, загрузочного устройства, зубчатого венца, пневмопривода, смесительного барабана, привода и электрооборудования.
Смесительный барабан соединен в середине обечайкой, к которой приварен зубчатый венец. Внутри барабан снабжен футеровкой из износостойкой стали.
Пневмокинематическая схема
бетоносмесителя СБ-10В
Бетоносмеситель СБ-92 состоит из рамы, смесительного барабана,
траверсы со встроенным редуктором, механизма вращения и механизма
опрокидывания барабана.
Бетоносмеситель СБ-16Б аналогичен по конструкции бетоносмесителю СБ-91 и может использоваться либо индивидуально, либо в качестве комплектного оборудования бетонного завода. В первом случае он имеет скиповый подъемник.
Гравитационные
Их используют при возведении сооружений, где требуется большое количество одномарочного бетона (гидротехническое, дорожное и аэродромное строительство) .
- Новые технические решения по разработке деталей, узлов и агрегатов оборудования данного типа
Номер патента: 2130381
Класс(ы) патента: B28C5/46, B28B17/02
Номер заявки: 98108912/03
Дата подачи заявки: 06.05.1998
Дата публикации: 20.05.1999
Заявитель(и): Военный инженерно-технический университет
Автор(ы): Малинский Д.А.
Патентообладатель(и): Военный инженерно-технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к области строительного производства, а именно к приготовлению бетонных и растворных смесей в построечных условиях и может быть использовано для приготовления активированных смесей.
Известно большое количество
выпускаемых промышленность и
используемых в строительстве
бетоносмесительных установок,
Недостатком бетоносмесителей данного типа является невозможность повлиять на качество бетонной и растворной смеси путем активации вяжущего или воды затворения.
Наиболее близким техническим решением по отношению к заявляемой конструкции является смеситель (см. а. с. СССР N 1766684, 07.10.92). Смеситель включает барабан перемешивания компонентов смеси с оборудованными внутри лопастями, установлен свободно на двух парах колес, закрепленных жестко на основании, выполненном в виде рамы.
Данному
техническому решению свойственны
общие для всех смесителей недостатки,
при некотором улучшении
Сущность изобретения заключается в том, что в бетоносмеситель, состоящий из смесительного барабана цилиндрической формы, оборудованного внутри лопастями, рамы, на которой жестко закреплены колесные пары и привод, кроме того, в средней части стенок смесительного барабана установлены изолированные электроды, которые при вращении барабана периодически совмещаются с электродом, установленным под днищем смесителя. Учитывая, что на корпус бетоносмесительного барабана постоянно подается электрическое напряжение от минусовой клеммы источника постоянного тока (при этом сам барабан заземлен), на электрод, установленный под днищем барабана подается напряжение от плюсовой клеммы источника постоянного тока.
Зазор между электродом, находящимся под днищем барабана и нижней частью электродов, вмонтированных в смесительный барабан, установлен таким образом, чтобы при совмещении электродов в процессе прокручивания барабана между ними осуществляется высоковольтный электрический разряд. Высота расположения верхней части изолированных электродов, вмонтированных в днище смесителя по отношению к днищу также подобрана такой, что между головкой электрода и стенкой смесителя при его прокручивании также периодически осуществляется электрический разряд, который проходя через бетонорастворную смесь осуществляет активацию цемента и воды затворения, в результате чего бетоносмеситель помимо выполнения функции смешения бетонной смеси является также активатором. Путем расчетов и опытов установлены величины рабочего напряжения, равные 6...8 кВ, величина зазора между нижним электродом и электродами, вмонтированными в днище смесительного барабана, равная 3...4 мм, а также высота головок электродов во внутренней части барабана, равная 4...5 мм.
Новым
является то, что в средней части
стенок смесительного барабана установлены,
как минимум, два электрода, изолированных
от стенок смесительного барабана и
соединенных с положительным
полюсом постоянного тока, сама стенка
смесительного барабана соединена
с отрицательным полюсом
Установка положительных электродов непосредственно в стенке смесительного барабана неизвестна из существующего уровня техники, то позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".
Устройство технологично, просто в изготовлении и применимо в условиях индивидуального строительства.
Заявляемое
техническое решение поясняется
чертежом, где на фиг. 1 приведен общий
вид бетоносмесителя; на фиг. 2 приведена
конструкция совмещенных
Бетоносмеситель состоит из рамы 1, на которой жестко закреплены колесные пары 2, на них свободно расположен смесительный барабан 3, оборудованный изнутри лопастями 4, причем смесительный барабан 3 соединен с отрицательными клеммами источника тока 5 и заземлен. В днище смесительного барабана 3 вмонтированы изолированные электроды 6, закрепленные известным способом, а под смесительным барабаном расположен электрод 7, соединенный с плюсовыми клеммами источника постоянного тока.
Бетоносмеситель заявляемой конструкции работает следующим образом: в смесительный барабан 3 известным образом подаются необходимые компоненты бетонной смеси, он приводится во вращение, при этом лопасти 4 осуществляют гравитационное перемешивание компонентов бетонной смеси, при вращении смесительного барабана 3, вмонтированные в него электроды 6 периодически, по очереди совмещаются с электродом 7, расположенным под смесительным барабаном 3, в связи с тем, что корпус смесительного барабана 3 соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а электрод 7, установленный под днищем, соединен с положительными клеммами источника постоянного тока, при его совмещениях с электродами 6, вмонтированных в смесительный барабан 3, периодически происходит высоковольтный электроразряд (ВЭР) как между электродами 6 и 7, так и между электродами 6 и днищем смесительного барана 3, в результате воздействия на бетонную и растворную смеси сопровождающих ВЭР ударной волны, ультразвуковых колебаний и электромагнитных излучений повышается химическая активность цемента и воды затворения, что приводит к повышению прочности бетонов и растворов.
Использование в народном хозяйстве бетоносмесительных установок, способных осуществлять активацию вяжущего и воды затворения в процессе перемешивания смеси, позволит резко повысить качество бетона, приготавливаемого в построечных условиях.

- Бетоносмесительное отделение для цеха по производству плит аэродромных и дорожных покрытий производительностью 40 тыс.м3 в год
- Бетоносмесительное отделение для цеха по производству санитарно-технических кабин производительностью 40 тыс.м3 в год
- Бетоносмесительное отделение и склады производственного назначения ДСК мощностью 210 тыс. м2
- Бетоносмесительный узел для производства шпал железобетонных Ш1-1
- Бетоносмесительный цех железобетонный колонна
- Бетоносмесительный цех завода ЖБИ производительностью 20 тыс. м3 в год
- Бетоносмесительный цех завода железобетонных изделий производительностью 45000 м3 смесей в год
- Бетон и Железобетон: технологии производства и экономии
- Бетонирование стен
- Бетонирование стен
- Бетон и цемент
- Бетонные работы
- Бетонные смеси
- Бетоносмеситель гравитационного действия