Автобетоносмесители для транспортирования бетонных смесей

Автобетоносмесители.

Автобетоносмесители предназначены для транспортирования  бетонных смесей различной подвижности  от бетонных узлов на объекты, а также  для приготовления в пути. Как  правило, в автобетоносмесителях приготавливают и транспортируют смеси со средней и повышенной подвижностью. При загрузке сухой смесью дальность транспортирования может превышать 100 км. Если автобетоносмеситель загружают готовой бетонной смесью, то технологически допустимое расстояние перевозки ограничено временем ее схватывания.  

Технологическое оборудование автобетоносмесителя состоит из смесительного барабана, привода  его вращения, загрузочно-разгрузочного  устройства, систем управления и подачи воды, установленных на общей раме (рис.1).  

Смесительный барабан  имеет внутри две спиральные лопасти обеспечивающие быструю его загрузку при вращении в одну сторону и разгрузку при вращении в обратном направлении. Барабан приводится во вращение либо автономным дизельным двигателем, так как во время движения автомобиля отбор мощности от основного двигателя затруднен, либо с помощью специальной коробки передач. Передача крутящего момента от основного или автономного двигателя осуществляется с помощью гидростатической трансмиссии. Она включает гидронасос, гидромотор, регулирующую аппаратуру и редуктор, обеспечивая реверсивное вращение барабана с бесступенчатым изменением частоты вращения. 

Загрузочно-разгрузочное устройство предназначено для приемки в  барабан бетонной смеси на растворобетонном узле и последующей разгрузки  ее на строительном объекте. Для распределения бетонной смеси при выгрузке применяется поворотный в горизонтальной и вертикальной плоскостях лоток, который может быть удлинен при необходимости. 

Управление вращением  барабана возможно как из кабины, так  и с выносного пульта. Система подачи воды в смесительный барабан обеспечивает водоснабжение барабана при перевозке сухой смеси и его промывку в конце смены как от внешнего источника через счетчик, так и из бака вместимостью 400 л. 

Автобетоносмесители могут  применяться как самостоятельные транспортные бетоноукладочные средства при устройстве бетонных полов и фундаментов, а также в комплекте с машинами для устройства бетонных дорожных и аэродромных покрытий. Особенно эффективно их взаимодействие с приобъектными автоматизированными бетоносмесительными узлами, имеющими блочную конструкцию. Для удобства разгрузки автобетоносмесители аг-регатируют и бетононасосами, ленточными транспортерами и активными виброперегружателями. За рубежом применяют машины с фронтальной разгрузкой бетонной смеси в стесненных условиях реконструкции предприятий. 

Машины со смесительным барабаном  расположенном на прицепе и полуприцепе, имеют в 1,5...2 раза большую полезную вместимость смесителя при одинаковой мощности автомобиля. Полезная вместимость  барабана автобетоносмесителя зависит в основном от грузоподъемности автомобиля и вертикального габарита. При установке барабана на полуприцепе или прицепе центр тяжести установки снижается, обеспечивается возможность увеличения вместимости смесителя. В настоящее время выпускают автобетоносмесители с вместимостью по готовому замесу от 3 до 10 м . Машины с барабаном меньше 3 м  считаются неэкономичными. Время опорожнения барабана является одним из главных параметров. Эта величина непостоянна и зависит от ряда факторов, в частности от вместимости и формы барабана, частоты вращения барабана, подвижности смеси и т. д. Средняя скорость выгрузки барабана составляет в зависимости от подвижности смеси от 1 до 5,5 м /мин. 

Рис.1. Автобетоносмеситель 

В настоящее время освоен серийный выпуск автобетоносмесителей с полезной вместимостью барабана по готовой смеси 2,7; 4 и 5 м . Все автобетоносмесители выпускаются с приводом барабана от самостоятельного дизельного двигателя мощностью до 37 кВт.  

Бетоносмесители этого типа имеют по 2...3 частоты вращения барабана в одну сторону при загрузке и  перемешивании и 2... 3 скорости в обратную сторону при загрузке. Число оборотов на загрузке выбирают в зависимости от производительности питающей установки с таким расчетом, чтобы не создавались заторы в загрузочной горловине. При перемешивании рекомендуется принимать среднее число оборотов. Длительность перемешивания зависит от марки, состава, пластичности приготавливаемой бетонной смеси и колеблется в пределах от 15 до 20 мин. 

Смесительные барабаны имеют постоянный угол наклона оси (10...15°) к горизонту. Внутри смесительных барабанов установлены двухзаходные винтовые лопасти, обеспечивающие загрузку и перемешивание бетонной смеси при вращении барабана в одну сторону и выгрузку готовой смеси при вращении барабана в обратном направлении (реверсе).

