Принцип работы бетоносмесителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Бетон - искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды (например, асфальтобетон).

Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») -- важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3--0,5.

Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента.

Одной из важнейших составляющих бетонной смеси является песок. Для приготовления бетона можно использовать практически любой природный песок. Важнейшим ограничением при использовании природного песка является ограничение на наличие в составе песка глины или глинистых частиц. На прочность бетона мелкие (глинистые) частицы влияют очень сильно. Даже незначительное их количество приводит к существенному снижению прочности бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком.

После обогащения и подготовки песок должен удовлетворять условиям, определяемым так называемой стандартной областью просеивания. Зерновой состав, определяемый просеиванием песка через сита с разными отверстиями, должен укладываться в область, показанную на рисунке штрихами. Можно использовать песок с размерами частиц с учетом и не заштрихованной области, но только для бетонов марки 150 и ниже.

Бетоносмесители - механическое оборудование, используемое для приготовления бетонных и других строительных смесей путем перемешивания их механическим способом. Главный рабочий орган этого оборудования - смесительные лопасти (для такого вида, как принудительный бетоносмеситель) или вращающийся барабан (в таких устройствах, как гравитационные смесители).

Бетонно-смесительный узел, представляет собой конструкцию из бетоносмесителя принудительного действия с двумя горизонтальными валами. Предназначен для приготовления растворения бетонных смесей с различными наполнителями (щебень, керамзит, полистирол).Главная продукция нашей компании: Бетонно-смесительный узел, профилегибочное оборудование и.т.д. Состоит из узлов подачи материалов, хранения материалов, смешивания, электрического контроля и стального каркаса.

Бетонно-смесительный узел состоит из следующих систем:

1. Система Загрузки Смеси

2. Система Транспортировки Смеси

3. Система Смешивания. Представляет собой двуосную мешалку и произведенная из зарубежных деталей.

4. Система Электроконтроля. Оснащена электронными весами, что гарантирует высокую надёжность, малую погрешность, отсутствие влияния температурных факторов.

5. Система Измерения. Система измерения позволяет делать измерения цементных, водных и дополнительных добавок.

6. Система Подачи Воды. Система подачи воды может быстро или медленно подавать воду необходимую заводу.

7. Система Подачи Воздуха. Осуществляет подачу сжатого воздуха

8. Система Подачи Добавок. Используется для подачи добавок смешивающему устройству.

9. Пылеулавливающая система. Осуществляет эффективное пылеулавливание и предотвращает образования разряженного воздуха в полости бетономешалки.

10. Шнековый Конвейер

11. Цементный Контейнер

12. Микропроцессорная система управления. Обеспечивает надежное централизованное управление.

1. Пропорции бетонной смеси

бетонный пропорция смеситель

Чтобы приготовить бетонную смесь важно знать ее пропорции. Соотношение основных компонентов бетона - цемента, песка, щебня и воды определяют его вид и целевое использование. По сути, бетон - это цемент с несколькими наполнителями. Основными наполнителями являются песок и щебень, реже - гравий, керамзит, скол камня. Иногда в состав смеси вводят пластификатор - специальную добавку.

Бетонные смеси должны обеспечивать получение бетонов с заданными показателями по прочности, средней плотности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другими нормируемыми показателями качества бетона. Бетонные смеси приготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Бетонные смеси характеризуют следующими показателями качества:

. удобоукладываемость;

. средняя плотность;

. объем вовлеченного воздуха;

. расслаиваемость (при необходимости);

. сохраняемость свойств во времени: удобоукладываемость,

расслаиваемость, объем вовлеченного воздуха (при необходимости).

В бетоносмесителях свободного падения (загрузочная вместимость 100…4500 л) материал перемешивается в медленно вращающихся вокруг горизонтальной или наклонной оси смесительных барабанах, оборудованных внутри короткими корытообразными лопастями (рис. 1, а). Лопасти захватывают материал, поднимают его и при переходе в верхнее положение сбрасывают. В результате многократного подъема и падения обеспечивается их перемешивание. В таких смесителях приготовляют пластичные бетонные смеси с крупным заполнителем из плотных пород.

