разрабатываемому проекту
3.1. Расчет
конструктивно-кинематических параметров
.2. Расчет
дополнительных размеров узлов и деталей
.3. Расчёт
потребляемой мощности
.4. Расчёт
мощности, затрачиваемой на перемешивание
.5. Расчет
мощности, затрачиваемой на преодоления сил трения в опорах бетоносмесителей
4. Пояснение
к выбору материалов
5. Использование
в производстве механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту
. Воздействие
на экологию и охране окружающей среды
. Техника
безопасности и охрана труда
Выводы
Список
использованной литературы и адресов Интернета
Введение и общие сведения
Бетон - это уникальный материал. Хоть и процесс
приготовления бетона довольно прост, однако необходимо учесть целый ряд
особенностей и моментов, которые определят его качество и пригодность. В
зависимости от того, для каких целей он готовится, изменяется и рецептура и
способ его использования. Итак, в первую очередь определимся, что такое бетон и
какие основные характеристики у него есть. Первостепенное значение имеют
качество исходных компонентов и эффективность работы смесительного
оборудования. Для приготовления бетонов и растворов применяются смесители
различной конструкции.
Необходимость использования бетоносмесительных
машин при производстве транспортировки смесей и продукции из бетона заключается
в качественном перемешивании всех составляющих компонентов смеси.
Составляющими компонентами смеси являются:
· Бетоны и строительные растворы
представляют собой искусственные каменные материалы, получаемые в результате
затвердения смеси, состоящих из вяжущих веществ, воды и заполнителей.
· Вяжущими веществами являются: цемент
и известь (известняк). Вяжущие вещества и вода составляют активную часть
раствора. В результате химической реакции между ними образуется цементный или
известняковый камень, прочно сцепляющийся с заполнителями.
· Заполнители - инертная часть
образующая жесткий скелет. Инертная часть раствора состоит из фракций щебня,
гравия и песка.
На конечную прочность бетона большое влияние
оказывают (помимо оптимального состава), однородность смеси, достигаемая при
перемещении компонентов, а так же
Превращение промышленности нерудных строительных
материалов в крупную высокоразвитую отрасль строительной индустрии невозможно
без подготовки квалифицированных инженерно-технических кадров.
Курсовой проект - работа, направленная на
решение задачи в области проектирования машин и механизмов с учетом основных
требований, предъявляемых к конструкции изделий. К ним относятся:
· функционально-эксплуатационные,
· производственно-технические,
· технико-экономические и эстетические
требования
Этим основным требования должны удовлетворять не
только каждая машина или механизм в целом, но и каждая деталь.
Целью курсового проектирования является
систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний и их практическая
реализация. Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической
части, в которых с необходимой полнотой представлены расчеты, схемы и чертежи
проектирования.
1. Анализ механического
оборудования и машины по разрабатываемому проекту
Смесители классифицируют по ряду признаков
(рисунок 1). Смесители бывают стационарными и передвижными. Передвижные
смесители применяют на объектах с небольшими объемами работ, стационарные - на
заводах.
Рисунок 1 - Классификация машин и оборудования
для приготовления цементобетонных смесей.
По способу смешивания различают смесители
принудительного действия и гравитационные. Принудительное смешивание
осуществляется при вращении лопастей или других элементов в неподвижной емкости
- барабане (рисунок 2), а в гравитационных смесителях - в результате подъема и
сбрасывания смеси внутри вращающегося барабана (рисунок 3).
Гравитационные смесители проще по конструкции и
способны перемешивать бетоны с более крупным заполнителем. По режиму работы
смесители бывают цикличного и непрерывного действия. Смесители цикличного
действия работают последовательными циклами. Каждый цикл состоит из операций
загрузки, перемешивания и выгрузки готовой смеси. В смесителях непрерывного
действия поступление компонентов и выход готовой смеси происходит непрерывно.
Эти машины отличаются большой производительностью. Главным параметром
смесителей непрерывного действия является их производительность.
Гравитационные бетоносмесители обеспечивают
перемешивание компонентов в барабанах, к внутренним стенкам которых прикреплены
лопасти. При вращении барабана смесь поднимается лопастями на некоторую высоту
и затем падает вниз. При этом образуются определенные радиальные и осевые
потоки движения смеси, благодаря чему различные частицы материала равномерно
перераспределяются по объему замеса. Гравитационные бетоносмесители
непрерывного действия обычно имеют цилиндрический барабан с горизонтальной
осью.
Такие смесители непрерывно загружают сверху
через загрузочную воронку, готовая смесь также непрерывно выгружается с
противоположного конца. Производительность регулируют, меняя производительность
дозаторов. Такие бетоносмесители хорошо зарекомендовали себя при приготовлении смеси
одной марки. При переналадке на: смесь новой марки они уступают смесителям
циклического действия.
Бетоносмесители изготовляют с наклоняющимися и
не наклоняющимися барабанами. Смесительные барабаны могут быть грушевидной,
конусной и цилиндрической формы.
Рисунок 2 - Двухвальный смеситель с
горизонтальными валами непрерывного действия: а - схема смесителя; 1 -
двигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - редуктор; 4 - зубчатая передача; 5 -
разгрузочный затвор; 6 - лопастные валы; 7 - лопасть; 8 - корыто смесителя.
Схема движения смеси в корпусе смесителя: б - противоточная; в -
поточно-контурная
Рисунок 3 - Бетоносмеситель с двухконусным
барабаном.
