Расчет гравитационных смесителей

   Объём  элементарной части  цилиндрического сегмента, м³., находится по формуле 19:

   (19)

где:  а = 0,11м – высота принятой элементарной части цилиндрического сегмента;

   Объём смеси в коротком конусе, м³.:

  (20)

   Координаты центра тяжести смеси в коротком конусе определяются по уравнениям статических моментов объемов элементарных цилиндрических сегментов:

   (21)                    (22)

где:  x_i и y_i - координаты центров тяжести объемов элементарных цилиндрических сегментов, м:

  (23)      (24)

x₁=0,055м           y₁=0,334м

x₂=0,165м           y₂=0,399м

x₃=0,275м           y₃=0,464м

x₄=0,385м           y₄=0,528м

x₅=0,495м           y₅=0,592м

    Координаты центра  тяжести смеси в длинном конусе барабана находится  другим способом. Для этого строится схема сечения барабана смесителя по оси и находятся точки пересечения медиан треугольников (рис. 4); затем определяются расстояния x_2-3 и y_2-3 по масштабу:

x_2-3=1,06м              y_2-3=0,397м

   Объем бетона в длинном конусе барабана можно уподобить объему пирамиды, для которой:

   (25)

   Координаты центра тяжести всего объема бетонной смеси в барабане, м, определяются по формулам 26 и 27:

    (26)

(27)

   Общий вес бетонной смеси в барабане:

   (28)

где:   - удельный вес бетонной смеси.[3]

2.3. Определение усилий  на опорных роликах

   Определение усилия, с которым действует барабан с бетонной смесью на опорные ролики при статическом положении смеси в барабане (рис.5), из условия:                                          (29)

Усилие  на опорных роликах:

    (30)

где: - угол установки роликов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 5. Схема к расчёту сил, действующих на опорные ролики смесителя (R≈R_1-2- радиус бандажа, с-расстояние до точки К опоры бандажа на ролики).

     Далее определяется нагрузка бандажа барабана на поддерживающие ролики в двух положениях барабана: 1) во время перемешивания при наклоне барабана под углом 10... 15° и 2) при разгрузке барабана, наклоненном в сторону длинного конуса под углом 60°. Во втором случае считается, что бетонная смесь размещается только в длинном конусе. 
 

     Рис 6. Схемы к расчёту усилий на поддерживающие ролики смесителя:

     а – при перемешивании смеси; б - при разгрузке смесителя. 

  Сумма  моментов сил относительно точки  К опоры барабана на опорные  ролики 

при перемешивании (рис.5, 6а):

   (31)

тогда нагрузка на каждый поддерживающий ролик  равна:

  (32)

   Сумма моментов при разгрузке  относительно точки К (рис. 5б):

  (33)

Нагрузка  на каждый поддерживающий ролик равна:

   (34)

где:  е^,, е^,, и S^’, S” – соответствующие плечи сил G₁ и G₂;

        с – вертикальная проекция расстояния от оси вращения барабана до опорного ролика.

    Координата опорного бандажа  барабана X₁ принимается посередине его цилиндрической части (рис 10,б):

   (35) [3]

2.4. Определение мощности электродвигателя привода

   Определение   мощности,   необходимой   для   перемешивания бетонной смеси и преодоления трения опорных роликов.

    Момент неуравновешенных сил, создаваемых бетонной смесью при вращении барабана (рис 7) :

   (36)

где  φ=30⁰ – угол естественного откоса бетонной смеси при вращении барабана.

Рис 7. Схема к расчёту мощности смесителя

   Мощность:  

   (37)

где    ω=1,6 рад/с – угловая скорость вращения барабана.

   Сопротивление вращению барабана, обусловленное силами трения:

   (38)

где:   f=0,0008м - коэффициент трения качения бандажа барабана по роликам;

         μ=0,1 - коэффициент трения скольжения в цапфах роликов;

         D – диаметр роликов, м.;

         d – диаметр цапф, м.;

   Тогда мощность:

   (39)

   Суммарная    расчетная    мощность    электродвигателя    привода вращения барабана:    (40) 

3.Характеристика  расчитываемого бетоносмесителя

   Технические характеристики рассчитываемого бетоносмесителя представлены в  виде таблицы 2 

Таблица 2. Результаты расчёта бетоносмесителя. 

 

          
 
 

     

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Литература

     1). Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое  оборудование для

       производства строительных материалов и изделий. М., Высшая школа. 1987.

     2). Королёв К.М. Механизация приготовления  и укладки бетонной смеси.

       М., Стройиздат. 1986.

     3). Методические указания к курсовому  проекту по дисциплине

     

       «Механическое оборудование» . Т., 2003.