Бетоносмеситель c наклоняющимся двухконусным барабаном

Бетоносмеситель c наклоняющимся двухконусным барабаном

Оглавление

Введение и общие сведения

1.       Анализ механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту

.        Выбор механического оборудования и машины согласно разрабатываемому проекту

3.       Расчеты основных показателей механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту

3.1.    Расчет конструктивно-кинематических параметров

.2.      Расчет дополнительных размеров узлов и деталей

.3.      Расчёт потребляемой мощности

.4.      Расчёт мощности, затрачиваемой на перемешивание

.5.      Расчет мощности, затрачиваемой на преодоления сил трения в опорах бетоносмесителей

4.       Пояснение к выбору материалов

5.       Использование в производстве механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту

.        Воздействие на экологию и охране окружающей среды

.        Техника безопасности и охрана труда

Выводы

Список использованной литературы и адресов Интернета

Введение и общие сведения

Бетон - это уникальный материал. Хоть и процесс приготовления бетона довольно прост, однако необходимо учесть целый ряд особенностей и моментов, которые определят его качество и пригодность. В зависимости от того, для каких целей он готовится, изменяется и рецептура и способ его использования. Итак, в первую очередь определимся, что такое бетон и какие основные характеристики у него есть. Первостепенное значение имеют качество исходных компонентов и эффективность работы смесительного оборудования. Для приготовления бетонов и растворов применяются смесители различной конструкции.

Необходимость использования бетоносмесительных машин при производстве транспортировки смесей и продукции из бетона заключается в качественном перемешивании всех составляющих компонентов смеси.

Составляющими компонентами смеси являются:

·        Бетоны и строительные растворы представляют собой искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердения смеси, состоящих из вяжущих веществ, воды и заполнителей.

·        Вяжущими веществами являются: цемент и известь (известняк). Вяжущие вещества и вода составляют активную часть раствора. В результате химической реакции между ними образуется цементный или известняковый камень, прочно сцепляющийся с заполнителями.

·        Заполнители - инертная часть образующая жесткий скелет. Инертная часть раствора состоит из фракций щебня, гравия и песка.

На конечную прочность бетона большое влияние оказывают (помимо оптимального состава), однородность смеси, достигаемая при перемещении компонентов, а так же

Превращение промышленности нерудных строительных материалов в крупную высокоразвитую отрасль строительной индустрии невозможно без подготовки квалифицированных инженерно-технических кадров.

Курсовой проект - работа, направленная на решение задачи в области проектирования машин и механизмов с учетом основных требований, предъявляемых к конструкции изделий. К ним относятся:

·        функционально-эксплуатационные,

·        производственно-технические,

·        технико-экономические и эстетические требования

Этим основным требования должны удовлетворять не только каждая машина или механизм в целом, но и каждая деталь.

Целью курсового проектирования является систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний и их практическая реализация. Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части, в которых с необходимой полнотой представлены расчеты, схемы и чертежи проектирования.

1.      Анализ механического оборудования и машины  по разрабатываемому проекту

Смесители классифицируют по ряду признаков (рисунок 1). Смесители бывают стационарными и передвижными. Передвижные смесители применяют на объектах с небольшими объемами работ, стационарные - на заводах.

Рисунок 1 - Классификация машин и оборудования для приготовления цементобетонных смесей.

По способу смешивания различают смесители принудительного действия и гравитационные. Принудительное смешивание осуществляется при вращении лопастей или других элементов в неподвижной емкости - барабане (рисунок 2), а в гравитационных смесителях - в результате подъема и сбрасывания смеси внутри вращающегося барабана (рисунок 3).

Гравитационные смесители проще по конструкции и способны перемешивать бетоны с более крупным заполнителем. По режиму работы смесители бывают цикличного и непрерывного действия. Смесители цикличного действия работают последовательными циклами. Каждый цикл состоит из операций загрузки, перемешивания и выгрузки готовой смеси. В смесителях непрерывного действия поступление компонентов и выход готовой смеси происходит непрерывно. Эти машины отличаются большой производительностью. Главным параметром смесителей непрерывного действия является их производительность.

Гравитационные бетоносмесители обеспечивают перемешивание компонентов в барабанах, к внутренним стенкам которых прикреплены лопасти. При вращении барабана смесь поднимается лопастями на некоторую высоту и затем падает вниз. При этом образуются определенные радиальные и осевые потоки движения смеси, благодаря чему различные частицы материала равномерно перераспределяются по объему замеса. Гравитационные бетоносмесители непрерывного действия обычно имеют цилиндрический барабан с горизонтальной осью.

Такие смесители непрерывно загружают сверху через загрузочную воронку, готовая смесь также непрерывно выгружается с противоположного конца. Производительность регулируют, меняя производительность дозаторов. Такие бетоносмесители хорошо зарекомендовали себя при приготовлении смеси одной марки. При переналадке на: смесь новой марки они уступают смесителям циклического действия.

Бетоносмесители изготовляют с наклоняющимися и не наклоняющимися барабанами. Смесительные барабаны могут быть грушевидной, конусной и цилиндрической формы.

Рисунок 2 - Двухвальный смеситель с горизонтальными валами непрерывного действия: а - схема смесителя; 1 - двигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - редуктор; 4 - зубчатая передача; 5 - разгрузочный затвор; 6 - лопастные валы; 7 - лопасть; 8 - корыто смесителя. Схема движения смеси в корпусе смесителя: б - противоточная; в - поточно-контурная

Рисунок 3 - Бетоносмеситель с двухконусным барабаном.

