Бетоносмесительная установка с годовой производительностью ...м3 (кубические метры)

Технологический процесс приготовления бетонной смеси на установке СБ-109 протекает в такой последовательности. Заполнители из штабелей автопогрузчиками подают в воронки загрузочных конвейеров, которые направляют эти материалы в расходные бункера блока дозирования. Отдозированные заполнители поступают на ленту сборного конвейера, а оттуда — на наклонный конвейер и далее в смеситель.
Расходный бункер цемента загружают с помощью пневмотранспорта из передвижного мобильного склада цемента. Из расходного бункера цемент подается в дозатор и далее поступает на наклонный конвейер, куда к этому времени подходит поток заполнителей. Общий поток материалов, уложенных на ленте слоями, направляется в смеситель.
Вода, смешанная в заданных пропорциях с пластифицирующей Добавкой, центробежным насосом направляется в расходный бак с постоянным уровнем, поддерживаемым путем свободного слива избытка раствора обратно в емкость блока жидких добавок. Из расходного бака вода с растворенной добавкой через калиброванное отверстие подается в смеситель. Подача воды регулируется насосом-дозатором.
Поданные в смеситель составляющие смешиваются и одновременно перемещаются к выгрузочной горловине, через которую готовая смесь поступает в кузов автобетоновоза через вороню через раздаточный конвейер.

2. Исходные данные для проектирования.
Годовая производи
тельность Режим
Работы Характеристика бетонной смеси
жесткость Марка
Цемента Мах
Размер
заполнителя Проектная
Марк бетона 200000 непрерывный 30 600 40 400 3. Выбор технологической схемы.
Для обеспечения заданных условий наиболее оптимальна установка
Автоматизированные бетоносмесительные установки СБ-75 (рис. 20) и СБ-78 производительностью соответственно 30 и 60 м3/ч предназначены для приготовления бетонной смеси и выдачи отдозированных компонентов в автобетоносмесители. Установки блочной конструкции. Они имеют по четыре бункера для заполнителей: три для щебня и один для песка. Установки различаются производительностью и массой.

Рис. 1. Технологическая схема установки непрерывного действия СБ-75
1— дозаторы заполнителей, 2 — нижний сборный ленточный конвейер,
3 — наклонный ленточный конвейер, 4—расходный бункер заполнителей,
5 — двухрукавная воронка, 6 — ленточный конвейер, 7 — питатель,
8 — расходный бункер цемента, 9 — фильтр, 10 — расходный бак воды,
11 — дозатор цемента, 12, 18 — трехходовые краны, 14 — рукав для отвода воды, 15 — насос-дозатор, 16 — бетоносмеситель, 17 — копильник, 18 — тарировочный дозатор цикличного действия, 19 — автобетоносмеситель, 20 — нижняя двухрукавная воронка, 21 — верхняя двухрукавная воронка
Установка СБ-75 (рис. 21) состоит из смесительного отделения, расходного бункера цемента, блока управления, дозировочного отделения и наклонного ленточного конвейера.
Дозировочное отделение заполнителей включает в себя расходные бункера четырех фракций вместимостью 34 м3, под каждым из которых смонтирован весовой дозатор СБ-26А. Расходные бункера заполнителей загружают с помощью ленточных конвейеров. Заполнители выдаются послойно на нижний сборный ленточный конвейер 2, а с него на наклонный ленточный конвейер. Затем они поступают в бетоносмеситель.
Смесительное отделение состоит из бетоносмесителя непрерывного действия, расходного бункера цемента с весовым дозатором и системы подачи воды с насосом-дозатором.
Для выдачи готовой бетонной смеси в автобетоновозы служит копильник.
Если установка выдает сухую смесь, то перекидная заслонка двухрукавной воронки устанавливается в другое положение и смесь направляется в автобетоносмеситель. Для тарировки дозаторов непрерывного действия предусмотрен весовой дозатор цикличного действия 18 АВДЦ-1200Д, взвешивающий материалы поступающие в него за определенный отрезок времени.
4.Общие расчеты смесительной установки СБ-75
4.1 Выбор геометрических и весовых параметров.
Производительность, м3/ч 60.
Непрерывного действия
Максимальная крупность заполнителя,
Мм 40
Высота выгрузки бетонной смеси, м 3,8
Точность дозирования, % заполнителей ±2
цемента ±1
вода ±1
Объем бункеров цемента, м3 25
Мощность двигателей, кВт 37,7
Габаритные размеры, мы
длина 36600
ширина 32500
высота 12520
Масса, кг 24500
4.2 Расчет устойчивости БСУ.
Устойчивость БСУ зависит главным образом от закрепления ее к фундаменту. Закрепление конструкции главным образом происходит при помощи анкерных болтов. конструкций всех их можно разделить на 3 группы: 1.Болты заделывающиеся в тело фундамента наглухо.2.Болты устанавливаются с изолирующими трубками(съёмные)3.Болты устанавливаются в готовые фундаменты в просверленные скважины.Болты I-ой группы обычно снабжаются снизу крюками или, в остальных случаях находят применение болты снабжённые анкерными плитами.