Привод вращения смесительного барабана может быть механическим с отбором мощности от автономного двигателя через систему механических передач, включающих реверсивный редуктор и цепную передачу с зубчатым венцом, закрепленным на барабане, и гидромеханическим с отбором мощности через гидромеханическую передачу от автономного двигателя, двигателя базового шасси или от коробки отбора мощности трансмиссии шасси.

Гидромеханическая передача включает гидронасос с регулируемой подачей, реверсивный гидромотор и  планетарный редуктор. Гидронасос нагнетает рабочую жидкость в гидромотор, который через планетарный редуктор приводит во вращение смесительный барабан. Гидромеханический привод позволяет бесступенчато плавно регулировать частоту вращения барабана. Рабочее давление в гидросистеме составляет 18...22 МПа.

Для загрузки смесительного  барабана компонентами смеси или  бетонной смесью, а также выгрузки смеси из смесительного барабана на место укладки автобетоносмесители  оборудуются лотковыми загрузочно-погрузочными устройствами. Для обеспечения технологического процесса приготовления бетонной смеси из сухих компонентов, предварительно загруженных в смесительный барабан, а также промывки барабана и узлов автобетоносмесителя от остатков бетонной смеси автобетоносмеситель снабжен системой водопитания с баками для воды, аппаратурой для подачи воды под давлением и ее дозирования.

Технологическое оборудование отечественных автобетоносмесителей имеет мало различий и максимально  унифицировано. Автобетоносмесители  способны работать при температуре окружающего воздуха - 30°...+ 40 °С. Максимальная скорость загруженных автобетосмесителей при движении по дорогам в технологическом режиме составляет не более 60 км/ч.

Главным параметром автобетоносмесителей является вместимость смесительного  барабана по выходу готовой смеси (м³).

На рынок автобетоносмесителей России и СНГ свою продукцию поставляют: ЗАО «КОМЗ-Экспорт» (г. Каменск-Шахтинский, Ростовская обл.), ОАО «Туймазинский  завод автобетоновозов» (Башкортостан), ЗАО «Пушкинский машиностроительный завод» («ПМЗ»), Могилевский автомобильный завод (МоАЗ) (Беларусь), ООО «Дизель-ТС» (Нижегородская обл.).

ОАО «Туймазинский завод  автобетоновозов» («ТЗА») является наиболее крупным в России и СНГ производителем автобетоносмесителей и выпускает  более 10 различных модификаций автобетоносмесителей с барабанами по выходу бетонной смеси 5...9 м³ на шасси КамАЗ, ЗИЛ, Урал, КрАЗ, МАЗ, МЗКТ, предназначенных для разных нагрузок и дорожных условий. Выпускаемые в последнее время ОАО «ТЗА» автобетоносмесители имеют цифровую индексацию вместо ранее установленной традиционной индексации с использованием буквенных обозначений (СБ).

К типоразмерному ряду пятикубовых  автобетоносмесителей относятся: автобетоносмесители 581412 на шасси КамАЗ-55111 (6x4) и 58141В на шасси Урал-55571-1112-30 с механическим приводом смесительного барабана от автономного двигателя; автобетоносмесители 58140С на шасси КамАЗ-55111 (6 х 4) и58141А на шасси Урал-55571-30(6 х 6) с гидромеханическим приводом от двигателя шасси.

Автобетоносмеситель 581412 (рис. 1) с объемом готового замеса 5 м³ смонтирован на шасси 1 грузового автомобиля КамАЗ-55111. Рабочее оборудование автобетоносмесителя включает раму 9, смесительный барабан 4 с загрузочно-разгрузочным устройством, механизм 3 вращения барабана, дозировочно-промывочный бак 2, водяной центробежный насос, систему управления оборудованием с рычагами 10, 12 и контрольно-измерительные приборы 11. Смесительный барабан имеет три опорные точки и наклонен к горизонту под углом 15°. Загрузочно-разгрузочное устройство состоит из загрузочной 5 и разгрузочной 6воронок, складного лотка 7 переменной длины и поворотного устройства 8. Лоток может поворачиваться при разгрузке в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в вертикальной плоскости на угол до 60°.

