Расчет роторного бетоносмесителя

 

Абсолютный объем песка  Ап, л, определяем по формуле:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

18

Ап = (Асм*r)/100

где r - найденное по табл.  процентное содержание песка (41%),

Ап = (710*41)/100 = 290 л

Абсолютный объем щебня  Ащ, л, находят как разность между абсолютными объемами смеси заполнителей и песка:

Ащ = Асм - Ап

Ащ = 710 - 290 = 420 л

Зная плотность песка  Yп и объемную массу щебня Уоб.щ, определяют расходы песка П и щебня Щ, кг, на 1 м3 бетона:

П = АпYп

П = 290*2,63 = 763 кг

Щ = АщYоб.щ

Щ = 420*2,6 = 1092 кг

 

Расход материалов на 1 м3 бетона: Ц = 325кг; В = 185 л; П = 763кг; Щ = 1092 кг.

Объемная масса бетонной смеси: Yоб.б.см = 325 + 185 + 763 + 1092 = 2365 кг/м3.

Состав бетонной смеси  может быть выражен весовым соотношением цемент : песок : щебень: (325/325) : (763/325) : (1092/325) = 1 : 2,3 : 3,4

Для приготовления  пробных замесов количество цемента, песка, щебня и воды уменьшают  в соответствии с принятым объемом  пробного замеса. Затем делают пробные  замесы и путем корректирования  устанавливают окончательный расход воды на 1 м3 бетона, обеспечивающий заданную подвижность смеси. В том случае, когда заданное количество воды не обеспечивает требуемой подвижности бетонной смеси, в приготовленную смесь добавляют воду порциями по 2-3% от заданного количества. Для сохранения принятого В/Ц добавляют также соответствующее количество цемента. Если смесь получилась с избыточной подвижностью по сравнению с Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

19

требуемой, в замес добавляют  песок и щебень, сохраняя между  ними принятое по расчету соотношение. Песок и щебень также добавляют  порциями, по 3-5% от их веса. После корректировки  пробного замеса окончательно устанавливают  состав бетона.

 

Определение подвижности  бетонной смеси

От конструктивных особенностей изделий зависит в значительной мере выбор метода их формования, а  это, в свою очередь, предъявляет  соответствующие требования к консистенции бетонной смеси в отношении ее подвижности и удобоукладываемости.

Бетонные смеси бывают подвижными и жесткими. Подвижные  смеси при укладке легко заполняют  форму и уплотняются в ней  под действием собственной силы тяжести. Жесткие смеси для указанных  выше операций требуют приложения подчас значительных внешних сил. Независимо от того, к какой из этих групп относится бетонная смесь, каждая из них в производственных условиях характеризуется определенной степенью подвижности. Подвижность бетонной смеси определяется по величине осадки стандартного конуса, отформованного из данной смеси .

Для определения осадки конуса потребуются средняя проба бетонной смеси, деревянная или металлическая площадка, форма конуса, стержень для стыкования смеси, стальная линейка длиной не менее 70 см, стальная линейка с делениями длиной 20-50 см, кельма.

Ход работы: На деревянную, обшитую листовой сталью площадку толщиной ~25 мм, размером 70x70 см устанавливают металлическую форму в виде усеченного прямого конуса высотой 30 см, диаметром нижнего основания 20 см и верхнего 10 см. Внутреннюю поверхность формы и площадку, на которой она установлена, увлажняют водой. Затем, прижав форму к площадке (наступив на педали), в нее в три приема равными частями помещают бетонную смесь. Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

20

Каждую порцию бетонной смеси  в форме уплотняют 25-кратным штыкованием стальным гладким стержнем диаметром 16 мм, длиной 650 мм. Стержень при каждом штыковании должен проникать через всю толщу бетонной смеси.

