Лекции по строительным машинам

Технологический процесс приготовления смесей включает последовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную машину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси.

Смесители классифицируют по трем основным признакам: характеру работы, принципу смешивания, способу установки.

По  характеру работы различают смесительные машины периодического (цикличного) и непрерывного действия. В смесителях цикличного действия (рис. 1) перемешивание компонентов и выдача готовой смеси осуществляется отдельными порциями. Каждая новая порция компонентов бетона или раствора может быть загружена в смеситель лишь после того, как из него будет выгружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания.

В смесителях непрерывного действия (рис. 2) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществляются одновременно и непрерывно. Отдозированые компоненты непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются лопастями при продвижении от загрузочного отверстия к разгрузочному. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства. Смесители непрерывного действия наиболее целесообразно применять для приготовления больших объемов бетонной или растворной смеси одной марки.

Рис. 1. Принципиальные схемы  смесителей цикличного действия (стрелками указано направление движения материалов):

а - гравитационных (барабанных); б - принудительного действия с вертикально  расположенными смесительными валами (тарельчатых); в - принудительного действия с горизонтально расположенными смесительными валами (лотковых) - вверху одновальные, внизу двухвальные;

l - положение смешивания; ll - положение разгрузки; 1 - барабан  (корпус); 2 - лопасти; 3 - смесь; 4,6- разгрузочное и загрузочное отверстия; 5 – центральный стакан

Рис. 2. Принципиальные схемы смесителей непрерывного действия:

а - гравитационные; б - принудительного действия;

1 - загрузочное отверстие; 2 - барабан; 3 - лопасти; 4 - разгрузочное  отверстие; 5 - опорные ролики; 6 - лопастной  вал; 7 - корпус; → - направление вращения  барабана или смесительного механизма; - → - направление движения материалов

Главным параметром смесительных машин цикличного действия является объем готового замеса (л), выданный за один цикл работы, смесителей непрерывного действия - объем готовой продукции (м³), выдаваемой машиной за 1 ч работы.

По  принципу смешивания компонентов различают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) с принудительным смешиванием (принудительного действия). В смесите принудительного действия орбиты составляющих имеют вынужденный характер, в гравитационных - свободный. Гравитационный смеситель вращается относительно горизонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с лопастями на внутренней поверхности (рис. 1, а; 2, а). Лопасти непрерывно подхватывают и поднимают компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они свободно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; смешивание происходит в результате столкновения падающих потоков компонентов. Во избежание возникновения центробежных сил, препятствующих свободной циркуляции смеси внутри барабана, частота его вращения обычно не превышает 0,3...0,4 с-1. В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перемешиваются в неподвижном барабане или чаше горизонтальными, наклонными или вертикальными лопастными валами или лопастным ротором, вращающимися внутри смеситель емкости. Смесители с горизонтальными смесительными валами называют лотковыми (рис. 1, в), с вертикальными валами - тарельчатыми (рис. 1, б).

По  способу установки смесители подразделяются на передвижные и стационарные. Передвижные смесители используются при небольших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточеных объектах, а стационарные входят в состав технологических линий бетонорастворосмесительных установок средней и большой производительности бетонных и растворных заводов.

Техническая производительность смесительных машин цикличного действия, м³/ч,

Пт = V3n/1000,

где V3 - объем  готовой смеси в одном замесе, л; V3 = Vбk; Vб - вместимость смесительного барабана по загрузке составляющих (полезный объем барабана), k - коэффициент выхода готовой смеси; для бетонной смеси k = 0,65...0,7, растворов k - 0,75-0,85; n - число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч,

n = 3600/ (t1 + t2 - t3 + t4),

где t1, t2, t3, t4 - продолжительность  загрузки, смешивания, выгрузки и возврата барабана в исходное положение или закрытия затвора, с.

Техническая производительность смесительных машин непрерывного действия с принудительным смешиванием, м3/ч,

Пт = 36000Sv,

где S = kн πd2 /4 - средняя площадь поперечного  сечения потока смеси в корпусе  смесителя, м2; kн - коэффициент наполнения сечения корпуса смесителя (0,28...0,34); d - диаметр лопастей смесителя, м; v = sω - скорость движения смеси в направлении продольной оси корпуса смесителя, м/с; s - шаг лопастей, м; ω - частота вращения лопастного вала, с-1.

 

Растворосмесители.