При установке небольших машин допускается устанавливаются болты при бетонировании фундамента(рис. 4а).В более ответственных они устанавливаются в специальные шахты (рис. 4б) с последующей заливкой раствором.Типичные конструкции болтов II-ой группы показаны на рис 4в,г,д.Первая из них (в) является наиболее универсальным и распространенным заземлением в бетонный массив и осуществляется при помощи сварной или литой анкерной плиты с прямоугольным отверстием , в которое вводятся такого же очертания головка болта с последующим поворотом на 90? Чтобы упростить установки болтов данного типа и исключить необходимость применить для них специальной опалубки при бетонировании. Последнюю можно заменить стальной трубкой из листовой стали (рис 4г).Более экономичной является конструкция анкерного крепления, представленная на (рис( 4д) . Здесь короткий болт ввинчивается в головку специальной закладкой в бетон на достаточную глубину. По этому типу могут устраиваться и устанавливаться только хорошо уравновешенные машины при диаметре болтов не более 20 мм. Болты, установленные в готовый фундамент в просверленные скважины, делятся на прямые, которые устанавливают с помощью эпоксидного клея. Болты закреплённые последним могут, устанавливаться через отверстия в опорных чашах как до, так и после монтажа оборудования.
4.2 Расчет мощности привода.
Мощность P электродвигателя расходуется на подъем смеси в барабане (P1) и на преодоление сопротивлений трения в опорных механизмах барабана (P2). При вращении барабана смесь совершает сложное движение. По одной из упрощённых моделей расчёт P1 основан на том, что число циркуляций смеси, поднимаемой лопастями и по стенкам барабана, равно двум за один оборот барабана. Согласно этой схеме формула для вычисления мощности , потребляемой при подъеме смеси:
P1=(1,8-2,2)Gсм*R*n,
Где Gсм – сила тяжести, Н
Gсм = βVемк*ρнб*g;
Здесь –β – коэффициент выхода смеси ,=0.9 ( по табл. 18 из (3))
V емк – емкость при загрузке, л (объем сухих компонентов, загружаемых в смеситель), Рнб – средняя плотность бетонной смеси, кг/л, для тяжелых бетонов Pнб = 2.4 кг/л.
g- ускорение силы тяжести , 9.8 м/с2,
R- внутренний радиус цилиндрической части барабана, м.
R=(0.825-0.875)³=0.85³*0.125=4.25 м
V емк – емкость по загрузке, л.=25000
n- частота вращения барабана, с-1,
n= (0.25-0.35)/=0.14 с-1,
Gсм =0.9*25000*2.4*9.8=529200 Н.
Р1=2*529200*4.25*0.14=630 КВт
4.3 Кинематический расчет. Расчет параметров привода.Для выбора редуктора находится крутящий момент на его тихоходном валу, с которым соединен рабочий орган (ротор с лопастями)

