Проект бетоносмесительной установки башенного типа для работы на строительных объектах

Проект бетоносмесительной установки башенного типа для работы на строительных объектах

ЗАДАНИЕ

Проект бетоносмесительной установки башенного типа для работы на строительных объектах. Производительность - 60м3/ч.

Тип смесителей - лотковый двухвальный с горизонтально расположенными валами и объемом готового замеса ЮООл. Тип дозаторов - весовые

Состав бетонной смеси: цемент марки - 500; песок - фракции до 1,2мм; щебень фракции 80- 120мм.

ВВЕДЕНИЕ

Приготовление бетонной смеси обычно осуществляют на бетонных заводах либо в передвижных бетоносмесительных установках. Применяют также инвентарные (сборно-разборные) заводы, оборудование которых может размещаться в укрупнённых блоках, транспортируемых на ж.д. платформах или автоприцепах. Производительность бетонных заводов и установок, выпускаемых в России, от 5 до 240 м3/ч. В состав бетонных заводов входят устройства для приёма компонентов бетона из транспортных средств, склады цемента и заполнителей, устройства для подачи материалов со складов в расходные бункеры, расходные бункеры, дозировочное и смесительное отделения. По характеру технологического процесса различают бетонные заводы цикличного действия, на которых приготовление и выдача бетонной смеси ведутся последовательно отдельными порциями, соответствующими ёмкостям бетоносмесителей, и заводы непрерывного действия, когда основные технологические операции производятся одновременно и готовая смесь поступает непрерывным потоком. Основные технологические процессы на бетонных заводах - дозирование, смешение компонентов бетонной смеси и транспортно- складские операции - автоматизированы. Материалы с автоматизированных складов цемента и заполнителей подаются по сигналам датчиков уровня материала в соответствующем расходном бункере. Автоматические дозаторы по заданной рецептуре отвешивают необходимые порции каждого компонента (на заводах цикличного действия) или выдают поток материалов заданной производительности (на заводах непрерывного действия). Компоненты перемешиваются в бетоносмесителях. Управление всеми технологическими процессами осуществляется оператором дистанционно с центрального пульта. Существуют также заводы- автоматы, приготовляющие бетонную смесь после опускания (шофёром бетоновоза) в программно-считывающее устройство перфокарты или жетона, содержащих код требуемого состава и количества смеси. Доставка бетонной смеси к строительному объекту производится, как правило, автотранспортом. Помимо автомобилей-самосвалов, применяют специально оборудованные для перевозки бетонной смеси бетоновозы; для дальних расстояний - автобетоносмесители, загружаемые на бетонном заводе сухими составляющими смеси и перемешивающие их с водой в пути либо по прибытии на стройку. В автобетоносмесителях можно транспортировать и готовую бетонную смесь. Если разгрузка бетонной смеси из кузова автомобиля непосредственно в опалубку невозможна, то смесь разгружают в бадьи, которые затем перемещаются к месту бетонирования кранами (автомобильными, гусеничными, башенными и др).

Подача бетонной смеси осуществляется ленточными транспортёрами, бетононасосами, бетоноподьёмниками, пневмонагнетателями, виброжелобами.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОНДА РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ

Число рабочих дней в году - 365-(104+8)=253

Число смен в сутки - 2.

Число часов работы в смену при пятидневной неделе - 8. Коэффициент использования оборудования ки = 0,92. Фонд времени технологического оборудования при двухсменной работе

Тф.0. =253 х 2 х 8 х 0,92 = 3725ч.   (1.1)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЁМКОСТИ СМЕСИТЕЛЬНОГО БАРАБАНА

Ёмкость смесительного барабана л:

 (2.1)

Где Р - производительность м3/ч;

п - число замесов за 1 ч работы; в - коэффициент выхода смеси; в = 0,66 - 7 - для бетонных смесей.

Число замесов за 1 час работы

 (2.2)

где t1 - время загрузки; t1 ~ 10-15 сек - загрузка из дозаторов, бункеров;- время перемешивания; t2 ~ 90 -150 сек;- время выгрузки; t3 ~ 15-30 сек - разгрузка опрокидного или наклоняющегося барабана.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВОЙ, СМЕННОЙ И ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Qчас = Qm, м3/ч,         (3.1)

где Q - производительность смесителя в m3/ч;

m - число смесителей в установке.час= 50 м3/чассм = 8 Qчackи = 8x50x0,92 = 368 м3/смгол= 3697 Qчac kи = 3697x50x0,92 = 17062 м3/год

ки и ки - коэффициенты использования оборудования в течение суток и года.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММЫ УСТАНОВКИ

Для приготовления 1м3 бетонной смеси марки 500 с осадкой конуса 4 - 5 ,см требуется: цемента 350 кг, щебня 0,9 м; песка 0,9 м и воды 200 л. Зная производительность установки, составляют таблицу расхода материалов на выполнение часовой, сменной и годовой программы.