Растворосмесители цикличного действия предназначены для приготовления строительных растворов (цементных, известковых, глиняных, гипсовых, шлаковых и сложных) при выполнении каменных, изоляционных, штукатурных, монтажных и кровельных работ и представляют собой машины с принудительным смешиванием компонентов раствора неподвижной емкости горизонтальным или вертикальным лопастным валом (лопастные смесители) или быстроврашающимся лопастным ротором (турбулентные смесители). Передвижные растворосмесители имеют объем готового замеса 30,65,125 и 250 л, а стационарные - 400, 800 и 1200 л. Стационарными растворосмесителями комплектуют автоматизированные растворные узлы и заводы.

Передвижные малогабаритные растворосмесители цикличного действия (рис. 1) с объемом готового замеса 30 и 65 л применяют на объектах с небольшой потребностью в растворе (до 2,6...3,0 м3/ч), устанавливают в непосредственной близости от места укладки смеси и перемещают в пределах строительной площадки и рабочего места на колесах. Такие растворосмесители не имеют устройств для дозирования и механической загрузки компонентов. Применение растворосмесителей наиболее рационально для приготовления растворов из сухих смесей при производстве отделочных работ. Малые габариты машин позволяют эксплуатировать их в помещениях.

К цикличным  растворосмесителям тарельчатого типа относятся растворосмесители СО-23В, МРБС-100, СР-100 с вертикальным лопастным валом и сменными барабанами-тачками, а также турбулентный высокооборотный растворобетоносмеситель СБ-133А.

Растворосмесители СО-23В, МРБС-100 иСР-100 с объемом готового замеса 65 л выполнены по единой конструктивной схеме и имеют мало различий. Они предназначены для приготовления строительных растворных смесей с подвижностью не менее 5 см, определяемой по ГОСТ 5802-86, и бетонов. К преимуществам смесителей относятся большая активность процесса перемешивания, что предотвращает комкование смеси и позволяет готовить гипсовые и известково-гипсовые растворы.

Рис. 1. Передвижной малогабаритный растворосмеситель цикличного действия: 1 – смесительный барабан; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4- механизм поворота (наклона) барабана; рама с ходовой частью

Цикличные смесители  принудительного действия лоткового  типа выпускают передвижными и стационарными. Передвижные смесители используются, как индивидуальные установки на объектах с небольшими объемами работ предназначены для приготовления различных растворов с крупностью заполнителей до 5 мм.

Растворосмесители непрерывного действия применяют для непрерывного приготовления из сухой растворной смеси кладочной, штукатурной или облицовочной растворной смеси (известковой, цементной, цементно-известковой, известково-гипсовой) подвижностью не ниже 8 см с крупностью частиц до 2,5 мм.

Растворосмесители, работающие на сухих смесях, обеспечивают постоянное качество раствора. Сухие  смеси на основе известкового, цементного и гипсового вяжущего централизованно готовят на специализированных заводах и поставляют на строительные площадки в мешках, бункерах, капсулах смесовозами и цементовозами. Такие смесители наиболее целесообразно использовать в комплексах для устройства наливных полов, в высокопроизводительных штукатурных агрегатах и станциях, работающих на сухих смесях и обеспечивающих комплексную механизацию по приему сухих смесей, их переработке, перекачиванию готового раствора и его нанесению на обрабатываемую поверхность.

В строительстве  нашли широкое применение смеситель Т-100 производительностью 3 м³/ч и две одинаковые по конструкции модели смесителей непрерывного действия: СО-201 (рис. 1) производительностью 1,5 м³/ч и СО-211 производительностью 3 м³/ч.

Рис. 1. Смеситель  СО-201

 

Каждый смеситель  состоит из приемного бункера 4, привода 7, шнека-дозатора 2 с приспособлением для рыхления сухого материала, смесительной цилиндрической камеры (трубы) 1 с выгрузочным окном, лопастного смесительного вала, помещенного в трубе и соединенного со шнеком-дозатором, вододозировочного устройства 3 с регулятором подвижности смеси и прибора для измерения расхода воды, рамы с колесами 5 и электрооборудования 6. Привод шнека-дозатора и лопастного вала осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу.

Принцип действия таких смесителей заключается в следующем: сухая смесь загружается в приемный бункер и шнеком-дозатором подается в смесительную камеру, где смешивается с водой, равномерно подаваемой в емкость через систему дозирования для получения раствора требуемой консистенции. Винтовые лопасти смесителя обеспечивают передвижение смеси вдоль оси смесительной камеры к выгрузочному окну.

