СТВОРЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ. ШТУКАТУРНИХ СТАНЦІЙ І АГРЕГАТІВ. НОВОГО ПОКОЛІННЯ

МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ШТУКАТУРНИХ АГРЕГАТІВ І СТАНЦІЙ

4.1 Розрахунок основних параметрів мобільних розчино - змішувальних установок

У процесі розроблення мобільного розчинозмішувального обладнан­ня запропоновано наступну методику розрахунку основних конструктив­но-технологічних параметрів. Вона розроблена на основі досвіду створен­ня та дослідження натурних зразків обладнання даного типу.

Основні параметри розчинозмішувальної установки взаємопов’язані між собою. До них відносять: продуктивність, частоту обертання робочого органа, кут нахилу гвинтової лінії шнекового змішувача, коефіцієнт напо­внення бункера, потужність змішування та геометричні розміри бункера змішувача.

Значення вищенаведених параметрів дозволяють визначити працез­датність та експлуатаційну ефективність розчинозмішувача за показника­ми продуктивності, якості приготованого будівельного розчину, металоєм - ності конструкції, енергоємності процесу змішування, довговічності та зносостійкості основних деталей, а також раціональності й технологічності конструкції шнекового змішувача.

Усі ці перелічені показники можуть бути основою для розроблення ряду вимог до розчинозмішувальних установок. Усі параметри розчино - змішувальної установки повинні бути такими, щоб при певному значен­ні продуктивності забезпечити умови для безпосереднього приготування на будівельному майданчику високоякісного будівельного розчину.

Продуктивність та час, необхідний для приготування будівельного розчину, є вихідними показниками для визначення всіх інших параметрів розчинозмішувальної установки. Основним параметром, який визначаєть­ся, є геометричний робочий об’єм бункера. Для мобільної малогабаритної розчинозмішувальної установки він не повинен перевищувати допустимих меж із метою забезпечення раціонального використання часу завантаження вхідних компонентів у бункер, подачі розчину до місця нанесення та сприйняття навантаження осями й пневматичними камерами коліс.

-5

Робочий об’єм бункера розчинозмішувальної установки Q, м, зале­жно від продуктивності та часу, необхідного для приготування будівельно­го розчину, визначається за формулою

-5

де П - задана продуктивність розчинозмішувальної установки, м /год; kK - коефіцієнт, що враховує об’єм, зайнятий конструкціями вала із крон­штейнами, шнеком та цівковим колесом (кк = ); пз - кількість замі­

сів за 1 годину, год-1;

3600

Пз =------- ;

^ I ^ I

tx - час на ручне завантаження бункера, с; t2 - час змішування розчину, с; t3 - час на розвантаження бункера, с; кН - коефіцієнт наповнення бункера; к5 - коефіцієнт використання робочого часу.

Також об’єм бункера розчинозмішувальної установки можна визна­чити за формулою

Q = S • L, (4.3)

де S - площа поперечного перерізу бункера змішувача, м2; L - довжина бункера, м.

Відповідно до схеми, зображеної на рисунку 4.1, маємо

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

Із метою забезпечення стікання розчину зі стінок бункера та зруч­ності обслуговування установки кут а повинен перевищувати 45° = = 0,785 рад.

Ураховуючи залежності (4.1), (4.2), визначаємо вираз, який пов’язує радіус дна бункера R із його довжиною,

(4.5)

Методика визначення розмірів бункера розчинозмішувальної уста­новки зі шнековим робочим органом зводиться до наступного:

а) виходячи з необхідності забезпечення можливості транспортуван­ня установки, приймається довжина бункера L;

б) за формулою (4.5) із забезпеченням необхідної продуктивності ви­значається радіус дна бункера;

в) за наведеними на рисунку 4.1 співвідношеннями встановлюється ширина та висота бункера розчинозмішувальної установки.

З точки зору подальшої інтенсифікації процесу приготування будіве­льного розчину необхідно надавати перевагу шнековому робочому органу меншого діаметра та більшої довжини.

Між зовнішньою торцевою гранню шнека та днищем бункера розчи­нозмішувальної установки повинен бути забезпечений певний зазор. Його мінімальне значення має бути таким, щоб під час пружних деформацій, ві­дхилень точності виготовлення та складання усунути явище дотику шнека до стінок бункера під час його обертання. З урахуванням практичних ре­комендацій та результатів експериментальних досліджень найбільш доці­льною є величина зазору 3...5 мм. Його збільшення призведе до осідання компонентів розчинної суміші на стінках бункера та підвищення інтенсив­ності механічного зношування.

Отже, величина зовнішнього радіуса шнека R, м, становитиме

R = R -(0,003...0,005), (4.6)

де R - радіус дна бункера, м.

Внутрішній радіус шнека R, м, ураховуючи забезпечення інтенсив­ності змішування, а також можливість ефективного переміщення будівель­ного розчину до затвору чи камери-живильника, вибирати з виразу

Rі =( 0,7...0,75) Rj. (4.7)

Кут нахилу гвинтової лінії шнека 5, °, повинен знаходитись у межах 20.. .30° і визначатись такою залежністю:

де h - крок гвинтової поверхні стрічки шнека, м; R - зовнішній радіус стрічки шнека, м.

Кількість кронштейнів, на яких кріпиться шнек, має забезпечувати достатню міцність та жорсткість робочого органа.

Частота обертання шнека п, об/хв, визначається залежністю

де пдв - частота обертання вала електродвигуна привода змішувача за пас­портом, об/хв.; изаг - загальне передаточне число привода

Потужність змішування Р, Вт, у процесі роботи розчинозмішуваль- ної установки визначатиметься за формулою (3.50) з урахуванням коефіці­єнту заповнення бункера. Також необхідно враховувати, що під час вми­кання обертання шнека за умови завантаженого бункера потужність має пікове зростання до 20% порівняно зі сталим режимом.

Отже, потужність електричного двигуна привода змішувача Рдв, кВт, установки визначається залежністю

де Р - потужність змішування, Вт; л - коефіцієнт корисної дії привода (л = 0,7...0,8).

Отже, розроблена й апробована в процесі досліджень методика ви­значення основних параметрів бункера зі шнековим змішувачем у складі мобільної розчинозмішувальної установки передбачає такий порядок роз­рахунку:

1) відповідно до значення продуктивності розчинозмішувальної установки встановлюється необхідна кількість замісів протягом однієї го­дини;

2) визначається максимальний об’єм порції будівельного розчину, що буде приготований за одне замішування (формула (4.1));

3) визначається радіус дна бункера (формула (4.5));

4) обчислюються та обираються основні геометричні розміри бунке­ра, а саме: його довжина, ширина і висота;

5) підраховуються основні параметри шнека - зовнішній та внутріш­ній радіуси, а також кут нахилу гвинтової лінії (формули (4.6) - (4.8));

6) призначається оптимальне значення частоти обертання шнека;

7) обчислюється потужність змішування (формула (3.50));

8) обчислюється обертовий момент на валу шнека та потужність приводного двигуна змішувача (формула (4.10));

9) за каталогами вибирається електричний двигун та черв’ячний ре­дуктор;

10) за значенням міжосьової відстані, отриманої після ескізного ком­понування, розраховуються параметри привода із забезпеченням розраху­нкової частоти обертання робочого органа.