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

Число циркуляций смеси под действием сил трения, в течение одного оборота барабана, принимая время сползания смеси равным времени подъема, составит:

что приблизительно составляет 2.

Время подъема смеси в лопастях, с, составляет ориентировочно:

Время падения смеси с высоты h2, с:

Число циклов смеси, поднимаемой в лопастях, составит:

Вычисляем значения:

Кроме работы по подъему смеси двигатель затрачивает энергию на преодоление сил трения в опорных частях барабана. Эти составляющие мощности в кВт могут быть рассчитаны по формуле:

где Gb — вес барабана, Н, rp — радиус опорных роликов, м, kf — плечо трения качения, м, у — угол установки опорных роликов, рад.

Подставив значения, получаем:

Суммарная потребная мощность двигателя составит:

где ntr — коэффициент полезного действия трансмиссии (редуктора), принимаемый равным 0.

95.

Получаем значение:

Выбираем для комплектации смесителя трехфазный асинхронный двигатель ATDC-27 мощностью 27 кВт со встроенным электромагнитным тормозом. Двигатель необходимо укомплектовать преобразователем частоты переменного тока на 3 фазы модели F-2000G с целью обеспечения возможности плавного регулирования частоты вращения смесителя.

5. Специальные конструктивные расчеты на прочность элементов и узлов металлоконструкций

Проведем проверочный расчет консоли крепления смесителя на изгиб ведем по методу расчета балки. Динамическими усилиями от вращения смесителя гравитационного типа можно пренебречь, так как он обладает малой угловой скоростью, и, как следствие, незначительными силами центробежной инерции.

Из условия прочности балки:

где Mi_max — наибольший изгибающий момент;

где Mi- изгибающий момент;

n — коэффициент запаса, n = 1.5;

Из определения изгибающий момент находим по формуле:

где G — сила, прикладываемая к балке, равна произведению суммы массы смеси и смесителя на ускорение свободного падения:

кг (плотность сырой смеси х объем смесителя)

g = 9.8 м/с2

Н Так как смеситель крепится на четырех консолях, то сила, действующая на одну консоль, будет равна:

Н;

l — плечо, равное длине консоли, l = 1,5 м.

Подставив данные, получим:

Н*мм;

Подставив данные, получаем наибольший изгибающий момент:

Н*м;

Wx — момент сопротивления; так как сечение балки, выполненной из замкнутого гнутосварного профиля, прямоугольное, то расчет момента сопротивления ведем по формуле:

где b — ширина наружной стенки консоли, 150 мм;

h — высота наружной стенки консоли, 100 мм;

b0 — ширина внутренней стенки консоли, 140 мм;

h0 — высота внутренней стенки консоли, 90 мм.

Подставив данные, получаем момент сопротивления:

Н/м2

Напряжение при изгибе:

Н/мм2

Предельное (опасное) напряжение, т.к. балка выполнена из материала Ст45 (σт = 360 Н/мм2, σв = 610 Н/мм2) и испытывает деформацию, составит 432 Н/мм2, следовательно,

228,11 Н/мм2 ≤ 432 Н/мм2

Следовательно, конструкция обладает достаточным запасом прочности для удержания смесителя.

6. Автоматизация установки и контроль качества продукции

В настоящее время, учитывая возросшие требования к качеству и серьезную конкуренцию на рынке строительных материалов, сформировались особые условия обеспечения производительности и качества изготавливаемых бетонных смесей. Реализация данных условий, обеспечивающая даже минимальные возможности существования предприятия на строительном рынке, возможна при непрерывном жестком контроле всех параметров технологического процесса, реализация которого достигается автоматизацией производства.

Внедрение системы автоматического контроля и управления технологическим процессом бетоносмесительной установки позволяет существенно улучшить характеристики, повысить качество выпускаемой бетонной смеси, привести ее в соответствие с установленными требованиями, обеспечить соблюдение рецептуры бетонной смеси и технологии производства бетона, увеличить производительность установок и расширить номенклатуру производимых на них смесей, повысить экономию сырья и энергоресурсов.

Автоматизация разработанной бетоносмесительной установки заключается в использовании новых электронных весовых дозирующих систем и объединении всех дозаторов в локальную сеть с помощью многофункционального контроллера и компьютера.

Весовые емкости БСУ оснащаются автоматическими заслонками и клапанами, шкафами электронного и пневматического управления, а также техническими и программными средствами автоматизированного управления Возможна также установка вибрационного оборудования для улучшения сыпучести материалов.

Для контроля уровня цемента необходимо использование различных датчиков уровня цемента, а для определения массы цемента в силосах — применение электронных весовых устройств. С целью защиты от ветровых нагрузок будут использоваться противоопрокидывающие устройства в составе узлов встройки тензодатчиков.

