Конструкции смесительных машин

Цементобетон (бетон) состоит из вяжущего (цемента), воды и заполнителей (песка, щебня или гравия). При разведении цемента водой образуется цементный клей, который при перемешивании обволакивает зерна заполнителей и склеивает их. Все компоненты, которые составляют бетонную смесь, перед загрузкой в бетоносмеситель дозируют в строго весовых отношениях. Водоцементное отношение характеризует консистенцию бетонов, которое определяется осадкой конуса. В зависимости от осадка конуса различают смеси малоподвижные (1 - 5 см), подвижные (6 - 15 см) и литые (более 15 см). Бетонные смеси с нулевым осадкой конуса называются жесткими.

Комплекс бетонных работ состоит из приготовления, транспортировки, укладки и уплотнения бетонных смесей. Цементобетон готовится в бетоносмесителях.

Гравитационные циклические бетоносмесители выполнены с опрокидным барабаном грушевидной формы, с наклоняющимся двухконусным барабаном и с цилиндрическим неопрокидным барабаном (рисунок 13.3). Преимущества этих барабанов - простота конструкции и возможность перемешивания смеси с крупными заполнителями (100 - 120 мм). Для увеличения срока службы лопасти бетоносмесителя изготавливают из износостойкой стали. Бетоносмесители с цилиндрическим барабаном из-за низкого качества получаемой смеси применяют редко.

Рисунок 13.3 – Схемы смесительных барабанов гравитационного типа:

а – опрокидной; б – наклонный; в – наклонный с введенным лотком

Бетоносмеситель с опрокидным барабаном СБ-27 (рисунок 13.4) с величиной замеса 65 л выполнен передвижным на колесном ходу и используется на вспомогательных работах при небольших объемах. Загружается бетоносмеситель вручную и состоит из смесительного барабана 1, редуктора 3, электродвигателя 7, несущей рамы 5 и ходовой части с дышлом 8. Барабан сварен из трех частей: конуса, цилиндра и днища. Внутри к барабану прикреплены лопасти 2. В днище барабана приварена втулка, насаженная на выходной вал конического редуктора 3. Привод барабана осуществляется от электродвигателя 7 через клиноременную передачу 6 и редуктор 3. Бетоносмеситель разгружается поворотом штурвала 4 и опрокидыванием барабана. Штурвал жестко соединен с трубой 9, свободно вращающейся на подшипниках входного редуктора 3, поэтому при вращении вместе со штурвалом 4 поворачивается и редуктор 3 с барабаном 1.

Рисунок 13.4 – Бетоносмеситель с опрокидным барабаном:

а – конструкция; б – кинематическая схема

Бетоносмеситель с наклоняющимся барабаном типа СБ-3 (рисунок 13.5) выполнен стационарным. Вместимость смесительного барабана по загрузке составляет 3000 л, а объем готового замеса - 2000 л. Загружается барабан из бункера или специальным ковшовым подъемником.

Рисунок 13.5 – Бетоносмеситель с наклонным барабаном СБ-3:

1 – станина; 2 – траверса; 3, 4 – ролики; 5 – редуктор; 6 – стойка; 7 – пневмоцилиндр; 8 – электродвигатель; 9 – барабан; 10 – зубчатый венец

Бетоносмесители непрерывного действия выполняют, как с гравитационным (рисунок 13.6, а), так и с принудительным (рисунок 13.6, б) перемешиванием материала. Перемешивание со свободным падением материала происходит так же, как и в смесителях циклического (периодического) действия. Длина барабана 3 бетономешалки непрерывного действия 4 - 4,5 м, а диаметр до 2 м. К внутренней поверхности барабана по винтовой линии прикреплены лопасти, благодаря которым материал в процессе перемешивания перемещается от загрузочного отверстия 2 к разгрузочному. Барабан приводится во вращение от электродвигателя 1 и опирается на ролики, смонтированные на раме. Учитывая высокую производительность (120 - 130 м³/ч), эти бетоносмесители используют на центральных бетонных заводах.

Рисунок 13.6 – Схемы бетоносмесителей непрерывного действия:

а – со свободным перемешиванием; б – с принудительным перемешиванием

Бетоносмеситель непрерывного действия с принудительным перемешиванием (см. рисунок 13.6, б) состоит из корпуса 3 корытообразной формы, внутри которого помещаются два вала 2 с лопастями, вращающихся в противоположных направлениях. Валы приводятся во вращение от двигателя 1 через редуктор. Компоненты материалов, составляющих бетон, загружаются через бункер и после перемешивания перемещаются к разгрузочному отверстию. Смесители этого типа используют для приготовления жестких смесей. Производительность их составляет 5 - 150 м³/ч.