а - общий вид; б - схема устройства смесительного барабана; 1 - станина; 2 - стойка; 3 - пневмоцилиндр; 4 - кронштейн; 5 - шип траверсы; 6 - барабан; 7, 15 - обод; 8 - зубчатый венец; 9 - электродвигатель; 10 - опорные ролики; 11 - упорный ролик; 12 - траверса; 13, 14 - лопасти

Рисунок 4 - Схемы неопрокидных бетоносмесителей а - реверсивного; б - с выгрузочным лотком

По способу выгрузки гравитационные смесители бывают: опрокидными, в которых выгрузка замеса осуществляется наклоном барабана в сторону выгрузочного отверстия; реверсивными, выгружаемыми в результате обратного вращения, что о6еспечивает движение материала в сторону выгрузочного отверстия; с вводным лотком, по которому смесь выгружается из барабана (рисунок 4).

Цикличные бетоносмесители с принудительным смешиванием материалов разделяют на чаше - и корытообразные (лотковые). В чашеобразных корпус выполнен в виде чаши цилиндрической формы с одним или несколькими перемешивающими валами. В корытообразных бетоносмесителях корпус оснащен одним или двумя перемешивающими лопастными валами. Бетоносмесители принудительного смешивания более производительны, они обеспечивают приготовление смесей высокой жесткости, чего нельзя достичь; в гравитационных бетоносмесителях.

Бетоносмесители с эксцентрично расположенными валами разделяют на прямоточные и противоточные с вращающейся или неподвижной чашей. Прямоточные имеют направление вращения лопастного вала, которое совпадает с направлением движения смешиваемых материалов, обеспечиваемого вращающейся чашей или лопастями, которые закреплены на траверсе. В противоточных бетоносмесителях вращающаяся чаша или траверса со скребками направляет смешиваемые материалы к лопастным валам, вращение которых противоположно вращению чаши или траверсы.

Для перемешивания различных порошковых масс, например при производстве керамических изделий по методу сухого прессования, при производстве силикатных изделий, при подготовке шихты в стекольных производствах и т.д., нашли широкое применение одновальные и двухвальные лопастные смесители непрерывного действия.

Рисунок 5 - Одновальный винтовой смеситель

Одновальный смеситель, представленный на рисунке 5, применяется для перемешивания сухих, предварительно измельченных компонентов с последующим транспортированием их в другой смеситель, где однородная по составу смесь увлажняется. Данного типа смесители находят применение в случаях, когда различные материалы из нескольких бункеров и дозирующих аппаратов требуется тщательно перемешивать и подавать для дальнейшей обработки (например, в установке для приготовления капсюльной массы в производстве облицовочных плиток).

Смеситель состоит из металлического корыта 1, в котором установлен вал 2 с винтовыми лопастями 3. Смесь размолотой глины и каолина перемешивается с мелким и крупным шамотом, поступающим из отдельных бункеров. Вал смесителя приводится во вращение от электродвигателя через ременную или цепную передачу 4 и далее через зубчатую передачу 5.

Рисунок 6 - Одновальный смеситель непрерывного действия

Одновальный смеситель непрерывного действия, показанный на рисунке 8, предназначается для перемешивания сухих порошков, при этом в мешалки этого типа может быть добавлена вода. В этом случае сначала перемешивание производится всухую, а затем смесь увлажняется водой. Смеситель состоит из корыта 1 с размещенным в нем валом 2, на котором по винтовой линии закреплены лопасти 3, установленные под определенным углом. Привод мешалки осуществляется от электродвигателя через ременную и зубчатую передачи. В последних моделях привод осуществляется непосредственно от электродвигателя через редуктор. Рассматриваемый одновальный смеситель используется также и для перемешивания пластичных материалов. Одновальные смесители этого типа вытесняются двухвальными смесителями.

2.      Выбор механического оборудования и машины согласно разрабатываемому проекту

По условию задания курсового проекта выбираем бетоносмеситель c наклоняющимся двухконусным барабаном.

Смесительное устройство - ротор со смесительными лопастями и скребками - установлено на опорном стакане внутри корпуса. Внутренний скребок и две лопасти для перемешивания верхних слоев закреплены болтами на роторе жестко. Держатели донных лопастей и наружного очистного скребка снабжены амортизаторами, предотвращающими поломки в случае заклинивания.

Рисунок 9 - Бетоносмеситель: корпус (чаша), 2 - ротор, 3 - крышка, 4 - привод, 5 - пульт управления, 6 - затвор, 7 - лопасть, 8 - скребок.

Бетоносмеситель гравитационный предназначен для приготовления строительных растворов, бетонных смесей, а также для смешивания сыпучих материалов.Смесители оснащены электроприводом. Их не трудно собрать и перевезти, они отличаются легкостью и простотой конструкции, надежны и безопасны в эксплуатации. Привод опрокидования - ручной.

·              Мощность, кВт: 0, 7

·              Напряжение, В: 380

·              Загрузка, л: 165

·              Время мешания, с: 60-100

Бетоносмесители с двухконусным наклоняемым барабаном различают по системе загрузки составляющих, выгрузки, приготовленной смеси и конструкции привода наклона смесительного барабана. Такого типа бетоносмесители выпускаются с объемом готового замеса 330-3000 л.

Двухконусный смесительный барабан состоит из короткого (загрузочного) и длинного (разгрузочного) усеченных конусов, изготовленных из стальных листов. Оба конуса своими большими основаниями привариваются к цилиндрической обечайке, на которой посажен стальной зубчатый венец с поверхностями катания для опорных и поддерживающих роликов.