а - общий вид; б - схема устройства
смесительного барабана; 1 - станина; 2 - стойка; 3 - пневмоцилиндр; 4 -
кронштейн; 5 - шип траверсы; 6 - барабан; 7, 15 - обод; 8 - зубчатый венец; 9 -
электродвигатель; 10 - опорные ролики; 11 - упорный ролик; 12 - траверса; 13,
14 - лопасти
Рисунок 4 - Схемы неопрокидных бетоносмесителей
а
- реверсивного; б - с выгрузочным лотком
По способу выгрузки гравитационные смесители
бывают: опрокидными, в которых выгрузка замеса осуществляется наклоном барабана
в сторону выгрузочного отверстия; реверсивными, выгружаемыми в результате
обратного вращения, что о6еспечивает движение материала в сторону выгрузочного
отверстия; с вводным лотком, по которому смесь выгружается из барабана (рисунок
4).
Цикличные бетоносмесители с принудительным
смешиванием материалов разделяют на чаше - и корытообразные (лотковые). В
чашеобразных корпус выполнен в виде чаши цилиндрической формы с одним или
несколькими перемешивающими валами. В корытообразных бетоносмесителях корпус
оснащен одним или двумя перемешивающими лопастными валами. Бетоносмесители
принудительного смешивания более производительны, они обеспечивают
приготовление смесей высокой жесткости, чего нельзя достичь; в гравитационных
бетоносмесителях.
Бетоносмесители с эксцентрично расположенными
валами разделяют на прямоточные и противоточные с вращающейся или неподвижной
чашей. Прямоточные имеют направление вращения лопастного вала, которое
совпадает с направлением движения смешиваемых материалов, обеспечиваемого
вращающейся чашей или лопастями, которые закреплены на траверсе. В
противоточных бетоносмесителях вращающаяся чаша или траверса со скребками
направляет смешиваемые материалы к лопастным валам, вращение которых
противоположно вращению чаши или траверсы.
Для перемешивания различных порошковых масс,
например при производстве керамических изделий по методу сухого прессования,
при производстве силикатных изделий, при подготовке шихты в стекольных
производствах и т.д., нашли широкое применение одновальные и двухвальные
лопастные смесители непрерывного действия.
Рисунок 5
- Одновальный винтовой смеситель
Одновальный смеситель, представленный на рисунке
5, применяется для перемешивания сухих, предварительно измельченных компонентов
с последующим транспортированием их в другой смеситель, где однородная по
составу смесь увлажняется. Данного типа смесители находят применение в случаях,
когда различные материалы из нескольких бункеров и дозирующих аппаратов
требуется тщательно перемешивать и подавать для дальнейшей обработки (например,
в установке для приготовления капсюльной массы в производстве облицовочных
плиток).
Смеситель состоит из металлического корыта 1, в
котором установлен вал 2 с винтовыми лопастями 3. Смесь размолотой глины и
каолина перемешивается с мелким и крупным шамотом, поступающим из отдельных
бункеров. Вал смесителя приводится во вращение от электродвигателя через
ременную или цепную передачу 4 и далее через зубчатую передачу 5.
Рисунок 6 -
Одновальный смеситель непрерывного действия
Одновальный смеситель непрерывного действия,
показанный на рисунке 8, предназначается для перемешивания сухих порошков, при
этом в мешалки этого типа может быть добавлена вода. В этом случае сначала
перемешивание производится всухую, а затем смесь увлажняется водой. Смеситель
состоит из корыта 1 с размещенным в нем валом 2, на котором по винтовой линии
закреплены лопасти 3, установленные под определенным углом. Привод мешалки
осуществляется от электродвигателя через ременную и зубчатую передачи. В
последних моделях привод осуществляется непосредственно от электродвигателя
через редуктор. Рассматриваемый одновальный смеситель используется также и для
перемешивания пластичных материалов. Одновальные смесители этого типа вытесняются
двухвальными смесителями.
2. Выбор механического
оборудования и машины согласно разрабатываемому проекту
По условию задания курсового проекта выбираем
бетоносмеситель c
наклоняющимся двухконусным барабаном.
Смесительное устройство - ротор со смесительными
лопастями и скребками - установлено на опорном стакане внутри корпуса.
Внутренний скребок и две лопасти для перемешивания верхних слоев закреплены
болтами на роторе жестко. Держатели донных лопастей и наружного очистного
скребка снабжены амортизаторами, предотвращающими поломки в случае
заклинивания.
Рисунок 9 - Бетоносмеситель: корпус (чаша), 2 -
ротор, 3 - крышка, 4 - привод, 5 - пульт управления, 6 - затвор, 7 - лопасть, 8
- скребок.
Бетоносмеситель гравитационный предназначен для
приготовления строительных растворов, бетонных смесей, а также для смешивания
сыпучих материалов.Смесители оснащены электроприводом. Их не трудно собрать и
перевезти, они отличаются легкостью и простотой конструкции, надежны и
безопасны в эксплуатации. Привод опрокидования - ручной.
· Мощность, кВт: 0, 7
· Напряжение, В: 380
· Загрузка, л: 165
· Время мешания, с: 60-100
Бетоносмесители с двухконусным наклоняемым
барабаном различают по системе загрузки составляющих, выгрузки, приготовленной
смеси и конструкции привода наклона смесительного барабана. Такого типа
бетоносмесители выпускаются с объемом готового замеса 330-3000 л.
Двухконусный смесительный барабан состоит из
короткого (загрузочного) и длинного (разгрузочного) усеченных конусов,
изготовленных из стальных листов. Оба конуса своими большими основаниями
привариваются к цилиндрической обечайке, на которой посажен стальной зубчатый
венец с поверхностями катания для опорных и поддерживающих роликов.
