CC BY
73
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
EQUIPMENT FOR BUILDING MATERIAL PRODUCTION
A.B. Туренко
A.V. Turenko
МГСУ
В статье рассмотрено современное оборудование для производства строительных материалов. Дан анализ конструкций современных прессов для производства керамических изделий. Даются рекомендации по использованию различных типов прессов и смесителей.
In current article "Equipment of building materials production", made by A. V. Turenko, modern presses are investigated. As well as this, a great attention is paid to mixers for ceramic building materials production and their new modifications. Recommendations for usage of their different types are given.
За прошедшие годы преподавателями кафедры «Механическое оборудование и детали машин» факультета МиАС МГСУ были проведены исследования основных машин и оборудования подготовительных линий формующих машин по производству строительных материалов и изделий.
На базе этих исследований были разработаны методики расчета основных рабочих параметров оборудования и созданы методы определения оптимальных режимов работы машин, основанных на реологических свойствах обрабатываемых материалов.
Впервые была предложена методика определения упругих свойств вязкопластич-ноупругих сред, используемых для изготовления строительных изделий.
Многие рекомендации по совершенствованию машин и оборудования выполнены на уровне патентов и могут представлять интерес для заводов по производству строительных материалов.
Ниже рассмотрим основные предложения, направленные на модернизацию существующих машин.
Смесители с фильтрующими головками для высокоэффективного перемешивания и тонкой очистки сырьевой массы.
Одна из наиболее распространенных машин для тонкой очистки, перемешивания, увлажнения и прогрева керамической массы при подготовке к формованию - смеситель с фильтрующей головкой СМ-1238.
К сожалению, машина имеет ряд недостатков. Посторонние включения размерами, превышающими размеры фильтрующих отверстий, накапливаются перед решет-
кой машины, образуя «грязевой» слой, препятствующий продавливанию керамической массы.
При большом содержании посторонних включений в обрабатываемой массе отверстия фильтрующих решеток интенсивно засоряются, производительность машины падает, постоянно требуется ручная зачистка или замена решеток.
Исследования, проведенные на кафедре «Механическое оборудование и детали машин», позволили предложить ряд эффективных смесителей, лишенных упомянутых недостатков.
Одно из первых исследований по совершенствованию конструкции машины проведено кафедрой «Механическое оборудование и детали машин» совместно с Харьковским машиностроительным заводом «Красный Октябрь». Был спроектирован и изготовлен малогабаритный смеситель с наклонной сборной фильтрующей решеткой и копильником для посторонних включений (а.с. 910418) (рис.1).
Несколько позже кафедра приняла участие в разработке смесителя с фильтрующей головкой (а.с. 1135665) (рис.2).
Смеситель с фильтрующей головкой, представленный на рис.3, разработанный кафедрой в соавторстве с заводом «Красный Октябрь», имел принципиальные отличия (а.с. 876448).
[1
7Г
Рис.3 Фильтрующая головка с подвижными стенками.
Боковые стенки его рабочего канала двигались в направлении фильтрующей решетки.
Важный этап в развитии конструкции смесителей - разработка на кафедре «Механическое оборудование и детали машин» фильтрующих решеток из гибких элементов (рис.4).
Рис.4 Головка с гибкой фильтрующей решеткой.
Другая конструкция - установка для смешения и фильтрации (а.с. 1252184) (рис.5) - позволила значительно расширить диапазон регулирования размеров фильтрующих отверстий и организовать работу в режиме смыва в копильник «грязевого слоя», перекрывающего фильтрующие отверстия (а.с. 1252185).
Рис.5 Установка для смешения и фильтрации.
Представленные конструкции головок расширяют область применения смесителей, позволяют увеличить производительность, повысить степень очистки сырьевой массы, уменьшить энергопотребление.
Прессы для производства керамических строительных изделий.
Основная формующая машина технологических линий по производству керамических строительных материалов и изделий - шнековый пресс.
К сожалению, от конструктивных особенностей шнекового пресса зависят показатели основных его параметров - производительность, мощность привода, давления в рабочем канале от износа выпорной лопасти.
Рекламируемая заводом - изготовителем производительность пресса обеспечивается только при номинальном зазоре равном 0,005 м. Большую часть времени пресс работает до очередной замены выпорной лопасти при зазоре равном 0,02-0,4 м, что ведет к уменьшению средней производительности пресса на 50 %.
Специалисты кафедры «Механическое оборудование и детали машин» приняли участие в создании принципиально новых формующих машин с каналом переменного сечения образованным четырьмя подвижными стенками (а.с.820085), (рис.6) и тремя подвижными стенками (а.с. 1031731 А), (рис.7), лишенными основных недостатков шнековых прессов.
Рис.6 Схема ленточного пресса с формующим каналом, образованным четырьмя подвижными стенками
Рис. 7 Схема пресса с формующим каналом, образованным тремя подвижными стенками
Аспирант кафедры Дубинин H.H. разработал и исследовал малогабаритную установку с формующим каналом переменного сечения, образованным бесконечными лентами, имеющую большое практическое значение.
Основные достоинства шнековых формующих машин с формующим каналом, образованным подвижными стенками, и роторных сочетаются в конструкции пресса, предложенного специалистами кафедры «Механическое оборудование и детали машин». Основным узлом, рассматриваемого пресса, является формовочная камера-4, образованная двумя боковыми подвижными стенками - выпорными лопастями -5,
двух шнеков 3 и 6, установленных на общем валу-7 и нижней стенкой выводного устройства (рис.8).