Внутренняя поверхность конусов и цилиндрической части барабана облицовывается сменными рубашками из износоустойчивой стали. К внутренней поверхности конических частей барабана на кронштейнах крепятся по четыре стальных лопасти, покрытые по краям износоустойчивой сталью. Процесс перемешивания компонентов смеси протекает в нижней части вращающегося барабана без подъема компонентов в верхнюю часть. При вращении такого барабана движение смеси прерывается лопастями, и смесь, откладываясь на склонах конусов, сбрасывается сплошной массой в цилиндрическую часть барабана, где образует мощный поток. Задача лопастей заключается в придании этому потоку смеси наибольшей однородности в минимально короткий срок.

Лопасть короткого конуса выполняется по форме цилиндрической.поверхности, а лопасть длинного конуса имеет две плоскости с плавным сопряжением по окружности. Такие лопасти создают в центральной части барабана перекрестные потоки, направленные вдоль его оси и повышающие интенсивность перемешивания и производительность бетоносмесителя при одновременном улучшении однородности смеси.

Смесительный барабан опирается на ролики, закрепленные на траверсе, которая своими полуосями опирается на стойки 8 опорной рамы.

Траверса вместе с барабаном при помощи привода наклона - поршневого толкателя, управляемого золотником, может наклоняться (в пределах 60°) в положение выгрузки и возвращаться в положение загрузки и перемешивания.

Привод вращения барабана, состоящий из электродвигателя и редуктора, устанавливается непосредственно на площадке качающейся траверсы и передает движение смесительному барабану через его зубчатый венец. Привод наклона барабана может быть электрическим, гидравлическим и пневматическим с ручным или дистанционным и автоматическим управлением.

Электрический привод, с помощью которого осуществляется наклон траверсы с установленным на ней барабаном, состоит из фланцевого электродвигателя и редуктора, на конце выходного вала которого имеется шестерня, передающая крутящий момент на зубчатый венец барабана.

Гидравлический привод осуществляется с помощью цилиндра, шток поршня которого соединен с рычагом траверсы смесительного барабана. Масло в цилиндр через распределитель по трубопроводу подается специальным насосом.

Основой пневматического привода является воздушный цилиндр, шток которого связан с траверсой смесительного барабана бетоносмесителя.

Пневматический привод бетоносмесителя оборудуется устройством для стопорения траверсы со смесительным барабаном в положении загрузки и перемешивания, чтобы избежать его самопроизвольного опрокидывания. Стопорный рычаг этого устройства, запирающий и освобождающий при разгрузке барабана траверсу, работает также с помощью сжатого воздуха.

Для автоматизации управления пневмоприводом он оборудуется электровоздушным клапаном, который связывается с командоэлектроаппаратом пульта в дозировочном отделении завода. При включении электровоздушното клапана сжатый воздух подается в нижнюю полость цилиндра. По окончании разгрузки клапан выключается и нижняя полость цилиндра сообщается с атмосферой.

Пневматический привод обусловливает простую кинематическую схему и удобство в эксплуатации. Его применение особенно целесообразно на бетонных заводах с дозировочной аппаратурой, имеющей пневмоэлектрическую систему управления, для работы которой необходим сжатый воздух. Загрузка компонентов в смесительный барабан осуществляется при помощи загрузочного устройства, конструкция которого зависит от назначения бетоносмесителя.

Все амортизаторы с регулировочными устройствами заключены в кожух, предохраняющий их от соприкосновения с бетонной смесью. В защитном кожухе предусмотрены люки, используя которые, можно регулировать натяжение пружин амортизаторов, смазывать опоры и заливать масло в стакан через пробки. Ротор вращается вокруг вертикального неподвижного полого: вала на двух роликоподшипниках. Крышка корпуса служит основанием для привода. В крышке установлены загрузочный двух-канальный патрубок для раздельной подачи в смеситель заполнителей и цемента; вытяжной патрубок, подсоединенный к аспирационной системе; проемы со створками, благодаря которым возможен доступ к рабочим органам смесителя, и смотровой люк.

Для безопасной работы на корпусе установлены конечные выключатели блокировки, отключающие электродвигатель привода при открывании створок крышки во время работы смесителя. Привод смесителя состоит из электродвигателя и редуктора. Вращение ротору передается через втулочно-пальцевую муфту, насаженную на выходной вал редуктора.

3. Расчеты основных показателей механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту.

бетоносмеситель трение опора барабан

Задание курсового проекта: Проектирование бетономешалки с наклоняющимся двухконусным барабаном.

Исходные данные:

.1 Расчет конструктивно-кинематических параметров

Объем смеси, одновременно находящейся в барабане Vз, м³

Vз = (П_см * t) / 2400

Vз = (33 * 240) / 2400 = 3, 3 м³

где П - производительность смесителя (заданная), м³/ч;  t - время перемешивания смеси, t = 240 сек.

