ГлавнаяОпределение парам лопастных мешалок цикличного действия можно производить по эмпирическим формулам, предложенным И.П. Керовым, на основании обработки данных по значительному числу лопастных мешалок существующих отечественных и зарубежных смесителей.
Внутренние размеры корпуса мешалки в зависимости от веса замеса G кг можно найти по фиг. 203 или по формулам, приведенным ниже.
Длина L = (750 + 0,670) мм.
Ширина В = (830 + 0,37G) мм.
Высота H (448 + 0,385G) мм.
Соотношение между частью объема мешалки, заполненного смесью, и частью пустого объема берется равным 1:1 или 1:1,1. Число валов лопастных мешалок асфальтобетонных смесителей принимается равным двум, поскольку двухвальные мешалки обеспечивают более эффективное перемешивание, чем одновальные. Валы вращаются навстречу один другому.
При проектировании мешалок непрерывного действия следует пользоваться методом расчета, предложенным инж. М.В. Климецом. Этот метод дает возможность, исходя из веса замеса G мешалки (или объемной емкости У), определить основные размеры ее корпуса: длину L, ширину В и высоту H (фиг. 204), а также расстояние а между осями валов и условную рабочую площадь поперечного сечения корпуса F и степень β заполнения мешалки смесью.
Весовая емкость мешалки определится из формулы (134) теоретической производительности асфальтосмесителя и будет равна
Исходя из результатов, полученных при испытаниях мешалки непрерывного действия асфальтосмесителя Д-288, рекомендуется при расчете парам мешалок непрерывного действия принимать следующие значения величин, определяющих ее производительность: t =2/3 мин.; vокр = 1,5/2,2 м/сек; β>1.
Из фиг. 204 видно, что расстояние между осями валов
где R — радиус днища мешалки;
Ф — угол наклона лопастей к горизонту, φ = 40/45°;
m — модуль зубчатых колес привода мешалки;
z — число зубьев зубчатых колес.
Подставляя вместо cos φ его значение, получим
Общая ширина корпуса мешалки
Анализом размеров существующих мешалок установлено, что отношение длины корпуса мешалки к его ширине зависит от числа парных лопастей с на каждом валу и не зависит от емкости мешалки. При этом действует следующая зависимость:
и
Длину корпуса мешалки можно также выразить формулой
где s — шаг лопастей на валу;
s1 — расстояние от оси крайней лопасти до торцовой стенки корпуса мешалки.
Найдя общую длину корпуса мешалки, пользуясь формулой (139), определяют шаг s лопастей. При этом принимают s = 2s1, величину шага всегда принимают округленно, и общая сумма s и s1 подбирается в соответствии с величиной L.
При этом
В мешалках асфальтобетонных смесителей, в которых максимальный размер перемешиваемых частиц равен 35 мм, зазор между соседними лопастями принимают от 27 до 65 мм (чаще всего около 35 мм), а зазор между крайней лопастью и торцовой стенкой корпуса — около 15 мм. Уточнив размеры s и s1, находят по формуле (139) окончательную длину корпуса мешалки.
Высота корпуса мешалки зависит от длины лопастей (или от размера радиуса корпуса мешалки) и от степени заполнения мешалки смесью.
Для мешалок непрерывного действия принимают (см. фиг. 205)
Емкость мешалки в весовых единицах может быть выражена формулой
Объем, занимаемый лопастями и валами мешалки, учитывается коэффициентом β и в формулу не вводится. Это допущение не вносит большой погрешности в расчеты.
При значениях угла наклона лопастей φ = 40/45° величина площади F определяется по формуле
Подставив в формулу (142) найденные выше значения L и F из формул (137), (138) и (143), получим
Емкость мешалки в объемных единицах составит
Порядок определения геометрических размеров мешалки непрерывного действия следующий:
1. По заданной теоретической производительности асфальтобетонного смесителя П m/час определяют необходимую величину G или V [формула (134)1.
2. Задавшись значениями β и с, определяют по формулам (144) или (145) радиус корпуса мешалки R.
3. По формулам (135)—(137) и (139)—(141) находят все размеры корпуса мешалки, выраженные через R.
Этот метод применим также для определения парам мешалок периодического действия. В этом случае необходимо принимать значение коэффициента заполнения равным β = 0,8/1,0, а величину h и H по формулам
Валы мешалок имеют квадратное сечение, обеспечивающее устойчивое положение укрепленных на них лопастей. Размеры стороны квадрата d принимают
Приближенно величина d может быть найдена по эмпирической формуле
где G — вес замеса в кг.
Общее число лопастей (на обоих валах) принимается обычно для мешалок цикличного действия
а для мешалок непрерывного действия
Как показали исследования, большую роль играет число оборотов валов в минуту — n. С увеличением n увеличивается эффективность перемешивания, однако растет также и расход мощности на перемешивание. Увеличение числа оборотов n целесообразно только до определенного предела, после которого дальнейшее их увеличение ведет только к возрастанию мощности без заметного повышения эффективности перемешивания. По данным экспериментальных работ С.A. Koролько, критическое число оборотов nкр = 180/200 в минуту,
Для установления числа оборотов валов мешалок С.А. Королько предложил следующие эмпирические формулы:
- для мешалок с весом замеса 0,4—1,6 ц
- для мешалок с весом замеса 1,6—3,6 ц
Для мешалок любой емкости можно пользоваться приближенной формулой
Во всех формулах значение С в центнерах.
Пример. Для мешалки смесителя Д-325 с весом замеса 600 кг или 6 и имеем по первой формуле
Фактически п = 73 об/мин.
Число оборотов вала в минуту n и расстояние от конца лопасти до ее оси вращения Rmax определяют скорость движения крайних точек лопасти в перемешиваемом материале, влияющую на эффективность перемешивания. Обычно
Площадь S одной лопасти в современных мешалках принимается равной:
- для мешалок цикличного действия
- для мешалок непрерывного действия
Значительное влияние на эффективность перемешивания оказывают угол у, составляемый плоскостью лопасти направлением оси вращения вала, и угол φ между лопастями соседних пар.
Значение γ чаще всего принимается равным 45°. Величина угла φ и расстояние между лопастями по длине вала определяют характер винтовой поверхности и скорость перемещения материала вдоль мешалки, что особенно важно в мешалках непрерывного действия. Чем меньше φ, тем быстрее материал будет проходить через мешалку. Поэтому для смесей, требующих значительного времени на перемешивание, принимают φ = 90°.
Экспериментальных данных о наивыгоднейших расстояниях между лопастями нет, а потому их определяют по конструктивным соображениям (необходимость размещения числа z лопастей на каждом валу).
Ориентировочный вес мешалки в сборе может быть определен по формуле
где G — вес замеса в кг.
Для определения веса мешалки можно также пользоваться графиком, приведенным на фиг. 205.
Приводные зубчатые колеса мешалки устраиваются массивными и имеют увеличенную ширину по торцу. Выполняют их из стали с последующей закалкой зубьев.
Диаметр шестерен и ширину их по торцу можно определить по графику, приведенному на фиг. 206 в зависимости от веса замеса в центнерах.
Число зубьев не зависит от размера мешалки и принимается в пределах 40—50.