CC BY
8
УДК 693
doi 10.24411/2221-0458-2022-94-21-26
РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ МОЩНОСТИ МАЛОГАБАРИТНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ
Борбак-оол Н.С., Саая К.С.
Тувинский государственный университет, г. Кызыл
CALCULATION OF THE REQUIRED POWER IN SMALL GRAVITY MIXERS
N.S. Borbak-ool, K.S. Saaya
Tuvan State University, Kyzyl
В статье рассматривается расчет необходимой потребляемой мощности при смешивании разных компонентов раствора или смеси в гравитационных бетоносмесителях циклического действия объемом до 4000 литров; привод гравитационных смесителей; асинхронные, электродвигатели с цепной передачей, ременной передачей или редуктором.
Мощность электродвигателя определяется суммой мощностей, затрачиваемых в процессе смешивания в барабане, при трeнии качeния бандaжа чaши по роли^м на опорe и мощнoстью нeобходимoй для трeния в цапфaх осей роликовых опор, делимой на определенный коэффициент полезного действия механизма. Определив мощность привода гравитационных смесителей периодического действия, выбирается асинхронный электродвигатель мощностью равной или не более 15% от расчетной мощности. Выбор электродвигателя оптимальной мощности обеспечивает необходимую производительность и качество готовой смеси.
Ключевые слова: бетономешалка; раствор; бeтонная смесь; бaрaбaн; электропривод; беспрерывное действие; периодическое действие; гравитационный бетоносмеситель
The article discusses the calculation of the required power consumption when mixing different components of a solution or mixture in cyclic gravity concrete mixers with the volume of up to 4000 liters. The drive of gravity mixers is asynchronous electric motors with acertain gearbox. The power of the electric motor is determined by the sum of the power expended during the rotation of the drum, the power expended on the rolling friction of the drumbandage on the rollers on the support and the power expended on the friction in the pins of the axes of the support rollers, divided by a certain efficiency of the mechanism. Having determined the drive power of gravitational batch
mixers, we select an asynchronous electric motor with the power equal to or not more than 15% of
21
the calculated power. The choice of an electric motor of optimal power ensures the required performance and quality of the finished mixture.
Keywords: concrete mixers; concrete mixer; mortar; concrete mixture; technical device; drum; electric drive; continuous action; cyclic action; gravity concrete mixer
Бетоносмесители гравитационного типа циклического действия
Смешивание компонентов в гравитационных бетономешалках
производится в смесительных чaшах с помощью лопастей, установленных внутри стенки барабана. При работе смесителя, раствор смешивается за счет лопастей и силой трения поднимает раствор и образует однородную массу при падении компонентов. Чтобы раствор внутри чаши перемешивался свободно, объем раствора должен быть в 2,5-3 раза меньше барабана. Выгрузка смеси циклических бетономешалок производится при наклоне барабана под определенным углом, а стационарных -с помощью валов с лопастями [1].
Циклические смесители осуществляют смешивание компонентов за счет лопастей, установленных во внутренней поверхности смесительной чаши при свободном падении разных компонентов раствора или смeси [2].
Гравитационные смeситeли
предназначены для смешивания бетонной смеси и растворов во вращающихся грушевидных бaрaбaнах объемом: - по загрузке - от 100 до 4000 литров;
- по объему готового раствора - от 70 до 3100 литров.
Формула для определения
необходимой мощности электродвигателя смесителя гравитационного типа периодического действия с
наклоняющимся барабаном:
где - мощность для вращения барабана с загруженной смесью,
- мощность трения бандажа роликовых опор, - мощность трения
осей роликовых опор, п - КПД механизма, П = 0,75....0,85.
Находим объем раствора или смеси в цилиндрической части, площадью сегмента S, длиной ! коэффициентом разгрузки готовой смеси кь.
Для бетонных смесей кь = 0,6.0,7
Для растворов кь = 0,8.0,9 [3].
принимаем
где Я - внутренний радиус цилиндрической части смесительной чаши.
В конических частях объем равен: где - объем готовой смеси или
3
раствора одного замеса, м .
Находим центр тяжести данных объемов.
Центр тяжести ординаты 01 смеси в цилиндрической части равен:
Центр тяжести смеси 0:, в конической части, будет лежать на
расстоянии - с каждой стороны на пересечении меридианов. В данном случае:
При работе бетон-смесителя смесь поднимается по стенкам в точке отрыва А под действием центробежных сил под оптимальным углом отрыва а, установленного в ходе эксперимента и находящегося в пределах от 42= до 48е[4].
Высота подъема в цилиндрической части по центрам тяжести равна:
для конической части:
необходимое усилие для работы смесителя равно:
А = ОН НЮН'
где G - сила гравитации материала в цилиндрической части барабана, Н;
- сила гравитации материала в конических частях барабана, Н.
