СТВОРЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ. ШТУКАТУРНИХ СТАНЦІЙ І АГРЕГАТІВ. НОВОГО ПОКОЛІННЯ

Визначення основних параметрів поворотних. бункерів-змішувачів штукатурних станцій

За необхідності створення штукатурної станції, обладнаної пово­ротним бункером-змішувачем, запропоновано наступну методику розра­хунку основних конструктивно -технологічних параметрів, розроблену на основі досвіду створення та дослідження натурних зразків станцій даного типу.

Основні параметри змішувача - продуктивність, геометричні розміри бункера, розміри та кут нахилу шнекової стрічки, кутова швидкість обер­тання робочого органа, коефіцієнт заповнення, потужність перемішуван­ня - знаходяться у тісному взаємозв’язку.

Значення основних параметрів дозволяють оцінити працездатність та експлуатаційну ефективність змішувача штукатурної станції за наступни­ми показниками:

а) продуктивності;

б) якості готової суміші;

в) металоємності конструкції;

г) енергоємності перемішування;

д) довговічності та зносостійкості основних деталей;

е) раціональності та технологічності конструкції змішувача.

Перелічені показники можуть бути основою для розроблення ряду

вимог до змішувачів штукатурних станцій. При цьому усі параметри змі­
шувача повинні бути такими, щоб за умови заданої продуктивності забез­печити умови для приготування високоякісної розчинної суміші.

Радіус дна та довжина бункера. Продуктивність та тривалість інте­нсивного перемішування (доведення до "кондиції") розчинної суміші є ви­хідними показниками для визначення всіх інших параметрів змішувача. Основним параметром, який визначається, є геометричний робочий об’єм

-5

бункера. Як уже зазначалося вище, він повинен бути не менше 3 м з ме­тою забезпечення:

1) приймання товарного розчину з кузова автосамоскида;

2) достатньо тривалої роботи розчинонасоса за умови найвищого значення його продуктивності.

Залежно від заданої продуктивності та тривалості початкового пере­мішування щойно прийнятого товарного розчину робочий об’єм бункера

-5

Q, м визначається за формулою [56]

-5

де П - задана продуктивність змішувача, м /год; t - тривалість інтенсивно­го перемішування (доведення до "кондиції") товарного розчину, хв; кК - коефіцієнт, що враховує об’єм, занятий конструкціями вала із кронштей­нами та стрічкою шнека (кК = 1,18... 1,2); кН - коефіцієнт заповнення бун­кера змішувача; кВ - коефіцієнт використання робочого часу.

Також величина Q може бути представлена у вигляді добутку

Q = S •Ц (4.12)

де S - площа поперечного перерізу бункера змішувача до рівня центра вала шнекової стрічки, м2; L - довжина бункера змішувача, м.

Згідно зі схемою (рисунок 4.2)

де R - радіус дна бункера, м; а - кут нахилу стінок бункера до горизонталі, рад.

З метою забезпечення стікання розчину із стінок бункера без засто­сування вібратора кут а повинен перевищувати 70° = 1,22 рад.

Виходячи із залежностей (4.11) - (4.13) правомірно записати вираз

(4.14)

який пов’язує радіус дна R із довжиною бункера L.

З точки зору інтенсифікації процесу початкового перемішування щойно прийнятого товарного розчину слід віддавати перевагу змішувачу меншого радіуса та більшої довжини. У даному випадку за умови одного й того ж об’єму Q довжина стрічки та швидкість її обертання будуть біль­шими, ніж у короткому змішувачі великого радіуса.

Також слід урахувати, що довжина бункера L повинна перевищувати ширину кузова автосамоскида (- 2 м) з метою забезпечення приймання то­варного розчину. Висота приймального вікна бункера в положенні для приймання товарного розчину h2 не повинна перевищувати 0,9 м. Розмір h3 повинен забезпечити виліт приймального вікна в положенні для прийман­
ня товарного розчину (якщо штукатурна станція обладнана фургоном) не менше 0,9 м за межі фургону.

Висота задньої бокової стінки повинна знаходитися у межах h1 = = (1,2.. .1,4) R.