Вибросмесители позволяют готовить наиболее жесткие бетоны. Они бывают как со свободным, так и с принудительным перемешиванием материала. При вибрировании силы трения между частицами значительно снижаются, что способствует лучшему перемешиванию. Принцип работы вибросмесителя аналогичен принципу работы грохотов инерционных. Имеются также и вибросмесители непрерывного действия.

Схема процесса движения компонентов смеси в цилиндрической камере при сообщении ей круговых колебаний в вертикальной плоскости показана на рисунке 13.7. Компоненты смеси, вовлеченные в процесс вибрационного транспортирования по плоскости с переменным углом наклона к горизонту, совершают устойчивое циркуляционное движение вокруг оси, расположенной в центре тяжести слоя сыпучего материала, находящегося в камере. Угловая скорость циркуляции смеси значительно меньше угловой скорости вращения дебаланса. Направление циркуляции в тонком слое, непосредственно примыкающем к корпусу вибровозбудителя, совпадает с направлением дебаланса. Такая неравномерность распределения скоростей циркуляции по слоям обеспечивает хороший эффект перемешивания. Интенсивность циркуляции смеси зависит от параметров вибрации, свойств сыпучего материала, размеров и формы камеры, степени ее заполнения, расположения вибровозбудителя и других конструктивных особенностей.

Рисунок 13.7 – Схема перемешивания в барабанном вибросмесителе:

1 - камера; 2 - вибровозбудитель; 3 - упругая подвеска

Автобетоносмесители предназначены для доставки отдозированных компонентов бетонной смеси, приготовления подвижной и малоподвижной бетонной смеси в пути следования или по прибытии на строительный объект, доставки готовой бетонной смеси и выдачи ее потребителю.

Автобетоносмесители могут загружаться: сухой смесью из предварительно высушенных заполнителей, сухой смесью послойно из заполнителей естественной влажности, сухой перемешанной смесью также из заполнителей естественной влажности, смоченной, частично перемешанной смесью и готовой бетонной смесью.

Сухие бетонные смеси загружают в автобетоносмеситель на центральном бетонном заводе, а добавку воды и перемешивание смеси производят в пути непосредственно перед прибытием к месту укладки или на объекте. В случае загрузки готовой бетонной смесью автобетоносмесители используют как автобетоновозы с побудителем.

Автобетоносмеситель (рисунок 13.8) – гравитационный реверсивный установлен на шасси автомобиля. Привод смесительного барабана – механический, осуществляется от автономного двигателя внутреннего сгорания.

Автобетоносмеситель состоит из следующих сборочных единиц: шасси автомобиля 7, рамы в сборе 4, смесителя 1, загрузочно-разгрузочного устройства 2, бака с оборудованием для подачи и дозирования воды 3 в смеситель и привода смесителя 5 с механизмами управления 6. Все сборочные единицы смонтированы на раме, укрепленной на шасси автомобиля.

На раме под углом 15° к горизонту установлен смеситель на три опорные точки: подшипник в передней части и два опорных ролика, на которые опирается бандаж у концевой части барабана. Внутри барабан снабжен двумя винтовыми лопастями для перемешивания бетонной смеси при вращении его по часовой стрелке и выдачу готовой смеси – при вращении в обратном направлении.

Загрузочно-разгрузочное устройство состоит из загрузочного бункера, приемного и разгрузочного лотков и отклоняющего устройства. Угол наклона разгрузочного лотка изменяется винтом отклоняющего устройства. В передней части разгрузочного лотка находится шарнир для складывания в транспортное положение. Разгрузочный лоток автобетоносмесителя поворачивается в горизонтальной плоскости на 180° и в вертикальной - на 45°, обеспечивая в некоторых случаях подачу бетонной смеси непосредственно в бетонируемую конструкцию, а также распределение смеси по площади. Разгрузочный лоток можно наращивать дополнительным лотком, который крепят на левом крыле автобетоносмесителя. Для контроля режима работы и запуска автономного двигателя на панели установлены контрольно-измерительные приборы.

Рисунок 13.8 – Автобетоносмеситель

Геометрический объем барабана автобетоносмесителя при загрузке сухими материалами заполняется на 60%, а при транспортировке бетонной смеси - на 80%.

Автобетоносмеситель может загружаться от специализированных установок для выдачи сухих смесей, а также от передвижных и стационарных бетонных заводов. Автобетоносмеситель загружается через люк 7 смесительного отделения с копильником 8, опирающихся на стойки 9. По окончании выгрузки барабану сообщают максимальное число оборотов прямого хода и подают оставшуюся воду для промывки. Вода поступает как через воронку, так и через отверстие в цапфе барабана. По окончании промывки воду при обратном вращении барабана удаляют из бетоносмесителя. Вместимость автобетоносмесителей в зависимости от шасси автомобиля 2,6; 4,0; 7,0 м³.