При небольших  объемах работ смесители используют как самостоятельно действующие  машины и загружают сухой смесью вручную из крафт-мешков. При работе смесителей в комплексе со штукатурными агрегатами и станциями их загрузка осуществляется из силоса с сухой смесью.

Применение  растворосмесителей непрерывного действия позволяет автоматизировать технологические процессы строительно-отделочных работ.

 

Бетоносмесители.

Стационарные цикличные бетоносмесители принудительного действия предназначены для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей и строительных растворов. Материалы смешиваются путем принудительного воздействия на смесь лопастей, сообщающих частицам самые разнообразные траектории движения. К преимуществам бетоносмесителей принудительного действия по сравнению с гравитационными относятся большие активность и качество процесса перемешивания, предотвращение комкования смеси, к недостаткам - сложность конструкции и высокая металлоемкость машин, ограниченное применение крупных заполнителей, значительный износ рабочих поверхностей, большая энергоемкость процесса перемешивания.

Бетоносмесители принудительного действия разделяются на тарельчатые и лотковые. Тарельчатые бетоносмесители - это машины роторного типа с вертикально расположенными валами, лотковые - двухзальные машины с двумя горизонтальными лопастными валами.

Стационарные  цикличные бетоносмесители роторного (тарельчатого) и лоткового типов используются в качестве встроенного оборудования в технологических линиях бетонорастворных заводов и установок, бетоносмесительных цехов заводов сборных железобетонных изделий и предназначены для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.

В ротором бетоносмесителе (Рис. 1) компоненты смеси перемешиваются в кольцевом рабочем пространстве неподвижной чаши 1 лопастями 2 ротора 3, вращающегося с частотой 0,5...0,6 с^-1. Смешивающие лопасти крепятся к ротору с помощью пружинных (рессорных) амортизаторов 4 на разном удалении от оси его вращения, а их рабочие поверхности расположены под различными углами к траектории своего движения. Такая схема установки лопастей, создающих при своем движении продольные и поперечные потоки смешиваемых компонентов, обеспечивает интенсивное и качественное перемешивание смеси любой консистенции.

Рис. 1 . Принципиальная схема цикличного роторного бетоносмесителя

Амортизаторы  позволяют лопастям поворачиваться при попадании между ними и  днищем крупных кусков заполнителя. В смесительном устройстве помимо смешивающих лопастей имеются наружная и внутренняя очистные лопасти, прикрепляемые к ротору жестко. Внутренняя поверхность чаши футерована износостойкой сталью. В донной части чаши имеется разгрузочный люк, перекрываемый затвором с рычажным или пневматическим приводом.

Стационарные цикличные гравитационные бетоносмесители применяют на бетонных заводах, централизованно снабжающих товарным бетоном объекты с большим объемом потребления, в бетоносмесительных цехах заводов сборных железобетонных изделий и в бетоносмесительных установках. Они выпускаются объемом готового замеса 500,1000 и 3000 л и выполняются с наклоняющимися двухконусными смесительными барабанами и гидравлическим или пневматическим приводом механизма опрокидывания барабана.

У стационарных цикличных гравитационных бетоносмесителей загрузка компонентов и выгрузка готовой смеси механизированы и осуществляются при вращающемся барабане.

Бетоносмеситель СБ-91В (Рис. 1) объемом готового замеса 500 л предназначен для приготовления подвижных бетонных смесей и используется в бетоносмесительных установках производительностью до 20 м³/ч. Бетоносмеситель состоит из рамы 4, смесительного барабана 2, траверсы 7, приводных механизмов вращения 6 и опрокидывания 5 смесительного барабана, электрооборудования, аппаратуры пуска, защиты и управления. Траверса со смесительным барабаном опирается на две стойки 3 рамы, в одной из которых смонтирован гидравлический механизм (гидроцилиндр с рычагом) опрокидывания смесительного барабана при разгрузке. Гидроцилиндром, соединенным с одной из цапф 1 траверсы, через рычаг осуществляется поворот траверсы вместе со смесительным барабаном при переводе барабана из положения приготовления смеси в положение выгрузки и обратно. На внутренней поверхности конусов смесительного барабана, облицованных футеровкой, закреплены шесть смешивающих лопастей. Вращение барабану с частотой 18 мин^-1 сообщается от электродвигателя через цилиндрический двухступенчатый редуктор. Гидропривод механизма опрокидывания барабана состоит из масляного бака, гидронасоса, гидрораспределителя, фильтра, клапанной аппаратуры и соединительных трубопроводов.