Внутренняя поверхность конусов и цилиндрической
части барабана облицовывается сменными рубашками из износоустойчивой стали. К
внутренней поверхности конических частей барабана на кронштейнах крепятся по
четыре стальных лопасти, покрытые по краям износоустойчивой сталью. Процесс
перемешивания компонентов смеси протекает в нижней части вращающегося барабана
без подъема компонентов в верхнюю часть. При вращении такого барабана движение
смеси прерывается лопастями, и смесь, откладываясь на склонах конусов,
сбрасывается сплошной массой в цилиндрическую часть барабана, где образует
мощный поток. Задача лопастей заключается в придании этому потоку смеси
наибольшей однородности в минимально короткий срок.
Лопасть короткого конуса выполняется по форме
цилиндрической.поверхности, а лопасть длинного конуса имеет две плоскости с
плавным сопряжением по окружности. Такие лопасти создают в центральной части
барабана перекрестные потоки, направленные вдоль его оси и повышающие
интенсивность перемешивания и производительность бетоносмесителя при
одновременном улучшении однородности смеси.
Смесительный барабан опирается на ролики,
закрепленные на траверсе, которая своими полуосями опирается на стойки 8
опорной рамы.
Траверса вместе с барабаном при помощи привода
наклона - поршневого толкателя, управляемого золотником, может наклоняться (в
пределах 60°) в положение выгрузки и возвращаться в положение загрузки и
перемешивания.
Привод вращения барабана, состоящий из
электродвигателя и редуктора, устанавливается непосредственно на площадке
качающейся траверсы и передает движение смесительному барабану через его
зубчатый венец. Привод наклона барабана может быть электрическим,
гидравлическим и пневматическим с ручным или дистанционным и автоматическим
управлением.
Электрический привод, с помощью которого
осуществляется наклон траверсы с установленным на ней барабаном, состоит из
фланцевого электродвигателя и редуктора, на конце выходного вала которого
имеется шестерня, передающая крутящий момент на зубчатый венец барабана.
Гидравлический привод осуществляется с помощью
цилиндра, шток поршня которого соединен с рычагом траверсы смесительного
барабана. Масло в цилиндр через распределитель по трубопроводу подается
специальным насосом.
Основой пневматического привода является
воздушный цилиндр, шток которого связан с траверсой смесительного барабана
бетоносмесителя.
Пневматический привод бетоносмесителя
оборудуется устройством для стопорения траверсы со смесительным барабаном в
положении загрузки и перемешивания, чтобы избежать его самопроизвольного
опрокидывания. Стопорный рычаг этого устройства, запирающий и освобождающий при
разгрузке барабана траверсу, работает также с помощью сжатого воздуха.
Для автоматизации управления пневмоприводом он
оборудуется электровоздушным клапаном, который связывается с
командоэлектроаппаратом пульта в дозировочном отделении завода. При включении
электровоздушното клапана сжатый воздух подается в нижнюю полость цилиндра. По
окончании разгрузки клапан выключается и нижняя полость цилиндра сообщается с атмосферой.
Пневматический привод обусловливает простую
кинематическую схему и удобство в эксплуатации. Его применение особенно
целесообразно на бетонных заводах с дозировочной аппаратурой, имеющей
пневмоэлектрическую систему управления, для работы которой необходим сжатый
воздух. Загрузка компонентов в смесительный барабан осуществляется при помощи
загрузочного устройства, конструкция которого зависит от назначения
бетоносмесителя.
Все амортизаторы с регулировочными устройствами
заключены в кожух, предохраняющий их от соприкосновения с бетонной смесью. В
защитном кожухе предусмотрены люки, используя которые, можно регулировать
натяжение пружин амортизаторов, смазывать опоры и заливать масло в стакан через
пробки. Ротор вращается вокруг вертикального неподвижного полого: вала на двух
роликоподшипниках. Крышка корпуса служит основанием для привода. В крышке
установлены загрузочный двух-канальный патрубок для раздельной подачи в
смеситель заполнителей и цемента; вытяжной патрубок, подсоединенный к
аспирационной системе; проемы со створками, благодаря которым возможен доступ к
рабочим органам смесителя, и смотровой люк.
Для безопасной работы на корпусе установлены
конечные выключатели блокировки, отключающие электродвигатель привода при
открывании створок крышки во время работы смесителя. Привод смесителя состоит
из электродвигателя и редуктора. Вращение ротору передается через
втулочно-пальцевую муфту, насаженную на выходной вал редуктора.
3. Расчеты основных показателей
механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту.
бетоносмеситель трение опора барабан
Задание курсового проекта: Проектирование
бетономешалки с наклоняющимся двухконусным барабаном.
Исходные данные:
Показатели
|
Значение
|
Единица
измерения
|
Объем
барабана
|
2400
|
м3
|
Число
оборотов в минуту
|
12,
6
|
об/мин
|
Средняя
производительность
|
33
|
м3/час
|
Мощность
электродвигателя
|
12
|
кВт
|
Геометрические
параметры бетономешалки: Длина Ширина Высота
|
4, 70 3, 32 4, 18
|
м м м
|
.1 Расчет
конструктивно-кинематических параметров
Объем смеси, одновременно находящейся в барабане
Vз, м3
Vз = (Псм
* t) / 2400
Vз = (33 * 240) /
2400 = 3, 3 м3
где П - производительность смесителя (заданная),
м3/ч; t - время
перемешивания смеси, t
= 240 сек.
Рабочий объем смеси в барабане VP,
м3
VP
= VЗ
/ KB
VP
=3, 3 / 0, 67 = 4, 92 м3
Где KB
- коэффициент выхода смеси (KB
= 0, 67)
Основные размеры барабана
Внутренний диаметр D0
(м):
D0
= (0, 78…0, 83)*VP0,
33
D0
= 0, 83*5, 030, 33 = 1, 41 м
LБ
= (3, 5…3, 8)*D0
= 3, 78*1, 41 = 5, 3 м
где LБ
- длина барабана
Толщина стенки барабана δ
(м):
δ = (0, 015…0, 020)*D0
δ = 0, 020*1, 4 = 0,
028
наружный диаметр барабана DH
(м):
DH
= D0
+ 2δ
DH
= 1, 4 + 2*0, 028 = 1, 456
Фактический геометрический объем барабана VГ,
м3
VГ
= (π/4)*
D02
*
LБ
VГ
=(3, 14/4)* 1, 412 * 5, 3 = 8, 27 м3
Фактический коэффициент заполнения:
Ψфакт
= VP / VГ
= 5, 03/8, 27 = 0, 60
(Ψ = 0, 50…0, 80)
При расхождении значений Ψфакт
и Ψ
рекомендуется изменить размеры барабана.