Автобетоновоз (рисунок 13.9) предназначен для перевозки готовой бетонной смеси на расстояние 3 - 10 км. Кузов автобетоновоза обтекаемой формы при выгрузке поднимается в положение, близкое к вертикальному. Кузов 4 сверху закрыт листом 2 и крышкой 1, которая при загрузке открывается гидроцилиндром 7. Разгрузочное отверстие 3 кузова расположено выше уровня смеси, что предотвращает потери цементного молока. При разгрузке кузов опрокидывается относительно гидроупора 5 с помощью телескопического гидроподъемника 6.

Рисунок 13.9 – Автобетоновоз:

а – в транспортном положении; б – в положении разгрузки

Бетоносмесительные заводы и установки сооружают для одного или нескольких близко расположенных объектов с большим объемом работ. Заводы бывают стационарными или сборно-разборными, что позволяет сравнительно легко демонтировать и перевозить их на новый строительный объект. Установки разделяют на полубашенные, башенные и партерного тип, последние, как правило, выполнены передвижными непрерывного действия.

В установках башенного типа (рисунок 13.10) наклонным ленточным конвейером 1 с поворотной воронкой 2 заполнители поступают в отсеки расходных бункеров 3. Уровень наполнения бункеров контролируется датчиками уровня, которые подают импульсы в систему сигнализации и автоматического управления. Цемент подается ковшовым элеватором или пневмотранспортом. Цемент вместе с воздухом из цементовоза 12 поступает в отделитель 13, оттуда шнеком подается в отсек бункера. Для окончательной очистки воздуха от цемента служит многослойный матерчатый фильтр 14. Сухие компоненты (цемент, песок, щебень, гравий) дозируются весовыми дозаторами 7 и направляются в распределительный бункер 8. Вода из бака 4 дозируется весовым дозатором 6 и вместе с замедлителями схватывания, отмеренными дозатором 5, по трубопроводу подается в один из бетоносмесителей 9. Сюда же из распределительного бункера поступают сухие компоненты. Приготовленная смесь через раздаточные бункеры 10 отгружается в транспортные средства 11.

Рисунок 13.10 – Схема бетоносмесительной установки башенного типа

На рисунке 13.11 показана схема передвижной бетоносмесительной установки непрерывного действия, смонтированной на двухосном автомобильном прицепе. Автопогрузчиком 2 заполнители попадают из открытого штабельного склада 1 в расходные бункера песка 8 и щебня 12. Доставляемый автоцементовозами 3 цемент перегружают в силосный склад цемента 4, откуда шнеком 5 подается в расходный бункер цемента 6. Отдозированные объемными дозаторами непрерывного действия 7, 9 и 13 сухие материалы перегружают в лопастной двухвальный бетоносмеситель 14. Вода центробежным насосом 15 накачивается в бак 10. Дозирование воды обеспечивает кран 11. Бетонную смесь в транспорт 17 перегружают с помощью ленточного конвейера 16. Бетоносмесительные установки могут иметь полную или частичную автоматизацию, развитие которой идет по линии создания систем, которые работают по программе, задаваемой контрольными картами.

Рисунок 13.11 – схема передвижной бетоносмесительной установки непрерывного действия

Растворосмесители предназначены для приготовления раствора, составляющими компонентами которого являются цемент, песок и вода. Все растворосмесители работают по принципу принудительного перемешивания, осуществляемого при помощи вращающегося лопастного или фасонного винта или ротора в турбулентных смесителях. Вместимость смесителей находится в пределах 40 - 1800 л. Передвижные растворосмесители имеют вместимость барабана 40 и 80 л и работают по принципу машин циклического действия. Стационарные растворосмесители могут быть как циклического, так и непрерывного действия. Растворосмесители непрерывного действия работают так же, как и бетоносмесители непрерывного действия с принудительным перемешиванием. Время перемешивания обычно составляет 1 - 1,5 мин. При работе в зимних условиях время перемешивания обычно увеличивается на 50%, для сокращения времени перемешивания инертные материалы необходимо подогревать.

Производительность, м³/ч, смесительных машин циклического действия определяют по формуле

(13.1)

где V - объем готового замеса, л; t_Ц - время рабочего цикла, с, tц = 90…200 с; k_В - коэффициент использования машины времени, k_В =0,85 - 0,9.

Производительность, м³/ч, смесителей непрерывного действия определяют по формуле

П = 60 nFsa k_В, (13.2)

где n - частота вращения барабана или лопастного вала, об/мин; F - площадь сечения потока материала в барабане, м²; s - шаг лопастей, м; a - коэффициент, учитывающий тормозящее действие трения материала о стенки корпуса смесителя и об винтовые поверхности, a = 0,5; k_В - коэффициент использования машины k_В = 0,85 … 0,9.

Дата добавления: 2015-07-15