Автоматизированная система управления технологическим процессом производства бетона выполняется по принципу встраиваемых систем и изготовлена на базе промышленного контроллера и весовых терминалов. Она включает в себя автоматизированное рабочее место оператора на базе промышленного компьютера с функциями учета сырья, материалов и готовой продукции в реальном масштабе времени.

Система обеспечивает управление технологическим процессом производства бетона, отображение процесса в реальном времени, учет расхода исходных материалов (цемента, песка, щебня, воды, добавок) и произведенного товарного бетона. В установке будет предусмотрен контроль потребляемой мощности электродвигателя бетоносмесителя и, при необходимости, контроль влажности заполнителей.

При этом, автоматизация проектируемой бетоносмесительной установки однозначно не может считаться абсолютной гарантией качества конечного продукта, а учитывая возможные последствия отгрузки продукта, не соответствующего требованиям стандартов, немаловажным будет осуществление дополнительного контроля качества, осуществляемого обслуживающим персоналом.

Погрешность взвешивания на дозаторах будет проверяться ежедневно контрольным взвешиванием, выявляя соответствие массы составляющих, идущих в замес, количеству, установленному проектом и лабораторией для данного состава бетона.

Контроль правильности дозирования компонентов бетонной смеси на большинстве заводов обеспечивается применением автоматизированных дозаторов, имеющих устройства для сигнализации при нарушении заданного режима.

При контрольной проверке дозирования разность между фактической и заданной массой не должна превышать допускаемых значений в восьми взвешиваниях из десяти.

Погрешность взвешивания дозаторами непрерывного действия проверяют на пробах, отобранных в течение 30с непрерывной работы дозатора.

Продолжительность смешивания бетонной смеси в бетоносмесителе регламентируется автоматическими приборами.

Влажность заполнителей определяют, высушивая пробы до постоянной массы, не реже одного раза в смену, а при получении новых партий и после выпадения осадков определяют дополнительно. Пробы берутся послойно, не реже чем через 2 м по высоте штабеля.

Зерновой состав заполнителей проверяют, просеивая отобранные пробы через набор сит, не реже одного раза в сутки и, кроме того, каждый раз, когда начинают расходовать новый штабель.

Концентрацию рабочего раствора добавок контролируют перед каждым заполнением расходных бункеров, но не реже одного раза в смену. Для этого могут применяться способы, основанные на измерении плотности, электропроводности, или калориметрический метод. Способ контроля концентрации устанавливается лабораторией.

Подвижность или жесткость бетонной смеси проверяют путем испытания проб приготовленной смеси, отбираемых при выгрузке ее из бетоносмесителя.

Подвижность или жесткость смеси определяют не менее двух раз в смену при установившейся погоде и постоянной влажности заполнителей и не реже чем через каждые 2 ч при резком изменении влажности заполнителей, а также при переходе на новый состав бетонной смеси или новую партию того или иного материала.

Объем отбираемой пробы бетонной смеси должен превышать требуемый для изготовления контрольных образцов в 1,5- 2 раза.

Заключение

В рамках данного курсового проекта была разработана бетоносмесительная установка, в полной мере удовлетворяющая требованиям технического задания. На основании анализа требований к установке, были рассмотрены применимые варианты реализации объекта проектирования с учетом режима работы, производительности, характеристики сырья и готового продукта.

По выбранным технологическим и конструктивным параметрам были проведены предварительные расчеты, определены геометрические и мощностные характеристики узлов и агрегатов проектируемой БСУ, проведены кинематические расчеты, проверка прочности и нагрузок и прочие необходимые обоснования принятых решений.

По результатам проектирования была оформлена графическая часть проекта и пояснительная записка.

Список использованной литературы Баловнев В. И. и др. Машины для содержания и ремонта автомобильных дорог и аэродромов. Атлас конструкций. М., Машиностроение, 1985

Бауман В.А., Клушанцев Б. В., Мартынов В. Р. Механическое оборудование строительных материалов, изделий и конструкций. М., Машиностроение, 1975

под ред. И. П. Бородачева. Справочник конструктора дорожных машин. М., Машиностроение, 1973

Борщевский А.А. и др. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. М., Высшая школа, 1987

Гоберман Л.А., Степанян К. В. Строительные и дорожные машины. Атлас конструкций. М., Машиностроение, 1985

Ламир Ф. А. Механическое оборудование заводов сборного железобетона. Атлас конструкций. М., Машиностроение, 1965

Лещинский А. В. Основы теории и расчета оборудования бетоносмесительных установок. Хабаровск, Издательство ХГТУ, 1998

Мартынов В.Д. и др. Строительные машины и монтажное оборудование. М., Машиностроение, 1990

Сапожников И. Я. Машины и аппараты промышленности строительных материалов. Атлас конструкций. М., Машгиз, 1961

Тимофеев В.А. и др. Оборудование асфальтобетонных заводов и эмульсионных баз. М., Машиностроение, 1989

Хархута Н.Я. и др. Дорожные машины. Л., Машиностроение, 1976