Рис. 1. Автобетоносмеситель 581412

Рис. 2. Кинематическая схема автобетоносмесителя

Кинематическая схема автобетоносмесителя  показана на рис. 2. На внутренней поверхности  барабана укреплены две спиральные лопасти 11, угол наклона которых  подобран таким образом, что при  вращении в одном направлении  компоненты смеси попадают в нижнюю часть барабана, где происходит их гравитационное перемешивание, а при вращении в обратную сторону лопасти подают готовую смесь к приемному лотку, соединенному с поворотным разгрузочным желобом. Вращение барабану 9 сообщается от индивидуального дизельного двигателя 3 через реверсивный зубчатый редуктор 5 и цепную передачу 6, ведомая звездочка к которой жестко прикреплена к сферическому днищу барабана, опирающегося спереди на раму шасси центральной цапфой 7, а сзади - гладким бандажом 10 на опорные ролики 12, установленные на шарикоподшипниках. Привод обеспечивает две частоты вращения барабана в обе стороны при загрузке, перемешивании и разгрузке. Частоту вращения при загрузке выбирают в зависимости от производительности питающей установки. Приготовление смеси в пути следования производят при дальности транспортировки не более 10...15 км, при этом отдозированые компоненты в смесительный барабан загружают одновременно. При перевозках на большие расстояния в барабан загружают сначала сухие компоненты (цемент и заполнители), а подачу воды и приготовление смеси производят непосредственно на объекте. Заданная порция воды подается в смесительный барабан из дозировочно-промывочного бака центробежным насосом 1 через сопло в загрузочной воронке. Через то же сопло производится промывка барабана водой после разгрузки. Привод насоса осуществляется от двигателя 3 через карданный вал 4 и клиноременную передачу 2. При транспортировке готовой бетонной смеси во избежание ее расслаивания барабан вращается с пониженной частотой, непрерывно перемешивая смесь.

Автобетоносмеситель 58140С с объемом готового замеса барабана 5 м³ отличается от автобетоносмесителя 58412 системой привода барабана и отбора мощности, а также возможностью бесступенчатого регулирования частоты вращения смесительного барабана в диапазоне 0...20 мин^-1. Вращение смесительному барабану сообщается от реверсивного гидромотора с рабочим давлением 25 МПа через планетарный редуктор. Питание гидромотора осуществляется от регулируемого реверсивного гидронасоса, получающего вращение от коробки отбора мощности через карданный вал. Техническая часовая производительность автобетоносмесителя, м³/ч,

П_т = 60Vk_обk_вых/Т_ц,

где V- вместимость барабана, м³; k_об - коэффициент использования геометрического объема, представляющего отношение объема сухих составляющих, загружаемых в барабан, к геометрическому его объему; k_вых - коэффициент, характеризующий выход смеси и определяемый отношением ее объема к объему сухих составляющих (при перевозке автобетоносмесителем готовой бетонной смеси k_вых =1); Т_ц - продолжительность цикла автобетоносмесителя, мин,

где L - дальность перевозки смеси, км; v_тр и v_пор - скорость движения автобетоносмесителя в груженом и порожнем состояниях, км/ч; t₃ - продолжительность загрузки барабана сухими составляющими, мин; t_р и t_п - продолжительность разгрузочных и промывочных операций, мин.

Типоразмерный ряд шестикубовых автобетоносмесителей представляют: автобетоносмеситель 58146Н на шасси КамАЗ-53228 (6 х 6) с гидромеханическим приводом от автономного двигателя; автобетоносмеситель 581462 на шасси КамАЗ-53229 (6 х 4) с отбором мощности от автономного двигателя; автобетоносмеситель 581461 на шасси КамАЗ-65И5(6 х 4) с гидромеханической передачей от двигателя базового шасси.

Семикубовые автобетоносмесители - 58147С на шасси КамАЗ-53229 (6 х 4) и 581470 на шасси МАЗ-63035-100 (6 х 6) с гидромеханической передачей от автономного двигателя.

Восьмикубовые автобетоносмесители 581482 на шасси КамАЗ-6540 и 581480 на шасси МЗКТ-69237 с гидромеханической передачей от автономного двигателя наиболее эффективно используются для обслуживания объектов строительства с большим потреблением бетона.

Техническая характеристика автобетоносмесителей ОАО «ТЗА» приведена в табл. 1.

Автобетоносмесители на полуприцепе 993710 и 993700 объемом смесительного  барабана по выходу готовой смеси  соответственно 8 и 6 м³ представляют модифицированный вид автобетоносмесителей, которые позволяют транспортировать и готовить бетонную смесь в пути следования или по прибытии на строительный объект.

Технологическое оборудование автобетоносмесителей (рис. 3) смонтировано на полуприцепе  ЧМ ЗАП-8001, соединяемом сцепным устройством  с трехосными седельными тягачами различных  моделей: КамАЗ, МАЗ, «Татра», «Ивеко», «Мерседес-Бенц».

Рис. 3. Автобетоносмеситель на полуприцепе

Привод смесительного барабана автобетоносметелей осуществляется от автономного дизеля Д-144 через гидромеханическую передачу.

Полуприцеп имеет две выносные опоры, на которые бетоносмеситель  устанавливается по прибытии автопоезда на строительный объект, до тех пор, пока автотягач не доставит очередной  загруженный полуприцеп и не заберет для загрузки освободившийся.