Размеры опорного бандажа и опорных роликов
(каждый размер после его определения округляется до нормального линейного
значения), м:
· Диаметр опорного ролика
dp
= (0, 18…0,
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 Расчет дополнительных размеров
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
критическая частота вращения барабана (мин-1)
ωкр
= √g*(sinγ0
- f*cosγ0)
/R0кр =
30ωкр/π
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/π
= nном =(30*1,
809)/3, 14 = 17, 28 об/мин
.3 Расчёт потребляемой мощности
Определение рабочих нагрузок
Сила тяжести бетонной смеси Н:
Полная:
Gсм
= Vз*ρсм*g
Gсм
=3, 37*2500*9, 81= 82649, 25 Н
Поднимаемая за счёт сил трения:
G1
= 0, 85 Gсм
G1
= 0, 85*80932, 5 = 70251, 86 Н
Поднимаемая в лопастях:
G2
= 0, 15 Gсм
= Gсм
- G1
G2
= 82649, 25 - 70251, 86 = 12397, 38 Н
Где Vз
- объём готового замеса, м3; ρсм
- плотность смеси кг/м3;
g = 9, 81 м/с2
сила тяжести барабана, Н;
3.4 Расчёт мощности, затрачиваемой
на перемешивание
Средняя высота подъема перемешиваемых
компонентов за счет сил трения (h1)
и в лопастях (h2)
м:
h1 ≈R0h1
≈ 0, 9562 м
2
= (I + sinγ0)*
R0h2 =1 + 0, 7)*0, 9562 = 1, 6323 м
время одного оборота барабана, с:
tоб
= 60/nномtоб
= 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*γ1Z1
= 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, 956*2 + 12139, 9*1, 632*4, 887)*(17, 28/60) = 65779, 07 Вт
.5 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.
N2
= (Gсм
+ Gб)/cosβ
* (Dб
+ dр)/dр
* (μ1
+ μ2
d0/2)*ωном
где ωном
- номинальная угловая скоость вращения барабана, с-1;
μ1
- коэффициент трения качения, приведенный к валу или оси подшипника опорного
устройства; μ1
= 0, 01…0, 015; μ2
- коэффициент (плечо) трения качения бандажа по опорным роликам; μ2
= 0, 0008…0, 001 м; d0
- диаметр оси опорного ролика, м; Dб
- диаметр опорного бандажа, м; dр
- диаметр опорного ролика, м; β
- угол установки опорных роликов, град.
N2
= ((80932, 5 + 110192, 89)/0, 809)*((2, 1086 + 0, 4207)/0, 4207)*(0, 001 + ((0,
015*0, 1052)/2))*1, 809 = 4596, 7 Вт
Полная потребляемая мощность, Вт
Nпол
= N1
+ N2
Nпол
= 65779, 07 + 4596, 7 = 70375, 77 Вт
4. Пояснение к выбору
материалов
В зависимости от вида, назначения и особенностей
эксплуатации бетонов, а также бетонных изделий применяются различные вяжущие
вещества
Применяются следующие виды цемента:
· портландцемент ПЦ;
· портландцемент быстродействующий
БПЦ;
· портландцемент с минеральными и
пластифицирующими добавками;
· шлакопортландцемент с добавками
доменного гранулированного шлака;
· шлакопортландцемент
быстродействующий.
Заполнители
Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и
оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в
бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося
наиболее дорогим компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические
свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько
увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации
конструкций под нагрузкой, а также ползучесть бетона - необратимые деформации,
возникающие при длительном действии нагрузки.
Пористые естественные и искусственные
заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают плотность легкого бетона,
улучшают его теплотехнические свойства.
В специальных бетонах (для защиты от радиации)
роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют
специальные свойства этих бетонов. В бетоне применяют крупный и мелкий
заполнитель.
Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на
гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или
искусственный песок.
Заполнители для бетонов бывают различных видов,
природные или искусственные: песок, щебень, гравий. Их свойства
регламентируются соответствующими ГОСТами, техническими условиями, другими
нормативными документами.
Щебень гранитный должен соответствовать
требованиям ГОСТ8267-93 "Щебень и гравий из плотных горных пород для
строительных работ. Технические условия", "Щебень и гравий плотные
природные для строительных материалов, изделий, конструкций и работ.
Технические условия".
В качестве мелкого заполнителя применяется
кварцевый песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 "Песок для
строительных работ. Технические условия". Различают рядовой заполнитель,
содержащий зерна различных размеров, и фракционированный, когда зерна
заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между
собой размеров, например 5-10 мм или 20-40 мм. Заполнитель характеризуется
наименьшей и наибольшей крупностью, под которыми понимают размеры наименьших
или наиболее крупных зерен заполнителя.
Вода.
Источником для приготовления бетонной смеси
является обычная питьевая вода. Качество воды удовлетворяет требованиям ГОСТ
23732-80 "Вода для бетонов и растворов. Технические условия".
Следует учесть, что вода нужна не только при
затворении смеси, но и чтобы поливать бетон водой. И требования к качеству
жидкости одинаковые.
Основные требования к качеству воды следующие:
· Содержание ПАВ - менее 10 мг/литр.