Рис. 2. Схема для определения мощности при подъеме компонентов смеси
Используя рассчитанные ранее объемы, запишем:
где т - масса смеси в цилиндрической части, кг;
- масса в конических частях, кг; g - ускорение свободного падения,
м/с2;
у - объемная масса смеси, кг/м3. Потребная мощность для смешивания компонентов смеси, определяется из выражения:
где п - число оборотов бетоносмесителя, с-1:
0,3
С
Мощность АГ2, для преодоления сопротивления трения, при качении бандажа бетоносмесителя по опорным роликам равна:
где Я - радиус бандажа, м; : ■ - радиус ролика, м; / - коэффициент трения качения, / = 0.001м;
. - сила тяжести бетоносмесителя, Н; - сила тяжести смеси, Н;
СИ 3 7
- установочный угол роликов равен от Збдо 40"
Необходимая мощность ЛГ3, на преодоление сопротивления трения в роликовых цапфах равна:
где Д - коэффициент трения в цапфах,
(Л = 0.1);
- радиус цапфы, м.
Значения, рассчитанные ранее подставляют в формулу:
Находим потребную мощность смешивания компонентов смеси, по которой выбирают электродвигатель с определенным запасом мощности [5].
ISSN 2077-6896
Заключение
В настоящее время чаще всего применяют гравитационные бетономешалки циклического действия. Основные их преимущества - надежность, ремонтопригодность и простота конструкции. Данные бетоносмесители универсальны и мобильны для малого строительства. Качество готовой смеси зависит от правильного соотношения сухих компонентов и воды, а также оптимального параметра режима работы бетономешалки напрямую зависит от мощности привода.
Библиографический список
1. Вавилов, А. В. Дорожно-строительные машины / А. В. Вавилов, И. И. Леонович, А. Н. Максименко и др. ; под редакцией А. М. Щемелева. - Минск : Технопринт, 2000. - 515 с. - Текст : непосредственный.
2. Дорожно-строительные машины и комплексы / В. И. Боловнев, Г. В. Кустпрев. - Москва : Транспорт, 2001. - Текст : непосредственный.
3. Справочник по механизмам транспортных машин / А. В. Кузьмин, Ф. Л. Марон. - Москва : Высшая школа, 1983. - 350 с. - Текст : непосредственный.
4.Сергеев, В. П. Строительные машины и оборудования : учебник для вузов по специальности «Строительные машины и оборудование». - Москва : Высшая школа, 1987. -376 с.: ил. - Текст : непосредственный.
5. Дамдинова, Д. Р. Машины для перемешивания материалов. Часть 2. Смесители периодического действия : методические указания по дисциплине «Механическое оборудование предприятий
строительной индустрии» / Д. Р. Дамдинова. -Улан-Удэ : Издательство ВСГТУ, 2002 . - 24 с. : ил. - Текст : непосредственный.
References
1. Vavilov A.V., Leonovich I.I., Maksimenko A.N. et al. Dorozhno-stroitel'nye mashiny [Road construction machines]. Mn.: Tekhnoprint Publ., 2000. 515 p. (In Russian)
2. Bolovnev V. I., Kustprev G. V. Dorozhno-stroitel'nye mashiny i kompleksy [Road-building machines and complexes]. Moscow, Transport, 2001. (In Russian)
3. Kuzmin A. V., Maron F. L. Spravochnik po mehanizmam transportnyh mashin. [Handbook on the mechanisms of transport machines]. Mn.: Vyssh. shk.Publ., 1983. 350 p. (In Russian)
4. Sergeev V.P. Stroitel'nye mashiny i oborudovanija: Ucheb dlja vuzov po spec. «Stroit. mashiny i oborudovanie» [Construction machinery and equipment: Study. for universities on spec. "Builds. machines and equipment"]. Moscow, Vyssh. shk.Publ., 1987. 376 p. (In Russian)
5. Damdinova D.R. Mashiny dlja peremeshivanija materialov. Ch.2 Smesiteli periodicheskogo dejstvija: metodicheskie ukazanija po discipline «Mehanicheskoe oborudovanie predprijatij stroitel'noj industrii» [Machines for mixing materials. Part2 Batch
mixers: methodological guidelines on the discipline "Mechanical equipment of construction industry enterprises"]. Ulan-Ude, East-Siberian State Technical University, 2002 . 24 p. (In Russian)
Борбак-оол Наадым Сылдысович, старший преподаватель кафедры транспортно-технологических средств, Тувинский государственный университет, г. Кызыл, E-mail: borbakool.naadym@mail.ru
Саая Кежик Салгынович, ассистент кафедры транспортно-технологических средств, Тувинский государственный университет, г. Кызыл, E-mail: caaya92@yandex.ru
Naadym S. Borbak-ool, Senior Lecturer at the Department of Transport and Technological Means, Tuvan State University, Kyzyl, Russia, E-mail: borbakool.naadym@mail.ru
Kezhik S. Saaya, Assistant at the Department of Transport and Technological Means, Tuvan State University, Kyzyl, Russia, E-mail: caaya92@yandex.ru
Статья поступила в редакцию 01.06.2022