Испытания пресса показали его основные достоинства по сравнению со шнеко-вым прессом - отсутствие утечки керамической массы; снижение энергозатрат на транспортирование и формование; уменьшение износа основных рабочих элементов; по сравнению с роторным прессом - отсутствие проскальзывания керамической массы в каналах ротора.
Пресс в малогабаритном исполнении может быть использован непосредственно на месте строительства объекта. Исходным сырьем в этом случае служат местные глины, суглинки, а армирующим материалом - измельченные солома, камыш, ветки кустарника.
Кирпичеделательный агрегат может быть изготовлен в нескольких модификациях для выполнения следующих операций: формование армированного растительными включениями глиняного бруса, саманного кирпича (ПЛБ-1, а.с. 1648771 А1) (рис. 9); производство двухслойного кирпича (ПЛБ-2, а.с. 1784460); нанесение на глиняный брус гидроизоляционного покрытия (ПЛБ-3, патенты №№ 1823811 и 1823882) (рис. 10).
Рис.9 Пресс ПЛБ-1
Повышение качества керамических строительных изделий.
Почти все виды брака керамических строительных изделий (в настоящее время в России производится около 10 млрд. кирпича) связаны с неоднородностью композиционного размещения его составных частей и, как следствие, разнопрочностью и раз-ноплотностью готового изделия по его объему, разнонаправленностью напряжений, возникающих в изделии в процессе его тепловой обработки. На некоторых заводах отбраковывается до 30% готовых изделий.
Специалистами кафедры «Механическое оборудование и детали машин» разработаны устройства, устанавливаемые на шнековых прессах, значительно улучшающие качество отформованных изделий. На рис. 11 представлено изобретение (а.с. 1712152А), с помощью которого можно значительно повысить производительность пресса и качество отформованных изделий за счет регулирования по всему периметру зазора между кромкой лопасти шнека и корпуса пресса.
На рис.12 представлено изобретение по а.с. 1648772А1 «Головка шнекового пресса», а на рис. 13 - изобретение по а.с. 1129076А, разработанные аспирантом Герасимовым М.Ф. с соавторами кафедры, которые могут использоваться на любом кирпичном заводе с целью повышения качества изделий и производительности технологических линий.
Рис. 11 Приспособление а.с. 171215
3 Ю П М № Щ
Рис. 12 Головка шнекового пресса а.с. 1648772А
Рис.13 Формующее устройство шнекового пресса, а.с. 1129076А.
Ряд изобретений специалистов кафедры «Механическое оборудование и детали машин» использованы в серийных машинах, например, в шнековых прессах (а.с.946945), в глинорастирателях (а.с.850406, 770806), рис. 14.
Рис. 14 Глинорастиратель по а.с.850406
После статей, опубликованных в журнале «Строительные и дорожные машины» ( № 3, 2000; № 9, 1999; № 5, 1999 ) о малогабаритных комплексах по изготовлению керамических строительных материалов на месте строительства объекта, возрос интерес к малогабаритному передвижному агрегату ПБВ, разработанному на факультете МиАС и изготовленном на одном из подмосковных заводах, оказалось, что покупатели машины готовы платить деньги только за машину, способную работать без поломок с заданной производительностью не менее 4...6 месяцев. К сожалению, мы не обладаем возможностью доводки и проведению испытаний опытного образца в наших условиях.
В России, в настоящее время, около 400 заводов, выпускающих керамические строительные материалы.
Известно, что шнековые пресса выпускаются с нерегулируемой частотой вращения шнекового вала нагнетателя.
Известно, также, что реологические свойства глин разных месторождений значительно отличаются друг от друга. Даже изменения влажности формуемой массы на 1...2% приводит к резкому изменению давления и мощности привода пресса. Поэтому, с одной стороны, весьма часто двигатель привода пресса работает либо с недогрузкой и тогда существует «запас мощности», который можно выгодно использовать, либо с перегрузкой, что приводит к быстрому выходу его из строя. С другой стороны, для каждой керамической массы существует оптимальная частота вращения шнекового вала, которая обеспечивает максимально возможную производительность шнекового пресса на конкретном кирпичном заводе. [1] На кафедре « Механическое оборудование и детали машин и детали машин и детали машин» разработана методика определения оптимальных режимов работы основных машин технологической линии на основе реологических свойств керамических масс. Эта методика в основном позволяет, изучив предварительно реологические свойства керамической массы завода, существенно повысить производительность технологических линий и качество изделий, не прибегая к большим финансовым затратам (новый пресс с регулируемым приводом, например, фирма «Steele» (США) стоит 450 000 $). Но и в данном случае необходима техническая база, позволяющая проводить проверку теоретических расчетов основных рабочих парамбетров машин. Интересно отметить тот факт, что студенты с большим интересом участвуют в подобных исследованиях. Опыт практической работы с лабораторными установками и машинами на заводах приобретенный наряду с знаниями теории процессов производства, способствует формированию квалифицированного специалиста.
Литература
1. Туренко А.В. Малогабаритные формирующие пресса для производства строительных материалов. - Технология бетонов. № 5. 2006, с. 38-39.
List of used materials
1. Turenko A. V. Small-size forming presses for building materials production - Concretes technology. № 5. 2006, p. 38-39.
Статья представлена Редакционным советом «Вестник МГСУ»
