Проект бетоносмесительной установки башенного типа для работы на строительных объектах

Размещено на http://www.allbest.ru

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;

Kв - коэффициент выхода смеси;

kв = 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;

t2 - время перемешивания; t2 ~ 90 -150 сек;

t3 - 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.

Qчас= 50 м3/час

Qсм = 8 Qчackи = 8x50x0,92 = 368 м3/см

Qгол= 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

Материал	[Единица	Расход матеоиала
		в час	в сутки	в гол
Щебень	М3	54	864	218592
Песок	М3	54	864	218592
Цемент	т	21	336	85008
Вода	т	12	192	48576

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;

amax - максимальная крупность перемещаемого материала в м.

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

(6.2)

Мощность на валу приводного барабана

Nб = (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)

Где Q - производительность конвейера в т/ч.

Рисунок 6.1 - Схема ленточного конвейера

Lr - длина горизонтальной проекции конвейера в м;

Н - высота подъема материала конвейером в м;

В - ширина ленты в м;

V - 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;

v - скорость движения материала вдоль желоба в м/сек;

(6.6)

S - шаг винта в м; S= (0.8 - 1)D

n - 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 в= 0;

Диаметр винт проверяется по крупности транспортируемого материала:

D ?(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;

Lr - 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;

t - 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

Q - производительность элеватора в т/ч;

H - высота подъема материала в м;

- коэффициент сопротивления:

- 0,07 -для леншчных элеваторов;

= 0,11 - для цепных элеваторов;

в - угол наклона элеватора к горизонту;

g 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

A - 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;

b и Ь' - размеры призматической части бункера в плане в м;

h1 - 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:

Рисунок 7.1- Схема к расчету бункера

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;

Pi° - угол естественного откоса материала в покое.

Пропускная способность бункера проверяется формулой

V'=3600 Fv м3/ч,

где F - площадь выпускного отверстия в мг;

V - скорость истечения материала в м/сек; v ~ 0,5 - 2 м/сек,

меньшие значения - для рядовых влажных материалов; большие - для сухих сортированных.

V'=182,25 м3/ч,

Углы наклона стенок (граней) бункера к горизонту

a2 = 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;

h2 - высота цилиндрической части бункера в м;

D 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

Размещение оборудования по высоте производится так, чтобы происходило гравитационное перемещение материалов и не было расслоения готовой бетонной смеси.

Угол наклона лотков должен быть не менее 55°.

Высотная отметка первой площадки, на которой устанавливаются смесительные машины, принимается в пределах от 3 до 6 м.

Высота смесительного отделения 4 - 7 м; высота дозировочного отделения 6 - 8 м; высота надбункерного отделения 5 - 8 м.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Добронравов С. С. Строительные машины и оборудование: Справочник для строит, спец. вузов и инж.-техн. работников - М: Высш. шк.. 1991.

Строительные машины: Справочник: В 2 т. т. 1: Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог /А. В. Раннев, В. Ф. Корелин и др.: Под общ. ред. Э. Н. Крина. - М: Машиностроение, 1991./

Могилевский Я. Г. и др. Машины и оборудование для бетонных и железобетонных работ. Под общ. ред. М. Д. Полосина, В. И. Полякова -М.: Стройиздат. 1993.

Строительные машины и оборудование. Под общ. ред. 3. И. Макарова -М.: Стройиздат. 1973.

Крупницкий И. Н., Спсльман Е. П. Справочник по строительным машинам и оборудованию. - М.: Восниздат, 1980.

Механическое оборудование предприятий строительных материалов. Под общ. ред. Проф. М. Я. Сапожннкова. - М.: Машиностроение, 1978.

Коваленко А. В. Как читать чертежи. - М.: Машиностроение, ' 1983.

Дроздов Н.Е. и др. Строительные машины и оборудование: Хурсовос и дипломное проектирование: Учебное пособие для техникумов. -М: Стройиздат, 1988.

Руднев В. Д. Конусные дробилки среднего и мелкого дробления (методичка расчета). - Томск: Издательство Томского Института, 1988.

Размещено на Allbest.ru