Рабочий объем смеси в барабане V_P, м³

V_P = V_З / K_B

V_P =3, 3 / 0, 67 = 4, 92 м³

Где K_B - коэффициент выхода смеси (K_B = 0, 67)

Основные размеры барабана

Внутренний диаметр D₀ (м):

D₀ = (0, 78…0, 83)*V_P^{0, 33}

D₀ = 0, 83*5, 03^{0, 33} = 1, 41 м

L_Б = (3, 5…3, 8)*D₀ = 3, 78*1, 41 = 5, 3 м

где L_Б - длина барабана

Толщина стенки барабана δ (м):

δ = (0, 015…0, 020)*D₀

δ = 0, 020*1, 4 = 0, 028

наружный диаметр барабана D_H (м):

D_H = D₀ + 2δ

D_H = 1, 4 + 2*0, 028 = 1, 456

Фактический геометрический объем барабана V_Г, м³

V_Г = (π/4)* D₀² * L_Б

V_Г =(3, 14/4)* 1, 41² * 5, 3 = 8, 27 м³

Фактический коэффициент заполнения:

Ψ_факт = V_P / V_Г = 5, 03/8, 27 = 0, 60

(Ψ = 0, 50…0, 80)

При расхождении значений Ψ_факт и Ψ рекомендуется изменить размеры барабана.

Размеры опорного бандажа и опорных роликов (каждый размер после его определения округляется до нормального линейного значения), м:

·        Диаметр опорного ролика

d_p = (0, 18…0, 22)* D₀ =0, 22*1, 9124 = 0, 421 м

·        Ширина опорного ролика

b_p = (0, 32…0, 36)*d_p =0, 36*0, 421 = 0, 151 м

·        Диаметр оси опорного ролика

d₀ = (0, 20…0, 25)* d_p = 0, 25*0, 421 = 0, 105 м

·        Угол установки опорных роликов

β = 32…36⁰ = 36⁰

·        Толщина опорного бандажа

h_Б = (0, 024…0, 026)*D₀ = 0, 026*1, 9124 = 0, 0497 м

·        Величина зазора между бандажом и барабаном

∆ = (0, 005…0, 01) = 0, 01 м

·        Ширина опорного бандажа

b_Б = b_p + (0, 04…0, 05) = 0, 151 + 0, 05 = 0, 2 м

·        диаметр опорного бандажа

D_Б = D₀ + 2*(δ + ∆ + h_Б)

D_Б =1, 9124 + 2*(0, 384 + 0, 01 + 0, 0497) = 2, 1086 м

.2 Расчет дополнительных размеров узлов и деталей

После определения каждый размер округляется до нормального линейного значения. Бетоносмесители с периферийным приводом.

·        Диаметр зубчатого венца

D_зв = D_Б + (0, 005…0, 015)

D_зв = 2, 109 + 0, 015 = 2, 124 (2, 0) м

·        Ширина зубчатого венца

b_зв = (0, 085…0, 095)* D_зв

b_зв =2, 124*0, 095 = 0, 2 м

Основные кинематические параметры бетоносмесителей

Критическая угловая скорость (с^-1) и критическая частота вращения барабана (мин^-1)

ω_кр = √g*(sinγ₀ - f*cosγ₀) /R_0кр = 30ω_кр/π

где g - 9, 81(м/с²); f - коэффициент трения бетонной смеси о лопасть; f = 0, 4…0, 5 (большие значения f рекомендуется принимать для малоподвижных и жёстких смесей); γ₀ - угол внутреннего трения бетонной смеси; γ₀ = 43…45⁰; R₀ - наибольший внутренний радиус барабана, м;  R₀ = D₀/2

R₀ =1, 9124/2 = 0, 9562

ω_кр =√9, 81*(0, 7 - 0, 5*0, 7) / 0, 9562 = √3, 6266 = 1, 9043с^-1

n_кр = 30*1, 9043/3, 14 = 18, 19 мин^-1

Номинальная угловая скорость вращения, с^-1

ω_ном = (0, 9…0, 95)*ω_кр = ω_ном =0, 95*1, 9043 = 1, 809с^-1

номинальная частота вращения, мин^-1

n_ном = 30ω_ном/π = n_ном =(30*1, 809)/3, 14 = 17, 28 об/мин

.3 Расчёт потребляемой мощности

Определение рабочих нагрузок

Сила тяжести бетонной смеси Н:

Полная:

G_см = V_з*ρ_см*g

G_см =3, 37*2500*9, 81= 82649, 25 Н

Поднимаемая за счёт сил трения:

G₁ = 0, 85 G_см

G₁ = 0, 85*80932, 5 = 70251, 86 Н

Поднимаемая в лопастях:

G₂ = 0, 15 G_см = G_см - G₁

G₂ = 82649, 25 - 70251, 86 = 12397, 38 Н

Где V_з - объём готового замеса, м³; ρ_см - плотность смеси кг/м³;

g = 9, 81 м/с² сила тяжести барабана, Н;

3.4 Расчёт мощности, затрачиваемой на перемешивание

Средняя высота подъема перемешиваемых компонентов за счет сил трения (h₁) и в лопастях (h₂) м:

h₁ ≈R₀h₁ ≈ 0, 9562 м

₂ = (I + sinγ₀)* R₀h₂ =1 + 0, 7)*0, 9562 = 1, 6323 м

время одного оборота барабана, с:

t_об = 60/n_номt_об = 60/17, 28 = 3, 47 с

время подъема смеси в лопастях t₁ и падения компонентов смеси с высоты h₂(t₂), с:

t₁ = (90 + γ₀)/(60*n_ном)

t₁ =(90 + 45)/(60*17, 28) = 0, 130 с

t₂ =(2* h₂/g)^{0, 5}

t₂ =(2* 1, 6323/9, 81)^{0, 5} = 0, 58 с

где n_ном - номинальная частота вращения барабана, мин^-1; g = 9, 81 м/с²; число циркуляций смеси за 1 оборот барабана за счет сил трения (Z₁) и в лопастях (Z₂), об^-1

Z₁ = 360/2*γ₁Z₁ = 360/2*90 = 2 об^-1

Z₂ = t/( t₁ + t₂)Z₂ = 3, 47/(0, 130 + 0, 58) =4, 887 об^-1

Где γ₁ - угол перемещения смеси, γ₁ = 2* γ₀

Мощность, затрачиваемая на перемешивания, Вт:

N₁ = (G₁ h₁ Z₁ + G₂ h₂ Z₂)* n_ном / 60

N₁ = (68792, 6*0, 956*2 + 12139, 9*1, 632*4, 887)*(17, 28/60) = 65779, 07 Вт

.5 Расчет мощности, затрачиваемой на преодоления сил трения в опорах бетоносмесителей

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в опорах, определяется в зависимости от конструкции бетоносмесителя, Вт:

·        Для смесителей цикличного и непрерывного действия с периферийным приводом.

N₂ = (G_см + G_б)/cosβ * (D_б + d_р)/d_р * (μ₁ + μ₂ d₀/2)*ω_ном

где ω_ном - номинальная угловая скоость вращения барабана, с-¹;

μ₁ - коэффициент трения качения, приведенный к валу или оси подшипника опорного устройства; μ₁ = 0, 01…0, 015; μ₂ - коэффициент (плечо) трения качения бандажа по опорным роликам; μ₂ = 0, 0008…0, 001 м; d₀ - диаметр оси опорного ролика, м; D_б - диаметр опорного бандажа, м; d_р - диаметр опорного ролика, м; β - угол установки опорных роликов, град.

N₂ = ((80932, 5 + 110192, 89)/0, 809)*((2, 1086 + 0, 4207)/0, 4207)*(0, 001 + ((0, 015*0, 1052)/2))*1, 809 = 4596, 7 Вт

Полная потребляемая мощность, Вт

N_пол = N₁ + N₂

N_пол = 65779, 07 + 4596, 7 = 70375, 77 Вт

4.      Пояснение к выбору материалов

В зависимости от вида, назначения и особенностей эксплуатации бетонов, а также бетонных изделий применяются различные вяжущие вещества

Применяются следующие виды цемента:

·        портландцемент ПЦ;

·        портландцемент быстродействующий БПЦ;

·        портландцемент с минеральными и пластифицирующими добавками;

·        шлакопортландцемент с добавками доменного гранулированного шлака;

·        шлакопортландцемент быстродействующий.

Заполнители

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также ползучесть бетона - необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки.

Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают плотность легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства.

В специальных бетонах (для защиты от радиации) роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют специальные свойства этих бетонов. В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель.

Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или искусственный песок.

Заполнители для бетонов бывают различных видов, природные или искусственные: песок, щебень, гравий. Их свойства регламентируются соответствующими ГОСТами, техническими условиями, другими нормативными документами.

Щебень гранитный должен соответствовать требованиям ГОСТ8267-93 "Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия", "Щебень и гравий плотные природные для строительных материалов, изделий, конструкций и работ. Технические условия".

В качестве мелкого заполнителя применяется кварцевый песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 "Песок для строительных работ. Технические условия". Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров, и фракционированный, когда зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров, например 5-10 мм или 20-40 мм. Заполнитель характеризуется наименьшей и наибольшей крупностью, под которыми понимают размеры наименьших или наиболее крупных зерен заполнителя.

Вода.

Источником для приготовления бетонной смеси является обычная питьевая вода. Качество воды удовлетворяет требованиям ГОСТ 23732-80 "Вода для бетонов и растворов. Технические условия".

Следует учесть, что вода нужна не только при затворении смеси, но и чтобы поливать бетон водой. И требования к качеству жидкости одинаковые.

Основные требования к качеству воды следующие:

·        Содержание ПАВ - менее 10 мг/литр.

·        Норма фенолов и сахаров регламентируется.

·        Растворенные в воде примеси не должны влиять на процесс схватывания бетона.

·        Вода для поливки не должна содержать пигменты.

·        Органические компоненты в составе не должны присутствовать.

·        Примеси солей в воде опасны для бетона.

Если использовать воду с большим количеством хлористых солей, то качество монолитных объектов и их морозостойкость со временем снижается. И гидравлическое давление воды в бетоне совместно с другими разрушительными процессами может привести к тому, что обнажится заполнитель. Пропорции воды для бетона давно определены теоретически и подтверждены на практике. Конкретное соотношение выбирают в зависимости от того, какую марку бетона планируют получить.

Вода в растворе обеспечивает его густоту. Если бетон будет жидким, то компоненты в нем распределятся неравномерно и останется много воздушных пузырьков.

Добавки

Для улучшения физико-механических свойств бетонов и растворов, а также по технико-экономическим соображениям широко применяют различные добавки к вяжущим.

Вводят их в бетономешалку в виде сухих порошков или водных суспензий и растворов. В зависимости от назначения добавки делят на активные, минеральные, добавки-наполнители, поверхностно-активные, пено- и газообразователи, ускорители твердения и замедлители схватывания, противоморозные.

Одним из важнейших направлений, совершенствования технологии бетона и железобетона являются применение химических добавок, обеспечивающих сокращение расхода цемента, энерго и трудоемкости технологических процессов.

5. Использование в производстве механического оборудования и машины по разрабатываемому проекту

Автоматизация управления на бетонных заводах за последние годы получила широкое распространение и повсеместно применяется в современной практике.