· Норма фенолов и сахаров регламентируется.
· Растворенные в воде примеси не
должны влиять на процесс схватывания бетона.
· Вода для поливки не должна содержать
пигменты.
· Органические компоненты в составе не
должны присутствовать.
· Примеси солей в воде опасны для
бетона.
Если использовать воду с большим количеством
хлористых солей, то качество монолитных объектов и их морозостойкость со
временем снижается. И гидравлическое давление воды в бетоне совместно с другими
разрушительными процессами может привести к тому, что обнажится заполнитель. Пропорции
воды для бетона давно определены теоретически и подтверждены на практике.
Конкретное соотношение выбирают в зависимости от того, какую марку бетона
планируют получить.
Вода в растворе обеспечивает его густоту. Если
бетон будет жидким, то компоненты в нем распределятся неравномерно и останется
много воздушных пузырьков.
Добавки
Для улучшения физико-механических свойств
бетонов и растворов, а также по технико-экономическим соображениям широко
применяют различные добавки к вяжущим.
Вводят их в бетономешалку в виде сухих порошков
или водных суспензий и растворов. В зависимости от назначения добавки делят на
активные, минеральные, добавки-наполнители, поверхностно-активные, пено- и
газообразователи, ускорители твердения и замедлители схватывания, противоморозные.
Одним из важнейших направлений,
совершенствования технологии бетона и железобетона являются применение
химических добавок, обеспечивающих сокращение расхода цемента, энерго и
трудоемкости технологических процессов.
5. Использование в производстве
механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту
Автоматизация управления на бетонных
заводах за последние годы получила широкое распространение и повсеместно
применяется в современной практике.
Применение автоматики обусловливает
эксплуатационные преимущества - увеличиваетсяпроизводительность завода за счет
ускорения производственных операций, повышается качество бетонной смеси за счет
строгого соблюдения технологических режимов дозирования компонентов и их
перемешивания, а также резко сокращается потребное количество обслуживающего
персонала.
Бетонные заводы с двумя-четырьмя
бетоносмесителями в одной секции с объемом готового замеса по 330 л принято
относить к заводам малой мощности; заводы с двумя-четырьмя бетоносмесителями с
объемом готового замеса по 800 л - к заводам средней мощности; заводы с
четырьмя и более бетоносмесителями с объемом готового замеса по 1600 л или с
двумя-четырьмя бетоносмесителями с объемом готового замеса по 3000 л - к
заводам большой мощности.
Секции бетонного завода расчленены
на отдельные блоки, которые изготовляются на машиностроительном заводе и там же
комплектуются всем необходимым оборудованием и инженерными коммуникациями.
Подача заполнителей производится
ленточным конвейером через поворотную воронку в расходные бункера. Цемент
подается в бункера пневматической установкой по трубопроводу через циклоны.
Взвешенные дозы сухих компонентов
(заполнители и цемент) из дозаторов поступают в сборную воронку и из нее в
бетоносмесители. Одновременно с сухими заполнителями в смесители по
трубопроводу подаются из дозаторов вода и пластифицирующие добавки. Готовая
бетонная смесь из смесителей выдается в транспортные средства через раздаточные
бункера.
Автоматизированные бетонные заводы
цикличного действия изготовляются отечественной промышленностью одно- и
двухсекционными с гнездовым расположением бетоносмесителей.
Часовая производительность одной
секции с четырьмя смесителями емкостью по 2400 л составляет 125 м3 бетонной
смеси в час. Такая производительность часто не удовлетворяет возросшей
интенсивности бетонных работ на крупных строительствах, в связи с чем
приходится сооружать многосекционные бетонные заводы с количеством таких
смесителей до 8 и 16 в одной установке.
Утвержденным типажем
предусматривается создание бетонных заводов непрерывного действия с
наклоняющимися двухконусными бетономешалками производительностью от 5 до 120 м3/ч.
Однако целесообразность и область
возможного использования бетонных заводов непрерывного действия в
энергостроительстве еще окончательно не определились. Очевидно, это
определяется прежде всего возможностью вести различные бетонные работы
одновременно, непрерывно и на одной марке бетона для: обеспечения устойчивого
потребления бетонной смеси, поставляемой заводом.
Производительность бетонного завода
независимо от его технологической схемы и принципа действия определяется
количеством готовой или сухой бетонной смеси, выдаваемой заводом в единицу
времени.
Этому показателю должны
соответствовать мощности всех основных производственных цехов, входящих в
состав бетонного завода, пропускная способность приемных устройств и складов
для заполнителей и вяжущих материалов, типы основного оборудования и средства
внутреннего транспорта.
Производительность бетоносмесителей
в основном определяется продолжительностью перемешивания бетонных смесей. От
величины этого параметра зависят также удельные показатели работы смесителей.
При этом не приводится зависимость
времени перемешивания от качества исходных материалов и от интенсивности
перемешивания смесей различными бетоносмесителями.
Число замесов в час
где Т - время, затрачиваемое на
загрузку, перемешивание и выгрузку, Т=60
с., t - время
перемешивания, t=120 с.
Часовая производительность
Где Q
- ёмкость смесительного барабана по загрузке, Q=3200л;
f - коэффициент
выхода готовой смеси, f=0,
7;
n - число замесов в
час, n = 20.
6. Воздействие на экологию и охране
окружающей среды
ЗАКОН РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН «ОБ
ОХРАНЕ ПРИРОДЫ»
(Ведомости Верховного Совета Республики
Узбекистан, 1993 г., № 1, ст. 38; Ведомости Олий Мажлиса Республики Узбекистан,
1995 г., № 6, ст. 118; 1997 г., № 4-5, ст. 126; 1999 г., № 1, ст. 20; 2000 г.,
№ 5-6, ст. 153, № 7-8, ст. 217; 2002 г., № 9, ст. 165; 2003 г., № 9-10, ст.
