Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Основы теории барабанных мешалок

Ниже рассматриваются следующие элементы, характеризующие теорию работы барабанных мешалок:
1) определение мощности двигателя для вращения барабана;
2) производительность барабанной мешалки.
Мощность двигателя

Мощность двигателя барабанной мешалки расходуется:
1) на вращение барабана, т. е. на преодоление возникающих при вращении сил трения;
2) на подъем перемешиваемого материала, находящегося внутри барабана.
Основы теории барабанных мешалок

Введем следующие обозначения (фиг. 171, а):
G1 — собственный вес барабана, равный весу обечайки, лопастей, двух бандажей и зубчатого венца, в кг;
G2 — вес материала, находящегося внутри барабана;
d1 — диаметр опорного ролика в см;
d2 — диаметр цапфы ролика в см;
R — радиус барабана;
α — угол наклона к вертикали радиуса, проходящего через центр опорного ролика.
Собственный вес барабана равен
G1 = Gоб + Gб + Gв кг,

где Gоб — вес обечайки с укрепленными внутри нее лопастями;
Gб — вес двух бандажей;
Gв — вес зубчатого венца.
Значения этих величин для предварительных расчетов могут быть определены по формулам
Основы теории барабанных мешалок

где D, D' и D'' — соответственно средние диаметры обечайки, бандажей и венца в м;
δ — толщина стенки в м;
L — длина барабана в м;
lл — общая длина лопастей в м;
а и h — ширина и высота бандажей в м;
а1 и h1 — ширина и высота венца в м;
γ — удельный вес материала обечайки, бандажа и венца в кг/м3;
g — вес 1 пог. м лопасти в кг.
Для окончательных расчетов веса должны быть приняты согласно спецификации.
Вес материала, находящегося внутри барабана, может быть подсчитан по формуле
Основы теории барабанных мешалок

где β — коэффициент заполнения смесительного барабана в процессе работы, β = 0,25/0,30. При подсчете мощности двигателя принимаем β = 0,3.
γ — объемный вес материала в кг/м3.
Сила давления G1 + G2 приходится на два бандажа и на каждый бандаж составит
Основы теории барабанных мешалок

Вертикальная сила, приходящаяся на один ролик, равна
Основы теории барабанных мешалок

Горизонтальное усилие, действующее на один ролик,
Основы теории барабанных мешалок

Сила давления на один ролик, нормальная к его поверхности,
Основы теории барабанных мешалок

При вращении барабана возникают следующие сопротивления:
W1 — сопротивление трения от качения бандажа по ролику, приложенное в точке касания, равное для четырех роликов
Основы теории барабанных мешалок

где r1 = d1/2 см;
k — коэффициент трения качения, для стали k = 0,002 — 0,005;
P — сила нормального давления на ролик, найденная выше.
W2 — сопротивление трения скольжения (фиг. 171, г), возникающее в опорных подшипниках осей роликов, отнесенное к ободу ролика,
Основы теории барабанных мешалок

здесь F — сила трения в подшипниках роликов, равная Pf в кг;
f — коэффициент трения скольжения. Для подшипников скольжения со смазкой f=0,1.
W3 — сопротивление, возникающее при подъеме материала в барабане. Полагаем, что благодаря наличию внутри барабана лопастей подъем производится последними без трения.
Из фиг. 171, 6 имеем
Основы теории барабанных мешалок

где b — плечо силы веса материала; момент этой силы, равный G2b, будет препятствовать вращению барабана, стремясь повернуть его по часовой стрелке.
Для определения величины b рассмотрим фиг. 171, в. При повороте барабана на угол β находящийся внутри него материал, показанный на чертеже заштрихованным сегментом, займет другое положение (аналогично показанному на фиг. 171, б), и центр тяжести С сегмента переместится в положение C1, поднявшись на высоту CC2.
Из треугольника C2OC1 получим
Основы теории барабанных мешалок

где OC1 = ОС = хс — расстояние от центра окружности до центра тяжести сегмента
Основы теории барабанных мешалок

так как a = 2R sin β, a F = R/2 (2β — sin 2β), где β — угол в радианах, то
Основы теории барабанных мешалок

Для нашего случая (β = 45°) имеем
Основы теории барабанных мешалок

Общая мощность двигателя может быть найдена по формуле
Основы теории барабанных мешалок

где v — окружная скорость барабана, равная пDn/60 м/сек, при n = 10 об/мин v = 0,57 м/сек;
η — к. п. д. трансмиссии.
Сопротивления W1 и W2 обычно незначительны, и при предварительных расчетах мощность двигателя можно определить исходя из сопротивления W3 с введением коэффициента 1,05—1,10.
Для определения мощности N3, расходуемой на подъем материала, можно пользоваться формулой, выведенной В.М. Кушулем путем интегрирования уравнения элементарной работы, затрачиваемой на поднятие лопастями бесконечно малой массы бетонной смеси на высоту у,
Основы теории барабанных мешалок

где γ — объемный вес материала в т/м3)
l — длина лопасти в м;
n — число об/мин барабана;
m — число лопастей в барабане;
r — радиус барабана в м.
Суммарная мощность N при этом будет
Основы теории барабанных мешалок

Производительность

Теоретическая производительность мешалки цикличного действия может быть определена по формуле
Основы теории барабанных мешалок

где n — число замесов в час;
G — вес одного замеса в m.
Число замесов в час может быть найдено из выражения
Основы теории барабанных мешалок

где 60 — число минут в часе;
tз, tпер, tв — соответственно продолжительность загрузки материалов, перемешивания и выгрузки готовой смеси в минутах.
Продолжительность загрузки и выгрузки зависит от конструкции машины, в состав которой входит мешалка, а время перемешивания определяется, видом приготовляемой смеси.
Для расчетов бетономешалок могут быть приняты следующие значения суммарного времени, расходуемого на замес, включая загрузку, выгрузку и перемешивание для различных их типов.
Основы теории барабанных мешалок

Время, необходимое на один замес, определяется как емкостью барабана, так и его конструкцией. Так, барабан бетономешалки емкостью 2400 л относится к наклоняющемуся типу, поэтому время на замес несколько уменьшается за счет ускорения выгрузки.
Длительность отдельных операций при перемешивании в смесительном барабане асфальтобетонного смесителя Г-1 следующая
в минутах:
Основы теории барабанных мешалок

Нижний предел относится к крупнозернистым и среднезернистым, а верхний к мелкозернистым смесям.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: