Гравитационный бетоносмеситель (148141)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Архитектурно-строительный

Университет.


Кафедра строительных машин






Курсовая работа

По дисциплине «транспортное оборудование»

Тема:

«Гравитационный бетоносмеситель»





Выполнил: студент гр 461-з

Гончаров И.М.

Проверил: Дедов А.С.








Новосибирск 2010


1. Описание проектируемого оборудования


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.

В бетоносмесителе непрерывного действия загрузка материалов, их смешение и выгрузка готовой смеси происходят непрерывно, вследствие чего, их производительность превышает производительность смесителей циклического действия.

Основным параметром смесителей непрерывного действия является производительность. Перемешивание компонентов в гравитационных смесителях происходит в барабанах и внутренних стенках, к которым прикреплены лопасти. При вращении барабана смесь поднимается на некоторую высоту лопастями, а также силами трения, а затем сбрасывается вниз. Для обеспечения однородности смеси необходимо произвести 30-40 циклов подъема и сброса смеси в барабан.

Для обеспечения свободного перемешивания смеси в барабане, его объем в 2,5-3 раза должен превышать объем смеси. Скорость вращения барабана должна быть невысокая, так как в противном случае центробежные силы инерции будут препятствовать свободному перемещению смеси. Бетоносмесители изготавливают с наклоняющимися и стационарными барабанами. Эти барабаны выполняют грушевидной, конусной и циклической формы.

На заводах большой производительности (свыше 100 м/ч) применяют смесители непрерывного действия. Компоненты перемешиваются в циклическом барабане 1, Внутри которого по винтовой линии устанавливаются лопасти 3 при вращении барабана компоненты смеси, поступающие непрерывным потоком по загрузочной воронке 9, перемешиваются лопастями в окружном и осевом направлении. В результате чего они перемешиваются и непрерывно продвигаются к разгрузочному торцу барабана.

Бода подается в барабан по трубе 6, через распылитель 4. Барабан вращается двигателем 10. Через муфту 11, редуктор 12, зубчатое колесо 13, зубчатый венец 5, прикрепленный к барабану. Барабан свободно опирается бандажами 2 на ролики 7, установленные на раме 14. Осевым перемещениям барабана препятствуют опорные ролики.

Определение конструктивно-кинематических параметров.

Объем смеси, одновременно находящейся в барабане, м3


Vз = (Псм * t) / 3600

Vз = (100 * 120) / 3600 = 3,3


Где П – производительность смесителя (заданная), м3/ч; t – время перемешивания смеси, t = 120 сек. (Vз – более 500 л.).

Рабочий объем смеси в барабане, м3


VP = VЗ / KB

VP =3,3 / 0,67 = 4,925


Где KB – коэффициент выхода смеси (KB = 0,67)

Основные размеры барабана

Внутренний диаметр (м):


D0 = (0,78…0,83)*VP0,33

D0 = 0,83*4,9250,33 = 1,4


Толщина стенки барабана (м):


δ = (0,015…0,020)*D0

δ = 0,020*1,4 = 0,028


наружный диаметр (м):


DH = D0 + 2δ

DH = 1,4 + 2*0,028 = 1,456

LБ = (2,5…2,6)*D0 = 2,6*1,4 = 3,64

А = (1,75…1,78)*D0 = 1,78*1,4 = 2,492

С = (0,12…0,13)*D0 = 0,13*1,4 = 0,182

В = LБ – А – С = 3,64 – 2,492 – 0,182 = 0,966


Фактический геометрический объем барабана, м3


VГ = (π/4)* D02 * LБ

VГ =(3,14/4)* 1,42 * 3,64 = 5,6


Фактический коэффициент заполнения:


Ψфакт = VP / VГ = 4,925/5,6 = 0,88

(Ψ = 0,33…0,40)


При расхождении значений Ψфакт и Ψ рекомендуется изменить размеры барабана.

Изменяем внутренний диаметр барабана D0


D0 = 1,13 * VP0,33 = 1,13 * 4,9250,33 =1,9124


Толщина стенки барабана (м):


δ = (0,015…0,020)*D0

δ = 0,020*1,9124= 0,0384


наружный диаметр (м):


DH = D0 + 2δ

DH = 1,9124 + 2*0,0383= 1,989

LБ = (2,5…2,6)*D0 = 2,6*1,9124= 4,97

А = (1,75…1,78)*D0 = 1,78*1,9124= 3,41

С = (0,12…0,13)*D0 = 0,13*1,9124= 0,249

В = LБ – А – С = 4,97– 3,41– 0,249= 1,311

С= (0,18…0,19)*D0 = 0,18*1,9124= 0,349

А = (1,75…1,78)*D0 = 1,78*1,9124= 3,31

В = LБ – А – С = 4,97– 3,31– 0,349= 1,311


Фактический геометрический объем барабана, м3


VГ = (π/4)* D02 * LБ

VГ =(3,14/4)* 1,91242 * 4,97= 14,27

Ψфакт = VP / VГ = 4,925 = 0,345


Размеры опорного бандажа и опорных роликов (каждый размер после его определения округляется до нормального линейного значения), м:

