Изучение устройства, принципа действия гравитационного смесителя и определение его основных параметров

Лабораторная работа №6.

Изучение устройства, принципа действия

гравитационного смесителя и определение его

 основных параметров

Цели работы: изучить устройство гравитационного смесителя; освоить метод расчета параметров рабочего процесса и производительности смесителя.

Теоретические сведения.

Гравитационный смеситель (см. рис. 1.) обеспечивает перемешивание компонентов в барабане, к внутренним стенкам которого прикреплены лопасти. При вращении барабана смесь поднимается лопастями на некоторую высоту и затем падает вниз. При этом образуются определенные радиальные и вые потоки движения смеси, благодаря чему различные частицы материала равномерно перераспределяются по объему замеса. Однородность смеси обеспечивается при 30...40 циклах подъема и сброса.

Главным параметром гравитационных смесителей циклического действия является объем готового замеса Vз (л), который для машин, выпускаемых промышленностью, представляет собой размерный ряд: 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 2000, 2600, 3000 л. При этом между объемом готового замеса Vз и объемом сухих компонентов на один замес Vзаг существует зависимость где Квс - коэффициент выхода смеси. Для бетонных смесей Квс = 0,65 - 0,70 и I растворов К,с = 0,85 - 0,95. Геометрический объем смесительного барабана V1 в 2 - 3 раза больше Узаг. Это соотношение существенно влияет на качество смешивания.

Рис. 1. Гравитационный смеситель циклического действия

Порядок выполнения работы

Оборудование и инструменты: лабораторный гравитационный смеситель; миллиметровая линейка, секундомер.

1. Выполнить схемы гравитационных смесителей циклического и непрерывного действия (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Схема расчета мощности привода гравитационного смесителя

Рис. 3. Кинематическая схема гравитационного смесителя

       1 – гидроцилиндр 2 – барабан 3 – траверса 4- редуктор 5 - клапан

6 – гидромотор 7 - электродвигатель 8 – бак для масла

9 – фильтр 10 - гидрораспределитель

2. Определить натурные параметры:

• диаметр Dб (м) цилиндрической части барабана; конической Dк (м);

• длину Lц (м) цилиндрической части барабана, конической Lк (м).

Исходные данные:

;            

;                   

;                   

;                                

3. Определить   параметры   и   производительность   гравитационного бетоносмесителя циклического действия:

Определю частоту вращения барабана n (1/мин);

4.Определить мощность двигателя для привода.

Мощность (кВт) двигателя для привода барабана гравитационного смесителя расходуется на подъем смешиваемого материала и преодоление сил сопротивлений, возникающих при вращении барабана (силы сопротивления трению от качения бандажей по опорным роликам, силы сопротивления трению в подшипниках роликов, силы сопротивления в трансмиссии).

Угол  (рис.2) связан с углом наклона к горизонту поверхности материала в барабане. Считают, что угол  равен углу естественного откоса материала:  = 40 – 45^о .  Сила сопротивления w₁ , Н, создаваемая смещением материала и приведенная  к ободу бандажа.

Где  G , G – силы тяжести материала в цилиндрической и конической частях барабана соответственно, Н; b , b  - плечи сил тяжести материала в цилиндрической и конической частях барабана соответственно, м; δ – толщина бандажа, м.

где  F  - площадь сечения смеси в цилиндрической части барабана, м; – плотность сухой смеси, кг/м³, = 1400 – 1500 кг/м³ ,  - длина цилиндрической части барабана, м.

Площадь F_ц, м², определяется как площадь кругового сегмента:

где β – угол (рис. 5), равный 130 – 140^о.   

         Сила тяжести G, Н, в конических частях барабана

Плечо b, м, силы тяжести материала в цилиндрической части барабана.

где y – расстояние от оси барабана до центра масс материала в цилиндрической части барабана.

       Плечо b, м, силы тяжести материала в конических частях барабана.

где y – расстояние от оси барабана до центра масс материала в конической части барабана, м.

Силы сопротивления , Н, трению от качения бандажа по роликам и сила сопротивления трению в подшипниках роликов, приведенные к ободу бандажа:

где G - вес смесительного барабана, Н; G- сила тяжести смеси, равная V g, Н; К - коэффициент трения в оси барабана, равен 0,002 – 0,005 м. μ₁- коэффициент трения скольжения в подшипниках роликов, равен 0,07 – 0,10.

d – диаметр оси барабана, d - диаметр ролика, м; α -  угол установки роликов, равен 25 – 30.

 Н

 Н

Мощность N, кВт, привода смесительного барабана

где Т – КПД трансмиссии барабана, равный 0,8 – 0,9.

5. Определить частоту вращения n, мин^-1, вала двигателя

    

       6. Определить техническую и сменную производительность смесительных машин циклического действия.

где V – в литрах; N – число замесов, выдаваемых смесителем в течение одного часа.

Число замесов определяется из соотношения:

где t₁ – время на загрузку смесителя, равно 15 –20 с; t₂ – продолжительность смешивания, равна 50 – 150 с; t₃ – время на выгрузку готовой смеси и возврат барабана в исходное положение, равно 12 – 50 с.

        Сменная производительность определяется по формуле где Т – продолжительность смены, ч, равна 8,2 ч; К – коэффициент использования смесителя по времени в течение смены, равен 0,8 – 0,9.

Технические характеристики циклических гравитационных смесителей приведены в табл. 1.

Табл. 1. Технические характеристики гравитационных смесителей

Параметр	Индекс машины
	СБ-101	СБ-116	СВ-30	СБ-16	СБ-91	СБ-153	СБ-162
Вместимость по загрузке, л	100	100	250	550	750	1500	4000
Объём готового замеса, л	65	65	165	330	500	1000	3000
Число циклов за 1ч	30	30	30	32	36	28	30
Частота вращения барабана,1/мин	27	27	20	18	18	17,6	13
Мощность электродвигателя, кВт	0,75	0,15	1.1	4	4	15	30
Угол наклона барабана: при загрузке при выгрузке при смешивании	12 40 12	12 40 12	45 10 50	13 60 13	13 60 13	15 55 15	15 55 15

Выбираю гравитационный смеситель СБ-16.

Результаты расчетов представлю в форме таблицы:

Параметры	Значения параметров
V готового замеса,	0.33
D барабана, м	1.106
диаметр ролика, м	0.14
диаметр оси барабана, м	0.035
n, частота вращения, мин	19.02
сила тяжести барабана, Н	6867
, сила тяжести смеси, Н	7004.34
сила сопротивление смещению мат-ла, Н	2840.35
сила сопротивления трению, Н	1154.24
техническая производительность,	7.92
сменная производительность,	51.96

Построю график зависимости N = F ():             

Также расчет производительности смесителя непрерывного действия