Бетоносмесители гравитационно-принудительного принципа действия

Фоменко Д.С., д.т.н. Емельянова И.А. Харьковский национальный университет строительства и архитектуры.

Бетоносмеситель гравитационно-принудительного действия для приготовления бетонных смесей различного назначения.
Сотрудниками кафедры МСП (Механизация строительных процессов) был создан гибридный бетоносмеситель, объединяющий в себе одновременно принципы работы принудительных и гравитационных бетоносмесителей и собравшего преимущества обоих способов перемешивания.

Бетоносмеситель гравитационно-принудительного действия конструктивно состоит из подвижного стального корпуса цилиндрической формы и вращающегося вала внутри. На внутренней поверхности корпуса закреплены пластинчатые лопатки, установленные последовательными рядами с заданным шагом вдоль всей внутренней окружности. В центре вращения корпуса размещен приводной горизонтальный вал с держателями лопаток, которые закреплены на нём последовательны смещением по винтовой линии. Корпус бетоносмесителя и внутренний лопастной вал совершают вращение в противоположных направлениях.

Рис.1 - Схема смесителя гравитационно-принудительного действия.

1, 3 - электродвигатель; 2, 4 - клиноременная передача; 5, 6 - червячный редуктор; 7, 8 - втулочно-пальцевая муфта; 9 - роликоопоры; 10 - подшипниковые узлы; 11 - пружина-держатель звездочки; 12 - звездочка; 13 - цепь; 14 - корпус; 15 - крышка; 16 - лопатки корпуса; 17 - вал; 18 - лопатки вала; 19 - рама бетоносмесителя.

Цилиндрический корпус бетоносмесителя 14 через подшипниковые узлы 10, горизонтальный вал 17 и роликоопоры 9 опирается на раму 19. К внутренней поверхности корпуса 14 прикреплены лопатки 16. В центре корпуса смесителя расположен горизонтальный вращающийся вал 17 с лопатками 18.

Крутящий момент от электродвигателя 1 с помощью клиноременной передачи 2 передаётся к редуктору 5. Далее, от вала редуктора 5 через муфту 7, начинает совершать вращение горизонтальный вал 17 с закрепленными на нем лопатками 18.
От электродвигателя 3 через клиноременную передачу 4 передается крутящий момент к редуктору 6. Далее крутящий момент от вала редуктора 6 через муфту 8 приводит во вращение корпус бетоносмесителя 14 с помощью цепной передачи, которая состоит из звездочки 12, пружины-держателя звездочки 11 и цепи 13, закрепленной на внешней поверхности корпуса 14.
К корпусу бетоносмесителя 14 крепится крышка 15 - она предназначена для закрытия загрузочно-разгрузочного отверстия механизма и используется, соответственно, для загрузки исходных компонентов и выгрузки готовой бетонной смеси.

В рабочее пространство корпуса смесителя с прикрепленными к нему лопатками и вращающимся в это время горизонтальным лопастным валом загружаются исходные компоненты строительной смеси. Когда лопатки корпуса смесителя при его вращении поднимаются в верхнюю часть рабочего пространства машины частицы смеси сходят с их поверхности, попадая на лопатки вращающегося вала, установленные навстречу лопаткам корпуса. С лопаток вала частицы смеси снова падают на лопатки вращающегося корпуса машины, и процесс их движения повторяется. Такое движение частиц смеси в рабочем пространстве смесителя между левой и правой торцевыми стенками обеспечивает каскадный режим работы машины.

Бетоносмесители гравитационно-принудительного действия могут работать как самостоятельные агрегаты, так и в составе технологических комплектов оборудования производства бетона или строительного раствора различной производительности и назначения.

Рис. 2 - Бетоносмеситель гравитационно-принудительного действия, работающий в каскадном режиме.

Техническая производительность смесителя бетона гравитационно-принудительного действия, с учетом конструктивных особенностей машины, при коэффициенте заполнения объема смесителя Кзо = 0,5, имеет вид:

, м³/ч, (1)

где V_общ- общий объем смеси в смесителе, м³;
- количество циклов работы машины в час;
t_ц - продолжительность одного цикла, которая состоит из суммы продолжительности загрузки компонентов t₁, их перемешивания t₂ и разгрузки готовой смеси t₃ (t_ц = t₁ + t₂ + t₃), с;
R_к - радиус корпуса смесителя, м; L_к - длина корпуса смесителя, м; k - коэффициент, учитывающий положение смеси в корпусе (при К_зо = 0,5; k = 1); r_в - радиус вала, м; r_н, l_н, z_н - радиус, длина, количество ножек лопаток вала, м; b₁, h₁, с₁ - длина, высота и толщина лопаток корпуса смесителя, м; b₂, h₂₂ - длина, высота и толщина лопаток вала смесителя, м.

При увеличении коэффициента заполнения корпуса машины смесью (К_зо = 0,6...0,7) коэффициент k, учитывающий положение смеси в корпусе, будет равен k = 1,2...1,4, а при уменьшении коэффициента заполнения объема смесью машины (К_зо = 0,4…0,45) - k = 0,8…0,9.