  • Диаметр опорного ролика


dp = (0,180,22)* D0 =0,22*1,9124 = 0,421 м


  • Ширина опорного ролика


bp = (0,32…0,36)*dp =0,36*0,421 = 0,151 м


  • Диаметр оси опорного ролика


d0 = (0,20…0,25)* dp = 0,25*0,421 = 0,105 м


  • Угол установки опорных роликов


β = 32…360 = 360


  • Толщина опорного бандажа


hБ = (0,024…0,026)*D0 = 0,026*1,9124 = 0,0497 м


Величина зазора между бандажом и барабаном


= (0,005…0,01) = 0,01 м


  • Ширина опорного бандажа


bБ = bp + (0,04…0,05) = 0,151 + 0,05 = 0,2 м


  • диаметр опорного бандажа


DБ = D0 + 2*(δ + ∆ + hБ)

DБ =1,9124 + 2*(0,384 + 0,01 + 0,0497) = 2,1086 м


2. Дополнительные размеры узлов и деталей


После определения каждый размер округляется до нормального линейного значения. Бетоносмесители с периферийным приводом.

  • Диаметр зубчатого венца


Dзв = DБ + (0,005…0,015)

Dзв = 2,109 + 0,015 = 2,124 (2,0) м


  • Ширина зубчатого венца


bзв = (0,085…0,095)* Dзв

bзв =2,124*0,095 = 0,2 м


Основные кинематические параметры бетоносмесителей

Критическая угловая скорость (с-1) и частота вращения барабана (мин-1)


ωкр = √g*(sinγ0 – f*cosγ0) /R0

nкр = 30ωкр


где g – 9,81(м/с2); f – коэффициент трения бетонной смеси о лопасть; f = 0,4…0,5 (большие значения f рекомендуется принимать для малоподвижных и жёстких смесей); γ0 – угол внутреннего трения бетонной смеси; γ0 = 43…450; R0 – наибольший внутренний радиус барабана, м; R0 = D0/2


R0 =1,9124/2 = 0,9562

ωкр =√9,81*(0,7 – 0,5*0,7) / 0,9562 = √3,6266 = 1,9043с-1

nкр = 30*1,9043/3,14 = 18,19 мин-1


Номинальная угловая скорость вращения, с-1


ωном = (0,9…0,95)*ωкр =

ωном =0,95*1,9043 = 1,809с-1


номинальная частота вращения, мин-1


nном = 30ωном

nном =(30*1,809)/3,14 = 17,28 об/мин


3. расчёт потребляемой мощности


3.1. определение рабочих нагрузок


Сила тяжести бетонной смеси Н:

Полная:


Gсм = Vз*ρсм*g

Gсм =3,3*9,81*2500 = 80932,5 Н


Поднимаемая за счёт сил трения:


G1 = 0,85 Gсм

G1 = 0,85*80932,5 = 68792,6 Н


Поднимаемая в лопастях:


G2 = 0,15 Gсм = GсмG1

G2 = 80932,5 - 68792,6 = 12139,9 Н


Где Vз – объём готового замеса, м3; ρсм – плотность смеси кг/м3;


g = 9,81 м/с2


сила тяжести барабана, Н; для смесителей непрерывного действия:


GБ = KБ* ρст*L*g*(DН2D02)*(π/4)

GБ =1,23*7850*4,9722*9,81*(1,98882 – 1,91242)*3,14*4 = =110192,895 Н


Где KБ – коэффициент, учитывающий массу бандажа лопастей, фланцев и т.п.; KБ = 1,15…1,23; g = 9,81 м/с2; ρст – плотность стали, 7850 кг/м3


3.2 расчёт мощности, затрачиваемой на перемешивание


Средняя высота подъема перемешиваемых компонентов за счет сил трения (h1) и в лопастях (h2) м:


h1 ≈R0

h1 ≈ 0,9562 м

h2 = (I + sinγ0)* R0

h2 =1 + 0,7)*0,9562 = 1,6323


время одного оборота барабана, с:


tоб = 60/nном

tоб = 60/17,28 = 3,47 с


время подъема смеси в лопастях t1 и падения компонентов смеси с высоты h2(t2), с:


t1 = (90 + γ0)/(60*nном)

t1 =(90 + 45)/(60*17,28) = 0,130 с

t2 =(2* h2/g)0,5

t2 =(2* 1,6323/9,81)0,5 = 0,58 с


где nном – номинальная частота вращения барабана, мин-1;

g = 9,81 м/с2;

число циркуляций смеси за 1 оборот барабана за счет сил трения (Z1) и в лопастях (Z2), об-1


Z1 = 360/2*γ1

Z1 = 360/2*90 = 2 об-1

Z2 = t/( t1 + t2)

Z2 = 3,47/(0,130 + 0,58) =4,887 об-1


Где γ1 – угол перемещения смеси, γ1 = 2* γ0

Мощность, затрачиваемая на перемешивания, Вт:


N1 = (G1 h1 Z1 + G2 h2 Z2)* nном / 60

N1 = (68792,6*0,9562*2 + 12139,9*1,6323*4,887)*(17,28/60) = =65779,07 Вт


3.3 Расчет мощности, затрачиваемой на преодоления сил трения в опорах бетоносмесителей


Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в опорах, определяется в зависимости от конструкции бетоносмесителя, Вт:

  • Для смесителей цикличного и непрерывного действия с периферийным приводом.


Случайные файлы

Файл
19902.rtf
176177.rtf
113755.rtf
92956.rtf
162958.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.