Применение автоматики обусловливает эксплуатационные преимущества - увеличиваетсяпроизводительность завода за счет ускорения производственных операций, повышается качество бетонной смеси за счет строгого соблюдения технологических режимов дозирования компонентов и их перемешивания, а также резко сокращается потребное количество обслуживающего персонала.

Бетонные заводы с двумя-четырьмя бетоносмесителями в одной секции с объемом готового замеса по 330 л принято относить к заводам малой мощности; заводы с двумя-четырьмя бетоносмесителями с объемом готового замеса по 800 л - к заводам средней мощности; заводы с четырьмя и более бетоносмесителями с объемом готового замеса по 1600 л или с двумя-четырьмя бетоносмесителями с объемом готового замеса по 3000 л - к заводам большой мощности.

Секции бетонного завода расчленены на отдельные блоки, которые изготовляются на машиностроительном заводе и там же комплектуются всем необходимым оборудованием и инженерными коммуникациями.

Подача заполнителей производится ленточным конвейером через поворотную воронку в расходные бункера. Цемент подается в бункера пневматической установкой по трубопроводу через циклоны.

Взвешенные дозы сухих компонентов (заполнители и цемент) из дозаторов поступают в сборную воронку и из нее в бетоносмесители. Одновременно с сухими заполнителями в смесители по трубопроводу подаются из дозаторов вода и пластифицирующие добавки. Готовая бетонная смесь из смесителей выдается в транспортные средства через раздаточные бункера.

Автоматизированные бетонные заводы цикличного действия изготовляются отечественной промышленностью одно- и двухсекционными с гнездовым расположением бетоносмесителей.

Часовая производительность одной секции с четырьмя смесителями емкостью по 2400 л составляет 125 м3 бетонной смеси в час. Такая производительность часто не удовлетворяет возросшей интенсивности бетонных работ на крупных строительствах, в связи с чем приходится сооружать многосекционные бетонные заводы с количеством таких смесителей до 8 и 16 в одной установке.

Утвержденным типажем предусматривается создание бетонных заводов непрерывного действия с наклоняющимися двухконусными бетономешалками производительностью от 5 до 120 м³/ч.

Однако целесообразность и область возможного использования бетонных заводов непрерывного действия в энергостроительстве еще окончательно не определились. Очевидно, это определяется прежде всего возможностью вести различные бетонные работы одновременно, непрерывно и на одной марке бетона для: обеспечения устойчивого потребления бетонной смеси, поставляемой заводом.

Производительность бетонного завода независимо от его технологической схемы и принципа действия определяется количеством готовой или сухой бетонной смеси, выдаваемой заводом в единицу времени.

Этому показателю должны соответствовать мощности всех основных производственных цехов, входящих в состав бетонного завода, пропускная способность приемных устройств и складов для заполнителей и вяжущих материалов, типы основного оборудования и средства внутреннего транспорта.

Производительность бетоносмесителей в основном определяется продолжительностью перемешивания бетонных смесей. От величины этого параметра зависят также удельные показатели работы смесителей.

При этом не приводится зависимость времени перемешивания от качества исходных материалов и от интенсивности перемешивания смесей различными бетоносмесителями.

Число замесов в час

где Т - время, затрачиваемое на загрузку, перемешивание и выгрузку, Т=60 с., t - время перемешивания, t=120 с.

Часовая производительность

Где Q - ёмкость смесительного барабана по загрузке, Q=3200л;

f - коэффициент выхода готовой смеси, f=0, 7;

n - число замесов в час, n = 20.

6. Воздействие на экологию и охране окружающей среды

ЗАКОН РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН «ОБ ОХРАНЕ ПРИРОДЫ»

(Ведомости Верховного Совета Республики Узбекистан, 1993 г., № 1, ст. 38; Ведомости Олий Мажлиса Республики Узбекистан, 1995 г., № 6, ст. 118; 1997 г., № 4-5, ст. 126; 1999 г., № 1, ст. 20; 2000 г., № 5-6, ст. 153, № 7-8, ст. 217; 2002 г., № 9, ст. 165; 2003 г., № 9-10, ст. 149; Собрание законодательства Республики Узбекистан, 2004 г., № 25, ст. 287, № 51, ст. 514; 2006 г., № 41, ст. 405; 2011 г., № 1-2, ст. 1, № 36, ст. 365; 2013 г., № 18, ст. 233; 2014 г., № 36, ст. 452)

Настоящий Закон устанавливает правовые, экономические и организационные основы сохранения условий природной среды, рационального использования природных ресурсов. Он имеет целью обеспечить сбалансированное гармоничное развитие отношений между человеком и природой, охрану экологических систем, природных комплексов и отдельных объектов, гарантировать права граждан на благоприятную окружающую среду.

В разделе нормативного регламентирования качества окружающей природной среды указывается, что Неблагоприятное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую природную среду ограничивается нормативами и стандартами качества окружающей природной среды, гарантирующими экологическую безопасность населения, воспроизводство и охрану природных ресурсов.

При формировании территориально-производственных комплексов, развитии промышленности, сельского хозяйства, строительства и реконструкции городов, других населенных пунктов устанавливаются предельно допустимые нормы нагрузки на окружающую природную среду.

В нашем мире современных коммуникаций самый последний обыватель прекрасно осведомлен о том, влияние заводов на экологию практически всегда носит негативный характер. Для этого даже не нужно быть специалистом, чтобы связать воедино факты и наблюдения.