Укладка бетонной смеси. Качество и долговечность бетона во многом зависят от правильности укладки, а методы укладки и уплотнения определяются видом бетонной смеси (пластичная или жесткая, тяжелый или легкий бетон) и типом конструкции. Укладка должна обеспечивать максимальную плотность бетона (отсутствие пустот и неоднородности состава).

Пластичные текучие смеси уплотняют под действием силы тяжести или путем штыкования, жесткие смеси -- вибрированием.

Мешалка принудительного действия имеет неподвижный барабан. Вращающиеся лопатки внутри барабана перемешивают ингредиенты. Такие установки работают более эффективно, чем гравитационные. С их помощью можно приготовить густой и плотный раствор с минимальным количеством жидкости. Но и стоят они в 10 раз дороже. Есть смысл приобретать такие агрегаты в собственное пользование при необходимости выполнения больших объемов работ с использованием раствора. Например, для изготовления в домашних условиях бетонной тротуарной плитки.

Гравитационная бетономешалка.

Предназначена для выполнения строительных работ небольшого объема: обустройства бетонной стяжки, подъездных путей в частном секторе, садовых дорожек., приготовления штукатурных растворов.

Принцип действия соответствует ее названию: раствор вымешивается за счет гравитации - силы тяжести.

Один из ее главных узлов - груша. Это металлическая, реже пластмассовая емкость для приготовления раствора, внутри которой находятся жестко закреплене лопасти. Положение груши регулируется. Она вращается вдоль продольной оси, лопасти перемешивают раствор.

С помощью этой бетономешалки можно изготавливать тяжелые смеси, содержащие не только цемент, песок и воду, но и наполнители: щебень, небольшие камни.

Бетономешалка принудительного действия.

Такие виды применяются для замешивания большого объема бетона: для заливки больших площадей, обустройства фундаментов крупных домов, подготовки штукатурного раствора для одновременной работы нескольких бригад.

Ее принцип действия диаметрально противоположен описанному выше гравитационному способу.

Емкость для вымешивания раствора неподвижна, а внутри нее вращаются лопасти. Для привода применяются компактные электродвигатели с редукторами. Скорость вращения лопастей ниже, чем у гравитационных, поэтому раствор вымешивается качественнее. Особенно, если вымешиваются вязкие составы. Полученная смесь выгружается в строительные тачки через шиберную заслонку, размещенную в нижней части бункера, что позволяет дозировать выгрузку.

К минусам можно отнести попадания между лопастями и стенками бункера камней или щебня, что может привести к заклиниванию установки. Для устранения заклинивания на большинстве моделей предусмотрено реверсное включение.

В большинстве случаев в них замешиваются сухие и полусухие растворы с различными добавками.

Основные характеристики бетономешалок принудительного действия:

· емкость бункера - 40 - 300 л;

· напряжение электропитания -220-380В;

· расходуемая мощность - 0,75-3 кВт, возможна установка бензинового или дизельного двигателя.

Рекомендуется приобрести современное стационарное или мобильное бетоносмесительное оборудование, позволяющее избежать многочисленных забот о правильной перевозке готовой бетонной смеси.

2. Классификация бетоносмесителей

Получение бетона и раствора заданных марок и свойств, отвечающих соответствующим требованиям, обеспечивается совокупностью многих факторов, из которых первостепенное значение имеют качество исходных компонентов и эффективность работы смесительного оборудования. Для приготовления бетонов и растворов применяются смесители различной конструкции.