Таким чином, методика визначення розмірів поворотного бункера із стрічковим змішувачем у складі штукатурної станції зводиться до наступного:

а) виходячи із необхідності забезпечення можливості приймання то­варного розчину безпосередньо з кузова автосамоскида без застосування додаткових пандусів та естакад приймається довжина бункера L;

б) за формулою (4.14) визначається радіус дна бункера;

в) за приведеними вище співвідношеннями та конструктивними мір­куваннями визначається ширина та висота бункера змішувача.

Розміри шнекової стрічки. Між зовнішньою гранню стрічки по її най­більшому радіусу та дном бункера повинен бути забезпечений певний зазор. Мінімальна величина цього зазору повинна бути такою, щоб при можливих пружних деформаціях, неточностях складання і т. п. не було торкання зовніш­ньої грані стрічки до дна та стінок бункера під час обертання вала змішувача.

Під час перемішування в зазор можуть випадково потрапити частки заповнювача або сторонні включення, наявні у товарному розчині, котрі можуть заклинити рух шнека, у зв’язку з чим може виникнути реальна за­гроза аварійного перевантаження елементів змішувача. При збільшених за­зорах зростає також і інтенсивність механічного зношування. З урахуван­ням практичних рекомендацій [56, 87, 89] та результатів експерименталь­них досліджень найбільш доцільною конструктивно приймається величина зазору 10.15 мм. З урахуванням цього величина зовнішнього радіуса стрічки шнека R2, м, визначається залежністю

R2 = R - (0,010.0,015), (4.15)

де R - радіус дна бункера, м.

Внутрішній радіус стрічки шнека Rj, м, із умови забезпечення інтен­сивності перемішування та ефективного транспортування суміші до каме - ри-живильника розчинонасоса визначається із співвідношення

Ri = (0,7.0,72)-R2. (4.16)

Кут нахилу стрічки шнека 5, виходячи із проведених теоретичних і експериментальних досліджень, відповідно до формули (3.63) повинен знаходитися у межах 5 = 25...300. Дана його величина забезпечує інтенси­вне перемішування малорухливих сумішей, що необхідно при обробленні щойно прийнятого товарного розчину.

Кількість кронштейнів, на яких кріпиться стрічка шнека, повинна за­безпечувати достатню міцність та жорсткість конструкції й визначається відповідними розрахунками конструктивних елементів.

Потужність привода змішувача. Потужність перемішування P, Вт, при інтенсивному режимі на початку циклу роботи змішувача визначаєть­ся за формулами (3.48) і (3.50). При цьому необхідно урахувати, що під час запуску обертання стрічки за умови завантаженого бункера, потужність має пікове зростання на 10.20% порівняно із сталим режимом. Це підтве­рджено й експериментальними даними. Тому потужність приводного дви­гуна РдВ, Вт, визначається за формулою

1 2P

Рдв = —, (4.17)

Д Л

де P - потужність перемішування, Вт; л - коефіцієнт корисної дії трансмі­сії (л = 0,8.0,85).

Порядок розрахунку параметрів змішувача штукатурних стан­цій. Розроблена методика визначення основних параметрів поворотного бункера із стрічковим змішувачем у складі штукатурної станції передбачає наступний порядок розрахунку:

1) за заданою продуктивністю змішувача встановлюється необхідна тривалість циклу інтенсивного перемішування для даного виду розчинної суміші, яка переважно буде оброблятися штукатурною станцією;

2) визначається максимальний об’єм порції розчину, що буде прий­матися за один раз із кузова автосамоскида (формула (4.11));

3) визначається довжина та радіус дна бункера (формула (4.14));

4) обчислюються та обираються із конструктивних міркувань основ­ні геометричні розміри - ширина й висота бункера;

5) обчислюються основні параметри стрічки шнека - зовнішній і внутрішній радіуси, кут нахилу витків;

6) визначається кутова швидкість обертання стрічкового вала (форму­ла (3.55));

7) обчислюється потужність перемішування (формули (3.48), (3.50));

8) обчислюється потужність привода змішувача (формула (4.17)).