где P - мощность электродвигателя, кВт;ηред - К.П.Д редуктора. η=0.90;Wр.о. - угловая скорость рабочего органа , с-1;Частота вращения n об/сек ротора с лопастями известна из таблиц 2-7 (3)
Число оборотов рабочего органа в минуту

Угловая скорость рабочего органа

ωРО=2π0.14=2*3.14*0.14=0.88
Мкр=630000*0.9/0.88=644 Кн*м
Передаточное число редуктора

По величине крутящего момента Мкр и передаточного числу iред выбирается редуктор планетарный механизм двухсторонний по справочнику "Приводы машин табл. 1.21. стр.50.
4.4 Специальныне конструктивные расчеты элементов металлоконструкции.
 Толщина стенки
54 ии.
Принимаем δст = 4мм
 
Толщина верхнего пояса
δ’п.в. = (1,25…1,6)δст = (1,25…1,6)·4 = 5…6,4мм.
Принимаем δпв = 6мм.
 
Подвижная нагрузка от колеса
Fп=0,25(KQ·Q + Kq·Gтел)=0,25[1,4·8000 + 1,1·(0,3·8000)]=3460Н;
 Толщина нижнего пояса
δ’п.н. = (3Fп/[σ])1/2= (3·3460/140)1/2 = 8,6мм.
 Высота эквивалентного сечения
hэкв=0,4h + (h – 0,4h)·2/3 ≈ 0,8h = 0,8·630 = 500мм
 Расчетное сечение показано на рис. 12.2.
 Расчетное сечение показано на рис. 12.2.
Ширина нижнего пояса сделана больше, чем ширина верхнего, для размещения колес электротали.
Расстояние между стенками принято стандартным, что позволяет выполнять диафрагмы из прокатных полос без обрезки по длине. Диафрагмы к верхнему растянутому поясу не приваривают.
 Свес пояса над стенкой в 16мм обеспечивает удобство автоматической сварки.
Координаты центра тяжести сечения
y0 = (400·9·4,5 + 485·4·2·251,3 + 320·6·497) /
/ (400·9 + 485·2·4 + 320·6) = 207мм.
Момент инерции определяем, пренебрегая собственным моментом инерции поясов
J = 400·9·202,52 + 2·4·4852/12 + 485·4·2·44,52 + 320·6·2902 =
= 393·106 мм4
Расстояние от нижнего пояса до зева крюка (~800мм) и до верхнего обреза колонны (~300мм) определяем по аналогии с подобными конструкциями. Тогда высота колонны
Hкол≈ H + 0,8 – 0,3 = 5 + 0,8 – 0,3 = 5,5м
Диаметр колонны
δ’кол ≈ (0,05…0,08)Dкол = (0,05…0,08)·420 = 21…34мм.
Принимаем δкол = 22мм.
Момент инерции колонны
Jкол ≈ 0,32 D2кол·δкол = 0,32·4203·22= 522·106мм.
Заключение.
В данной работы была рассмотрена бетоносмесительная установка СБ-75 производительностью 200000 м3 в год. Был успешно произведен анализ существующих конструкции, выбор технологической схемы, расчеты проектируемой установки, выбор геометрических параметров, весовых, расчет устойчивости, определение действующих усилий, расчет мощности привода, кинематический расчет, специальные расчеты элементов конструкции. Современный бетоносмесительный узел–это компьютеризированная система, гарантирующая высокую точность дозирования компонентов, однородность и стабильность состава получаемой смеси и обеспечивающая самонастройку при изменении свойств заполнителей. Эта система должна удовлетворять целому ряду технологических требований ,можно привести следующий перечень основных требований, предъявляемых к современному БСУ.
● Автоматическое (штатный режим работы) и ручное управление процессом приготовления бетонных (растворных) смесей.
● Управление дозировочным, смесительным оборудованием, подъёмными устройствами (скипы, транспортёры подъёма), устройствами ускорения выгрузки, если такие имеются в наличии.
● Визуализация состояния технологического оборудования и параметров
процесса.
● Возможность просмотра диаграмм работы оборудования.
● Постоянный контроль функционирования исполнительных механизмов с выдачей сообщений о возникших нештатных ситуациях и неисправностях.
● Выполнение необходимых технологических блокировок для исключения аварийных ситуаций дозировочно_смесительного оборудования.
● Блокировка ошибочных команд оператора.
● Многорецептурное приготовление смесей.