Промышленные технологии в основной своей массе наносят большой вред окружающей среде. Уже стало нормой в прогнозе погоды упоминать о том, какой в следующий день ожидается уровень предельно допустимых концентраций вредных веществ в атмосфере. И какая же у нас экология? Заводы и фабрики ежедневно выбрасывают в воздух планеты тонны пыли и частиц вредных отравляющих веществ. Конечно, большое количество транспорта, работающего на бензине, также вносит свой губительный вклад в загрязнение воздуха, но влияние заводов на экологию по сравнению с этим имеет куда большие масштабы.

Продукты переработки сливаются в реки и моря, не проходя перед этим очистку и обеззараживание. В этом отношении самыми опасными являются вредные химические производства, остатки деятельности которых будут разлагаться столетиями, загрязняя и без того замусоренную продуктами деятельности человека экосистему.

И никого не интересует экология - заводы продолжают отравлять нас, ведь технологии природосбережения и очистки вредных веществ стоят денег, которые промышленники не хотят тратить.

Еще одна угроза - это радиоактивные вещества, которые используются в атомных электростанциях и производстве ядерного оружия. Срок их распада может составлять много сотен лет, а безопасных технологий их обеззараживания и утилизации на данный момент не существует, посему их просто хранят в ядерных могильниках, которые не могут быть защитой от проникновения таких веществ в почву и воздух.

7. Техника безопасности и охрана труда

ЗАКОН РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН «ОБ ОХРАНЕ ТРУДА»

Закон Республики Узбекистан от 06.05.1993 г. № 839-XII, Дата вступления в силу 21.05.1993

В разделе Общих положений указано, что граждане Республики Узбекистан, иностранные граждане и лица без гражданства имеют право на охрану труда. Охрана труда представляет собой действующую на основании соответствующих законодательных и иных нормативных актов систему социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, направленных на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

В разделе обеспечения охраны труда указывается, что условия труда на предприятии, на каждом рабочем месте должны соответствовать требованиям стандартов, правил и норм по охране труда. Обеспечение здоровых и безопасных условий труда на предприятии, организация контроля за опасными и вредными производственными факторами и своевременное информирование трудовых коллективов о результатах контроля возлагается на администрацию. На производствах с вредными и опасными условиями труда, а также на работах, производимых в особых температурных условиях или связанных с загрязнениями, работникам выдаются бесплатно, по нормам, установленным органами государственного управления, специальная одежда, обувь и другие средства индивидуальной защиты, моющие и дезинфицирующие средства, молоко и другие равноценные пищевые продукты.

Современный бетонный завод крупного строительства представляет собой сложное предприятие, располагающее разнообразным оборудованием для механизации работ по приготовлению бетонной смеси. Поэтому лица, допускаемые к управлению машинами и механизмами бетонного завода, должны иметь удостоверение о сдаче испытаний по техминимуму и правилам техники безопасности. Основные правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать для обеспечения нормальных и безопасных условий труда на бетонном заводе, следующие.

Площадки в пределах рабочей зоны бетоносмесителей, включая подъезды и склады материалов, следует содержать в чистоте и не загромождать. Все работающие механизмы должны быть освещены.

Элеваторы, подъемники, бункера, лотки и другие устройства для подачи материалов, необходимых для приготовления бетонной смеси, должны быть ограждены, а все корпуса электродвигателей заземлены.

При установке бетоносмесителя на эстакаде вокруг него должны быть устроены площадки с перилами. Закрытые помещения, в которых работают с пылящими материалами и добавками, должны быть оборудованы вентиляцией или устройствами, предупреждающими распыление материалов.

Пылеобразование в основном возникает при транспортировании и перегрузке цемента, поэтому во время таких работ рабочие должны пользоваться противопылевой спецодеждой, защитными очками с плотной оправой, а для защиты дыхательных путей - респираторами.

Перед чисткой, смазыванием и ремонтом машины и механизмы должны быть остановлены. Перед пуском машины оператор обязан дать сигнал. До пуска в эксплуатацию каждая установленная или отремонтированная машина должна быть осмотрена и испытана.

Осмотр, чистка и ремонт бетоносмесителя разрешаются только после удаления из цепи электродвигателей плавких вставок предохранителей и вывешивания на пусковых устройствах (кнопках магнитных пускателей, рубильниках) плакатов "Не включать - работают люди!". При выгрузке бетонной смеси из бетоносмесителя запрещается ускорять опорожнение вращающегося барабана лопатой или каким-либо другим приспособлением.

Очищать приямок ковша скипового подъемника можно только после дополнительного закрепления поднятого ковша. Пребывание рабочих под поднятым и незакрепленным ковшом не допускается.

Лента и торцы барабанов конвейера на участках натяжной и приводной станций должны быть ограждены. Проходы и проезды, над которыми находятся конвейеры, должны быть защищены навесами, проложенными за габариты конвейера не менее чем на 1 м.

Запрещается во время работы конвейера очищать барабан, ролики и ленту от грязи и прилипшего материала; не следует проходить под неогражденной конвейерной лентой. Нельзя также проверять крепление ковшей к ленте на работающем элеваторе, становиться на крышку желоба работающего винтового конвейера или снимать ее. Не следует проверять, смазывать и ремонтировать электропневматические узлы дозаторов во время их работы. Силосы и бункера для хранения цемента должны иметь специальные устройства для обрушения сводов (зависаний) цемента.

Для выполнения работ внутри силосов и бункеров назначаются не менее трех рабочих, двое из которых, находясь на перекрытии силоса или бункера, должны следить за безопасностью работающих в бункере и в случае необходимости оказывать помощь пострадавшим.