149; Собрание законодательства Республики Узбекистан, 2004 г., № 25, ст. 287, №
51, ст. 514; 2006 г., № 41, ст. 405; 2011 г., № 1-2, ст. 1, № 36, ст. 365; 2013
г., № 18, ст. 233; 2014 г., № 36, ст. 452)
Настоящий Закон устанавливает правовые,
экономические и организационные основы сохранения условий природной среды,
рационального использования природных ресурсов. Он имеет целью обеспечить
сбалансированное гармоничное развитие отношений между человеком и природой,
охрану экологических систем, природных комплексов и отдельных объектов,
гарантировать права граждан на благоприятную окружающую среду.
В разделе нормативного регламентирования
качества окружающей природной среды указывается, что Неблагоприятное
воздействие хозяйственной деятельности на окружающую природную среду
ограничивается нормативами и стандартами качества окружающей природной среды,
гарантирующими экологическую безопасность населения, воспроизводство и охрану
природных ресурсов.
При формировании территориально-производственных
комплексов, развитии промышленности, сельского хозяйства, строительства и
реконструкции городов, других населенных пунктов устанавливаются предельно
допустимые нормы нагрузки на окружающую природную среду.
В нашем мире современных коммуникаций самый
последний обыватель прекрасно осведомлен о том, влияние заводов на
экологию практически всегда носит негативный характер. Для этого даже не нужно
быть специалистом, чтобы связать воедино факты и наблюдения.
Промышленные технологии в основной своей массе
наносят большой вред окружающей среде. Уже стало нормой в прогнозе погоды
упоминать о том, какой в следующий день ожидается уровень предельно допустимых
концентраций вредных веществ в атмосфере. И какая же у нас экология? Заводы и
фабрики ежедневно выбрасывают в воздух планеты тонны пыли и частиц вредных
отравляющих веществ. Конечно, большое количество транспорта, работающего на
бензине, также вносит свой губительный вклад в загрязнение воздуха, но влияние
заводов на экологию по сравнению с этим имеет куда большие масштабы.
Продукты переработки сливаются в реки и моря, не
проходя перед этим очистку и обеззараживание. В этом отношении самыми опасными
являются вредные химические производства, остатки деятельности которых будут
разлагаться столетиями, загрязняя и без того замусоренную продуктами
деятельности человека экосистему.
И никого не интересует экология - заводы
продолжают отравлять нас, ведь технологии природосбережения и очистки вредных
веществ стоят денег, которые промышленники не хотят тратить.
Еще одна угроза - это радиоактивные вещества,
которые используются в атомных электростанциях и производстве ядерного оружия.
Срок их распада может составлять много сотен лет, а безопасных технологий их
обеззараживания и утилизации на данный момент не существует, посему их просто
хранят в ядерных могильниках, которые не могут быть защитой от проникновения
таких веществ в почву и воздух.
7. Техника
безопасности и охрана труда
ЗАКОН РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН «ОБ
ОХРАНЕ ТРУДА»
Закон Республики Узбекистан от 06.05.1993 г. №
839-XII, Дата вступления в силу 21.05.1993
В разделе Общих положений указано, что граждане
Республики Узбекистан, иностранные граждане и лица без гражданства имеют право
на охрану труда. Охрана труда представляет собой действующую на основании
соответствующих законодательных и иных нормативных актов систему
социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических
и лечебно-профилактических мероприятий и средств, направленных на обеспечение
безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе
труда.
В разделе обеспечения охраны труда указывается,
что условия труда на предприятии, на каждом рабочем месте должны
соответствовать требованиям стандартов, правил и норм по охране труда.
Обеспечение здоровых и безопасных условий труда на предприятии, организация
контроля за опасными и вредными производственными факторами и своевременное
информирование трудовых коллективов о результатах контроля возлагается на
администрацию. На производствах с вредными и опасными условиями труда, а также
на работах, производимых в особых температурных условиях или связанных с
загрязнениями, работникам выдаются бесплатно, по нормам, установленным органами
государственного управления, специальная одежда, обувь и другие средства
индивидуальной защиты, моющие и дезинфицирующие средства, молоко и другие
равноценные пищевые продукты.
Современный бетонный завод крупного
строительства представляет собой сложное предприятие, располагающее
разнообразным оборудованием для механизации работ по приготовлению бетонной
смеси. Поэтому лица, допускаемые к управлению машинами и механизмами бетонного
завода, должны иметь удостоверение о сдаче испытаний по техминимуму и правилам
техники безопасности. Основные правила техники безопасности, которые необходимо
соблюдать для обеспечения нормальных и безопасных условий труда на бетонном
заводе, следующие.
Площадки в пределах рабочей зоны
бетоносмесителей, включая подъезды и склады материалов, следует содержать в
чистоте и не загромождать. Все работающие механизмы должны быть освещены.
Элеваторы, подъемники, бункера, лотки и другие
устройства для подачи материалов, необходимых для приготовления бетонной смеси,
должны быть ограждены, а все корпуса электродвигателей заземлены.
При установке бетоносмесителя на эстакаде вокруг
него должны быть устроены площадки с перилами. Закрытые помещения, в которых
работают с пылящими материалами и добавками, должны быть оборудованы
вентиляцией или устройствами, предупреждающими распыление материалов.
Пылеобразование в основном возникает при транспортировании
и перегрузке цемента, поэтому во время таких работ рабочие должны пользоваться
противопылевой спецодеждой, защитными очками с плотной оправой, а для защиты
дыхательных путей - респираторами.