● Параллельное дозирование нового и перемешивание предыдущего замеса
с целью сокращения времени выполнения заявок.
● Загрузка содержимого дозаторов в смеситель по заданному регламенту выгрузки (если в силу принятой технологической схемы невозможна одновременная выгрузка всех дозаторов в смеситель, применяется заданная последовательность разгрузки дозаторов).
● Возможность задания индивидуальных регламентов выгрузки компо_
нентов смесей из дозаторов в смесители для каждого класса продукции.
● Возможность задания в зависимости от вида продукции индивиду_
альных технологических параметров и характеристик оборудования: времени перемешивания, времени выгрузки из смесителя, вместимостисмесителя.
● Корректировка количества дозируемой по рецепту воды и инертных
компонентов (щебня, гравия, песка т.п.) с учётом их влажности.
● Наличие широкой номенклатуры производимых смесей, в том числе и жёстких смесей с водоцементным отношением 0,30…0,41, для производства которых необходимо круговое впрыскивание воды в бетоносмеситель и выполнение ряда других специальных условий.
● Стабилизация водоцементного отношения по СВЧ_влагомеру.
● Возможность оперативного ввода оператором отклонения от рецепта воды как для всей заявки, так и для отдельных замесов (данная опция полезна в ситуации резкого изменения влажности наполнителей).
● Возможность изменения рецептур, параметров системных и технологических настроек с учётом прав доступа пользователя к функциям системы.
● Регистрация вмешательств в процесс автоматического управления, фиксация изменений рецептур, системных и технологических параметров.
● Учёт дозирования компонентов в ручном режиме, защита от хищений компонентов.
● Формирование архивов отгрузок, расхода, событий и распечатка соответствующих отчётов.
● Контроль давления воздуха в магистрали, выдача сообщений о падении давления ниже допустимой величины с приостановкой процесса отгрузки.
● Контроль уровней материала в бункерах и цементных силосах.
● Контроль и поддержание температуры горячей воды, контроль темпера_
туры бетонной смеси.
● Управление загрузкой инертных компонентов и цемента в бункеры дозаторов.
● Обеспечение многолетней безотказной работы в режиме двух_ или трёхсменной эксплуатации.
Данным требованиям не отвечает большинство производимых в нашей стране БСУ, в которых до сих пор используются релейно_контактные схемы, давно забытые на Западе. С другой стороны, именно соответствие этим требованиям даёт возможность конкурировать с ведущими западными фирмами. В конечном итоге способность вести равную конкурентную борьбу с лидерами мирового рынка является главным показателем уровня фирмы и качества производимого ею оборудования.

Литература.
Артемьев К.А. и др. Дорожные машины. Машины для устройства дорожных покрытий. М, Машиностроение, 1982.
Бауман В.А, Клушанцев Б.В.Мартынов В.Р. Механической оборудование продприятий строительных материалов, изделий и конструкции.М, Машиностроение ,1975
Борщевский А,А и др. Механической оборудование для производства строительных материалов и изделий. М. Высш. Школа ,1987.
Лапир Ф.А. Механическое оборудование заводов сборного железобетона. М. Машиностроение, 1965
Лещинский А.В. Основы теории и расчета оборудование бетоносмесительных установок. Издательство ХГТУ, 1998.
Мартынов В.Д. и др.ТСроительные машины и монтажное оборудование. М. Машиностроение, 1990 =352.
Сапожников И.Я Машины и аппараты промышленности строительных материалов. М Машгиз, 1961
Справочник конструктора дорожных машин. Под ред. Бородачева. М-Машиностроение,1975.
Тимофеев В.А и др. Оборудование асфальто бетонных заводов, и эмульсионных баз. М Машиностроение, 1989
Хархута Н,Я и др. Дорожные машины. –Л, Машиностроение, 1976г.











36