Таблица 1 Расход материалов

Емкость расходных бункеров принимается из условия бесперебойной работы установки и обычно составит для щебня, гравия, песка 3 - 4 ч; для цемента 2 - 3 ч. Промежуточные бункера для отдозированных материалов имеют емкость, соответствующую одному замесу, а емкость раздаточных бункеров - двум замесам. Нормами проектирования при доставке материалов автомобильным транспортом устанавливается запас складов песка, щебня и гравия - семь суток, а цемента - десять суток. При доставке материалов железнодорожным транспортом для всех материалов запас составляет десять суток. При хранении заполнителей в открытых штабельных складах на 1 м2 площадки при высоте штабеля 5 - 6 м размещаются 3,5 м3 материалов. Максимальная высота штабеля обычно не превышает 12м. Наиболее распространенным складом цемента является силосный склад, состоящий из четырех или шести складов диаметром 3; 6 м. Типовые склады имеют емкость 240; 360; 720; 1100; 1700; 2500 и 4000 т.

ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ И СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ГРУЗОПОТОКОВ

По данным часового расхода материалов, приняв способы транспортировки цемента и заполнителей, вычерчивают принципиальную схему смесительной установки (рис. 5.1). Заполнители могут подаваться ленточными конвейерами или ковшовыми элеваторами, а цемент - установками пневматического транспорта или шнеками и элеваторами.

Рисунок 5.1 -Принципиальная схема бетоносмесительной установки.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Ширина транспортной ленты ленточного конвейера определяется из условия производительности и крупности перемещаемого материала.

Ширина ленты:

 (6.1)

Из условия крупности перемещаемого материала;

В ≥ 3,3аmax + 0,2м - для сортированного материала;

В ≥ 2аmax + 0,2м- для рядового материала;- максимальная крупность перемещаемого материала в м.

Определение потребной мощности двигателя. Длина горизонтальной проекции конвейера (рис. 6.1)

         (6.2)

Мощность на валу приводного барабанаб = (0,0002QLr +0,004QH + 0,04LrBv) =

= (0,0002 х 100 х 45 + 0,004 х 100 х 16 + 0,04 х 45 х 0,5 х l)= 8,2кВт (6.3)

Рисунок 6.1 - Схема ленточного конвейера- длина горизонтальной проекции конвейера в м;

Н - высота подъема материала конвейером в м;

В - ширина ленты в м;- скорость движения ленты в м/сек.

Более точно значение потребной для привода транспортера мощности находится расчетом, предусматриваем определение потерь энергии на всех участках конвейера.

Размеры барабанов конвейеров с прорезиненной лентой принимают по соотношениям:

диаметр приводного барабана D6= (120 - 150)i; длина барабана

L6 = В +100 мм; В - ширина ленты.

Диаметр натяжного барабана D6 = 100i.

Диаметр отклоняющего барабана при натяжении устройства на

холостой ветви D6 = (40 - 50)i.

Диаметр винта шнека, подающего цемент к ковшовому элеватору, определяется по производительности шнека

Q = 3600Fv kH = 3600 х 0,021 х 0,5 х1,1 х 0,3 = 13,5т/ ч.

Где F- площадь поперечного сечения потока материала;

  (6.5)

D - диаметр винта в м. D = 300мм;

кн - коэффициент наполнения желоба материалом; кн =0,25 - 0,4;

меньшие значения принимаются для более абразивных материалов; - скорость движения материала вдоль желоба в м/сек;

     (6.6)

S - шаг винта в м; S= (0.8 - 1)D - число оборотов винта в 1 мин; n = 40 -120 об/мин;

 - объемный вес транспортируемого материала в т/м3.

Производительность наклонного шнека снижается с увеличением угла наклона

Q - 3,6vqk т/ч,     (6.7)

где К - коэффициент снижения производительности наклонного шнека:

к=1,при β= 0;

Диаметр винт проверяется по крупности транспортируемого материала: ≥(4-6)амакс - дня рядового материал;

D ≥ (8-10)амакс - для сортированного материала.