Перед чисткой, смазыванием и ремонтом машины и
механизмы должны быть остановлены. Перед пуском машины оператор обязан дать
сигнал. До пуска в эксплуатацию каждая установленная или отремонтированная
машина должна быть осмотрена и испытана.
Осмотр, чистка и ремонт бетоносмесителя
разрешаются только после удаления из цепи электродвигателей плавких вставок
предохранителей и вывешивания на пусковых устройствах (кнопках магнитных
пускателей, рубильниках) плакатов "Не включать - работают люди!". При
выгрузке бетонной смеси из бетоносмесителя запрещается ускорять опорожнение
вращающегося барабана лопатой или каким-либо другим приспособлением.
Очищать приямок ковша скипового подъемника можно
только после дополнительного закрепления поднятого ковша. Пребывание рабочих
под поднятым и незакрепленным ковшом не допускается.
Лента и торцы барабанов конвейера на участках
натяжной и приводной станций должны быть ограждены. Проходы и проезды, над
которыми находятся конвейеры, должны быть защищены навесами, проложенными за
габариты конвейера не менее чем на 1 м.
Запрещается во время работы конвейера очищать
барабан, ролики и ленту от грязи и прилипшего материала; не следует проходить
под неогражденной конвейерной лентой. Нельзя также проверять крепление ковшей к
ленте на работающем элеваторе, становиться на крышку желоба работающего
винтового конвейера или снимать ее. Не следует проверять, смазывать и
ремонтировать электропневматические узлы дозаторов во время их работы. Силосы и
бункера для хранения цемента должны иметь специальные устройства для обрушения
сводов (зависаний) цемента.
Для выполнения работ внутри силосов и бункеров
назначаются не менее трех рабочих, двое из которых, находясь на перекрытии
силоса или бункера, должны следить за безопасностью работающих в бункере и в
случае необходимости оказывать помощь пострадавшим.
Рабочие, находящиеся внутри силоса или бункера,
должны быть обеспечены респираторами.
Загрузочные отверстия емкостей для хранения
пылевидных материалов должны быть закрыты защитными решетками, люки в защитных
решетках - заперты на замок.
Общие требования безопасности
Мужчины не моложе 18 лет, прошедшие
соответствующую подготовку, имеющие II группу по электробезопасности и
профессиональные навыки при работе на данной установке, перед допуском к
самостоятельной работе должны пройти:
· обязательные предварительные (при
поступлении на работу) и периодические (в течении трудовой деятельности)
медицинские осмотры (обследования) для признания годными к выполнению работ в
порядке, установленном Минздравом республики Узбекистан;
· обучение безопасным методам и приемам
выполнения работ, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и
проверку знаний требований охраны труда.
При работе на бетономешалке необходимо соблюдать
требования безопасности труда для обеспечения защиты от воздействия опасных и
вредных производственных факторов, связанных с характером работы:
· шум;
· вибрация;
· повышенное содержание в воздухе пыли
и вредных веществ;
· движущиеся машины, механизмы и их
части;
· повышенное напряжение в
электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;
· разрушающиеся конструкции.
Для защиты от общих производственных загрязнений
и механических воздействий работник обязан использовать предоставляемыми
работодателями бесплатно комбинезоны хлопчатобумажные, сапоги резиновые,
рукавицы комбинированные, костюмы на утепляющей прокладке и валенки для зимнего
периода.
В процессе работы на бетономешалке работники
должны:
· применять в процессе работы машины
по назначению, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;
· поддерживать машину в технически
исправном состоянии. Не допуская работу с неисправностями при которых
эксплуатации запрещена;
· быть внимательными во время работы и
не допускать нарушений требований безопасности труда.
Требования безопасности перед
началом работы
После получения задания у руководителя работ
работник обязан:
· проверить рабочее место и подходы к
нему на соответствие требованиям безопасности и убрать ненужные предметы;
· убедиться в наличии и исправности
щитков, ограждающих движущиеся части бетономешалки;
· проверить наличие и исправность
заземления электрооборудования бетономешалки, а также исправность кабелей,
подводящих электроэнергию к бетономешалке;
Работа бетономешалки не допускается при
следующих нарушениях требований безопасности:
· неисправностях, указанных в
инструкции завода-изготовителя по эксплуатации бетономешалки, при которых не
допускается его эксплуатация;
· несвоевременном проведении очередных
испытаний (технического осмотра) бетономешалки;
· недостаточной освещенности и
загроможденности рабочего места и подходов к нему;
· неисправности концевых выключателей,
блокирующих открывание решетки приемного бункера;
· отсутствии или неисправности
защитного заземления.
Обнаруженные нарушения требований безопасности
должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это
работник обязан немедленно сообщить о них руководителю работ и ответственному
за содержание бетономешалки в исправном состоянии.
Выводы
Цемент это основной и единственный ингредиент
бетона, который связывает все компоненты воедино. Наиболее подходящим для
приготовления бетона является портландцемент. Отличается он повышенным и
превалирующим содержанием силикатов кальция (до 78-80%), что обеспечивает
улучшенную адгезию и склеивание материалов. Однако в зависимости от поставленной
задачи используются и другие типы цемента. Для устройства фундаментов
потребуется средняя по величине фракция заполнителя и все также жидкий раствор.
Это обеспечит легкость распределения раствора по поверхности достаточно тонким
слоем. Также мелкая и средняя фракция заполнителя незаменима при формировании
таких элементов как балясины, элементы декора или садовой утвари и заливки,
незначительных по объему элементов, таких как крыльцо или ступеньки.
Технологический процесс приготовления цементобетона включает следующие
операции: дозирование песка, щебня, цемента и воды, тщательное перемешивание
составных частей и выгрузку готовой смеси в транспортные средства. Цементобетон
готовят в бетоносмесителях, а раствор в растворосмесителях.