Смесители классифицируются по следующим признакам:

по технологическому назначению - для приготовления бетонов разных видов (тяжелого, ячеистого, силикатного, керамзитобетона, полимербетона и т. п.), для приготовления строительных растворов;

по характеру работы - цикличные и непрерывного действия;

по способу смешения - гравитационные (барабанные) и принудительного действия (лопастные);

по конструкции рабочих органов - с цилиндрическим и грушевидным барабаном, с двухконусным барабаном, с вертикально расположенными смесительными валами (тарельчатого типа) и с горизонтально расположенными смесительными валами (лоткового типа);

по способу перебазирования - передвижные и стационарные.

В смесителях цикличного действия исходные материалы смешиваются отдельными порциями. Такой способ приготовления позволяет регулировать продолжительность смешения в зависимости от состава смеси и вместимости смесителя, т. е. приготовлять смеси различных марок.

В смесителях непрерывного действия исходные компоненты загружаются, смешиваются и разгружаются непрерывно. Их используют при массовом производстве одномарочных смесей, как правило, в установках или линиях непрерывного действия.

3. Принцип работы и назначение машины

Бетоносмеситель СБ-103 входит в комплект оборудования бетонных заводов и установок и бетоносмесительных цехов заводов железобетонных изделий. Он применяется для перемешивания материалов и для приготовления бетонов и растворов.

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 барабана.

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.

4. Техническая характеристика бетоносмесителя

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………………………………………………..3300

5. Устройство бетоносмесителя

Бетоносмеситель (Рисунок 1) состоит из рамы, опорных стоек, смесительного барабана, траверсы, привода вращения барабана и пневмоцилиндра для опрокидывания барабана.

Рисунок 1. Бетоносмеситель СБ-103: 1 - щиток; 2 - кожух; 3 - барабан; 4 - муфта; 5 - пневмопривод; 6 - электрооборудование; 7 - траверса; 8 - стойки; 9,14 - опорный и поддерживающие ролики; 10 - подшипник; 11 - конечный выключатель; 12 - редуктор; 13 - выводная коробка; 15 - рама

Смесительный барабан (Рисунок 2) представляет собой металлическую емкость в виде двух конусов, соединенных цилиндрической обечайкой, внутренняя поверхность которой снабжена футеровкой из сменных листов из износостойкой стали. В барабане на кронштейнах закреплены три передние и три задние лопасти.

К цилиндрической обечайке барабана с внешней стороны на прокладках приварен зубчатый венец и к торцу переднего конуса - фланец.

Траверса представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения, выполненную в виде полукольца с цапфами на концах. Цапфы с подшипниками закреплены на стойках и служат для поворота смесительного барабана. На траверсе смонтированы опорные и поддерживающие ролики, обеспечивающие вращение и удержание барабана при разгрузке. На наружной стенке левой стойки установлен пневмопривод. На правой стойке находится выводная коробка и два конечных выключателя крайних положений барабана.

Опорный ролик, вращающийся в подшипниках, установлен на эксцентриковой оси, позволяющей регулировать положение роликов для нормального зацепления шестерни и зубчатого венца при монтаже и изнашивании роликов. Оси установлены на двух опорах и крепятся к стойке траверсы болтами.

Поддерживающие ролики также смонтированы в подшипниках на эксцентриковых осях, позволяющих регулировать зазор между коническими поверхностями зубчатого венца и ролика. Для смещения ролика в осевом направлении предусмотрены регулировочные шайбы.

Рисунок 2. 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 3. 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 3. 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

6. Подбор материалов для изготовления деталей

При выборе сталей необходимо учитывать их свойства, условия работы деталей и конструкций, характер нагрузок и напряжений.

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.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сапожников В. А. и др. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций». М., «Высшая школа». 1971 - 382 с.

2. Бауман В.А. и др. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций». М., «Машиностроение», 1981 - 324 с.

3. Сапожников Н. Я. «Атлас механического оборудования»

4. Журавлев М.И. и др. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов». М., «Высшая школа», 1973 308 с.

5. Селенок С.Г. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов и изделий», М., Стройиздат, 1973

6. Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя». В 3-х томах, том 1. - 8-е изд. - М., машиностроение 2001 - 920 с.

Размещено на Allbest.ur