Рабочие, находящиеся внутри силоса или бункера, должны быть обеспечены респираторами.

Загрузочные отверстия емкостей для хранения пылевидных материалов должны быть закрыты защитными решетками, люки в защитных решетках - заперты на замок.

Общие требования безопасности

Мужчины не моложе 18 лет, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие II группу по электробезопасности и профессиональные навыки при работе на данной установке, перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:

·        обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течении трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования) для признания годными к выполнению работ в порядке, установленном Минздравом республики Узбекистан;

·        обучение безопасным методам и приемам выполнения работ, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.

При работе на бетономешалке необходимо соблюдать требования безопасности труда для обеспечения защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов, связанных с характером работы:

·        шум;

·        вибрация;

·        повышенное содержание в воздухе пыли и вредных веществ;

·        движущиеся машины, механизмы и их части;

·        повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;

·        разрушающиеся конструкции.

Для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий работник обязан использовать предоставляемыми работодателями бесплатно комбинезоны хлопчатобумажные, сапоги резиновые, рукавицы комбинированные, костюмы на утепляющей прокладке и валенки для зимнего периода.

В процессе работы на бетономешалке работники должны:

·        применять в процессе работы машины по назначению, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;

·        поддерживать машину в технически исправном состоянии. Не допуская работу с неисправностями при которых эксплуатации запрещена;

·        быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда.

Требования безопасности перед началом работы

После получения задания у руководителя работ работник обязан:

·        проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности и убрать ненужные предметы;

·        убедиться в наличии и исправности щитков, ограждающих движущиеся части бетономешалки;

·        проверить наличие и исправность заземления электрооборудования бетономешалки, а также исправность кабелей, подводящих электроэнергию к бетономешалке;

Работа бетономешалки не допускается при следующих нарушениях требований безопасности:

·        неисправностях, указанных в инструкции завода-изготовителя по эксплуатации бетономешалки, при которых не допускается его эксплуатация;

·        несвоевременном проведении очередных испытаний (технического осмотра) бетономешалки;

·        недостаточной освещенности и загроможденности рабочего места и подходов к нему;

·        неисправности концевых выключателей, блокирующих открывание решетки приемного бункера;

·        отсутствии или неисправности защитного заземления.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это работник обязан немедленно сообщить о них руководителю работ и ответственному за содержание бетономешалки в исправном состоянии.

Выводы

Цемент это основной и единственный ингредиент бетона, который связывает все компоненты воедино. Наиболее подходящим для приготовления бетона является портландцемент. Отличается он повышенным и превалирующим содержанием силикатов кальция (до 78-80%), что обеспечивает улучшенную адгезию и склеивание материалов. Однако в зависимости от поставленной задачи используются и другие типы цемента. Для устройства фундаментов потребуется средняя по величине фракция заполнителя и все также жидкий раствор. Это обеспечит легкость распределения раствора по поверхности достаточно тонким слоем. Также мелкая и средняя фракция заполнителя незаменима при формировании таких элементов как балясины, элементы декора или садовой утвари и заливки, незначительных по объему элементов, таких как крыльцо или ступеньки. Технологический процесс приготовления цементобетона включает следующие операции: дозирование песка, щебня, цемента и воды, тщательное перемешивание составных частей и выгрузку готовой смеси в транспортные средства. Цементобетон готовят в бетоносмесителях, а раствор в растворосмесителях.

В данном курсовом проекте мы были ознакомлены с видами оборудования бетоносмесительных машин и установок. На примере бетономешалки с наклоняющимся двухконусным барабаном мы провели анализ оборудования, ознакомились с разновидностью, классификацией и видами данного оборудования.

В курсовом проекте приведен полный расчет:

·        геометрических размеров;

·        физико-механических показателей;

·        расчет конструктивно-кинематических параметров;

·        расчет потребляемой мощности;

·        расчет мощности, затрачиваемое на перемешивание;

·        расчет производительности;

·        расчет затрат электроэнергии и многие другие показатели.

Все полученные результаты в ходе расчетов объединяем, и вводим таблицу, в которой буду приведены все условные обозначения, единицы измерения и значения, полученные при расчете.

Данные, собранные в ходе проектирования бетономешалки с наклоняющимся двухконусным барабаном

Список использованной литературы и адресов Интернета

Основная литература

1.       Борщевский А.А., Ильин А.С. - Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий - М.: Высшая школа, 1987г.-367с.

.        Сергеев В.П. Строительные машины и оборудования. Учеб. Для вузов по спец. «Сроительные машины и оборудования». - М.: Высшая школа, 1987г-376с.

.        Мирзаев А.Ф. Қурилиш индустриясининг механик ускуна ва машиналари. Ўқув қўлланма - Т.: ТАҚИ, 2000г-74с.

Дополнительная литература

1.       Указатель. Межгосударственных и республиканских стандартов, технических условий в области строительства. - Т.: 2012.

2.       Епифанов С.М. Строительные машины: Справочник-М.: Стройиздат, 1991г - 384с.

3.       Горбовец М.Н. Строительные машины: Справочник 2 томах.-М.: Машиностроение, 1991г - 456с.

Сайты интернета

1.       www.samlit.com <http://www.samlit.com>

.        www.mpchb.ru <http://www.mpchb.ru>

.        www.tpribor.ru <http://www.tpribor.ru>

.        www.drobilki.com <http://www.drobilki.com>

.        www.dromash.ru <http://www.dromash.ru>

.        www.hartl.com <http://www.hartl.com>