В данном курсовом проекте мы были ознакомлены с
видами оборудования бетоносмесительных машин и установок. На примере
бетономешалки с наклоняющимся двухконусным барабаном мы провели анализ
оборудования, ознакомились с разновидностью, классификацией и видами данного
оборудования.
В курсовом проекте приведен полный расчет:
· геометрических размеров;
· физико-механических показателей;
· расчет конструктивно-кинематических
параметров;
· расчет потребляемой мощности;
· расчет мощности, затрачиваемое на
перемешивание;
· расчет производительности;
· расчет затрат электроэнергии и
многие другие показатели.
Все полученные результаты в ходе расчетов
объединяем, и вводим таблицу, в которой буду приведены все условные
обозначения, единицы измерения и значения, полученные при расчете.
Данные, собранные в ходе
проектирования бетономешалки с наклоняющимся двухконусным барабаном
№
|
Наименование
показателей
|
Обозначение
|
Единица измерения
|
Результаты по расчету
|
1
|
Объем смеси, одновременно
находящейся в барабане
|
Vз
|
м3
|
3, 37
|
2
|
Рабочий объем смеси находящейся в
барабане
|
м3
|
5, 03
|
3
|
Внутренний диаметр барабана
|
D0
|
м
|
1, 41
|
4
|
Толщина стенки
барабана
|
δ
|
м
|
0, 028
|
5
|
Наружный диаметр барабана
|
DH
|
м
|
1, 456
|
6
|
Фактический геометрический объем
барабана
|
Vг
|
м3
|
8, 27
|
7
|
Фактический коэффициент заполнения
барабана
|
Ψфакт
|
-
|
0, 60
|
8
|
Диаметр опорного ролика
|
dp
|
м
|
0, 421
|
9
|
Ширина опорного ролика
|
bp
|
м
|
0, 151
|
10
|
Диаметр оси опорного ролика
|
d0
|
м
|
0, 105
|
11
|
Угол установки опорных роликов
|
β
|
o
|
36
|
12
|
Толщина опорного
бандажа
|
hБ
|
м
|
0.0497
|
13
|
Величина зазора между бандажом и
барабаном
|
∆
|
м
|
0.01
|
14
|
Ширина опорного бандажа
|
bБ
|
м
|
0.2
|
15
|
Диаметр опорногобандажа
|
DБ
|
м
|
2.10
|
16
|
Диаметр зубчатого венца
|
Dзв
|
м
|
2.12
|
17
|
Ширина зубчатого венца
|
bзв
|
м
|
0.2
|
18
|
Наибольший внутренний радиус
барабана
|
R0
|
м
|
0.9562
|
19
|
Номинальная угловая скорость
вращения
|
ωном
|
с-1
|
1.809
|
20
|
Номинальная частота вращения
барабана
|
nном
|
об/мин
|
17.28
|
21
|
Полная сила тяжести бетонной смеси
|
Gсм
|
Н
|
82649, 25
|
22
|
Сила тяжести бетонной смеси
поднимаемая за счёт сил трения
|
G1
|
Н
|
70251, 86
|
23
|
Сила тяжести бетонной смеси
поднимаемая на лопастях
|
G2
|
Н
|
12397, 38
|
24
|
Средняя высота подъема
перемешиваемых компонентов за счет сил трения
|
h1
|
м
|
0,
9562
|
25
|
Средняя высота подъема
перемешиваемых компонентов в лопастях
|
h2
|
м
|
1, 6323
|
26
|
Время одного оборота барабана
|
tоб
|
сек
|
3, 47
|
27
|
Время подъема смеси в лопастях
|
t1
|
сек
|
0, 130
|
28
|
Время падения компонентов смеси с
высоты подъема
|
t2
|
сек
|
0, 58
|
29
|
Число циркуляций за 1
оборот барабана за счет сил трения
|
Z1
|
об-1
|
2, 00
|
30
|
Число циркуляций за 1 оборот
барабана в лопастях
|
Z2
|
об-1
|
4, 887
|
31
|
Мощность, затрачиваемая
на перемешивание
|
N1
|
Вт
|
65779, 07
|
32
|
Мощность, затрачиваемая
на преодоление сил трения
|
N2
|
Вт
|
4596, 7
|
33
|
Полная затрачиваемая мощность
|
NПОЛ
|
Вт
|
70375, 77
|
34
|
Число замесов в
час
|
n
|
-
|
20
|
35
|
Часовая производительность
|
П
|
м3/час
|
44, 8
|
Список использованной литературы и
адресов Интернета
Основная
литература
1. Борщевский
А.А., Ильин А.С. - Механическое оборудование для производства строительных
материалов и изделий - М.: Высшая школа, 1987г.-367с.
. Сергеев
В.П. Строительные машины и оборудования. Учеб. Для вузов по спец. «Сроительные
машины и оборудования». - М.: Высшая школа, 1987г-376с.
. Мирзаев
А.Ф. Қурилиш индустриясининг механик ускуна ва машиналари. Ўқув қўлланма
- Т.: ТАҚИ, 2000г-74с.
Дополнительная
литература
1. Указатель.
Межгосударственных и республиканских стандартов, технических условий в области
строительства. - Т.: 2012.
2. Епифанов
С.М. Строительные машины: Справочник-М.: Стройиздат, 1991г - 384с.
3. Горбовец
М.Н. Строительные машины: Справочник 2 томах.-М.: Машиностроение, 1991г - 456с.
Сайты
интернета
1. www.samlit.com
<http://www.samlit.com>
. www.mpchb.ru
<http://www.mpchb.ru>
. www.tpribor.ru
<http://www.tpribor.ru>
. www.drobilki.com
<http://www.drobilki.com>
. www.dromash.ru
<http://www.dromash.ru>
. www.hartl.com
<http://www.hartl.com>