Мощность, потребная для привода винта шнека:

 (6.8)

где Q - производительность в т/ч;- длина горизонтальной проекции винта в м;

 - коэффициент сопротивления;

Н - высота транспортирования материала в м.

Зная потребную для привода мощность, можно определить крутящий

момент на валу:

 (6.9)

и окружное усилие

      (6.10)

По величине крутящего момента можно определить осевую силу, действующую вдоль винта шнека:

       (6-11)

где Dср - средний диаметр винта;

- угол подъема винтовой линии;

Ёмкость ковшей элеватора принимается исходя из его производительности.

   (6.12)

V - скорость движения ковшей в м/сек;

v = 1,25 - 2 м/сек - быстроходные элеваторы; - шаг ковшей в м

кн - коэффициент наполнения ковшей:

кн = 0,75 - пылевидные (цемент, мел, гипс) и сухие мелкозернистые материалы (песок).

Скорость рабочего органа (ленты или цепи с ковшами) принимается: v=0,5 - 2,5 м/сек. Мощность на приводном валу ковшового элеватора

- производительность элеватора в т/ч;- высота подъема материала в м;

- коэффициент сопротивления:

 - 0,07 -для леншчных элеваторов;

= 0,11 - для цепных элеваторов;

β - угол наклона элеватора к горизонту; вec 1 пог. м тягового органа с ковшами в кг.

Предварительно значение g можно принимать в зависимости от

величины производительности Q в т/ч:

gT = kQ=0,6x13,5=79,4 Н/м,  (6 13)

k=0,6 - для одноцепных элеваторов- коэффициент, зависящий от типа элеватора

А ≈ 1.1 - цепные элеваторы с закругленными ковшами;

с - коэффициент, характеризующий потери на зачерпывании:

с ≈ 0,25 - пылевидные и мелкозернистые материалы;

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ БУНКЕРОВ

Наиболее часто в смесительных установках принимают комбинированные пирамидальные бункера, а на складах цемента - цилиндро-конические. бетоносмесительная установка производительность материал

Геометрический объем комбинированного пирами дельного бункера (рис. 7.1) определяется формулой

v = Vпризм+ Vпирамид = h2 bb' + h1/6[(2b + a)b' + (2a + b)a']     (7.1)

где h - высота призматической части бункера в м;и Ь' - размеры призматической части бункера в плане в м; - высота пирамидальной части бункера в м;

а и а' - размеры узкой части бункера в плане в м.

При квадратных верхнем и нижнем отверстиях объём комбинированного бункера равен:

При одинаковом объеме пирамидальные бункера имеют меньшую боковую поверхность, чем комбинированные бункера.

Размеры выпускных отверстий бункеров зависят в Значительной степени от физических свойств материала. Размер наименьшего квадратного или круглого выпускного отверстия определяется формулой

(7.3)

ац= 225 мм

ап = 150 мм

ащ = 650 мм

где k = 2,6 для сортированного материала;

k = 2,4 для рядового материала;

аmax - размер максимальных кусков в мм; ° - угол естественного откоса материала в покое.

Пропускная способность бункера проверяется формулой '=3600 Fv м3/ч,

где F - площадь выпускного отверстия в мг;- скорость истечения материала в м/сек; v ~ 0,5 - 2 м/сек,

меньшие значения - для рядовых влажных материалов; большие - для сухих сортированных. '=182,25 м3/ч,

Углы наклона стенок (граней) бункера к горизонту= p1° +(5 +10°)= 28+ 7 = 35° (7.4)

где Pi° - угол естественного откоса материала в покое.

Углы наклона ребер бункера к горизонту

a1 =  + (5 / 10°)= 30 + 7 = 37°      (7.5)

где - угол трения материала о стенки бункера.

Геометрический объем цилиндро-конического бункера определяется формулой

где h1 - высота конической части бункера в м;- высота цилиндрической части бункера в м;и d - диаметры верхнего и нижнего оснований конуса в м.

Между высотой конической части бункера и его диаметрами имеется зависимость

        (7.7)

где а- угол наклона образующей к горизонту;

а = р1 + (5/10°)= 28 + 7 = 35° (7.8)

р1 - угол естественного откоса материала в покое

Боковая поверхность конической части бункера

 (7.9)

Боковая поверхность цилиндрической части бункера

 S2 =  =3,14 x 0,56 х 0,14 = 0,24м2 (7.10)

КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