После уплотнения излишек  бетонной смеси срезают вровень  с верхними краями формы, заглаживая кельмой поверхность смеси. Затем  форму медленно поднимают строго вертикально и ставят рядом с  конусом, отформованным из смеси. На форму конуса по его диаметру кладут на ребро стальную линейку длиной 70 см так, чтобы свободный конец  линейки проходил через центр  конуса, изготовленного из бетонной смеси. Расстояние между поверхностью бетонной смеси и ребром линейки измеряют другой линейкой с делениями с точностью до 0,5 см. Результат промера характеризует величину осадки конуса. Как правило, определение для одной и той же смеси повторяют дважды. Результат двух параллельных измерений не должен отличаться больше чем на 2 см.

Выбор подвижности бетонной смеси зависит от вида конструкции. Например, для бетонных набивных свай O.K. ~4-5 см, для густоармированных плит перекрытий и монолитных фундаментных столбов O.K. = 6-8 см и т.д. В каждом случае учитываются конструктивные особенности элементов, густота армирования, воспринимающие элементом нагрузки, марка бетона и используемые фракции (размеры крупного заполнителя - щебня, гравия).

 

Расчет расхода  материалов на один замес бетономешалки

 

В зависимости от объема бетонных работ на строительных объектах используются в основном бетоносмесители гравитационного типа емкостью от 60 до 3000 л. Для расчета расхода материалов на один замес примем бетономешалку с емкостью смесительного барабана (Vб) 1200 л. Производственный расход материалов на 1 м3 бетона следующий:

 

Цпр - 312 кг, Впр - 153 л, Ппр - 612 кг, Щ - 1296 кг.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

21

Объемный вес влажных  песка и щебня принят 1,6 и 1,495 кг/л  соответственно, объемный вес цемента 1,3 кг/л, щебень применяется двух фракций: 40% щебня крупностью 10-20 мм и 60% щебня  крупностью 20-40 мм. Вычислим расход материалов на один замес. Для этого определим коэффициент выхода бетонной смеси:

 

β = 1000/(Vц+Vп+Vщ) = 1000/((Цпр/Vоб.ц)+(Ппр/Vоб.п)+(Щпр/Vоб.щ))

β = 1000/((312/1,3)+(612/1,6)+(1296/1,495)) = 0,672

 

Расходы материалов на один замес бетономешалки:

 

цемента Ц = (Vб*β/1000)*Цпр

Ц = (1200*0,672/1000)*312 = 0,806*312 = 252 кг

воды В = (Vб*β/1000)*Впр

В = 0,806*153 = 123,4 л

песка П = (Vб*β/1000)*Ппр

П = 0,806*612 = 493 кг

щебня Щ = (Vб*β/1000)*Щпр

Щ = 0,806*1296 = 1044 кг, в том числе:

Щ10-20 = 1044*40/100 = 436 кг

Щ20-40 = 1044*60/100 = 626 кг

 

Расчет на статическую  прочность

Размеры: l1 = 60 мм; d1 = 70 мм; l2 = 10 мм; d2 = d3 = d4 = 65 мм; l3 = 80 мм; l4 = 160 мм; l5 = 80 мм; d5 = 68 мм; l6 = 70 мм; d6 = 65 мм;

Нагрузки:

Окружная сила Ft = 5000 Н;

Радиальная сила Fr = 4500 Н;

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

22

Осевая сила Fa = 3000 Н;

Передаваемый момент Т = 25 Н∙м;

Свойства материала:

σт = 540 МПа;

τт = 290 МПа;

Теоретическая часть:

Расчет на статическую  прочность. Проверку статической прочтности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании предохранительного устройства). [1, стр. 165]

Величина нагрузки зависит  от конструкции передачи (привода). Так при наличии предохранительной  муфты величину перегрузки определяет момент, при котором эта муфта срабатывает. При отсутствии предохранительной предохранительной муфты возможную перегрузку условно принимают равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя. [1, стр. 165]

В расчете используют коэффициент  перегрузки Kп = Tmax/T, где Tmax - максимальный кратковременный действующий вращающий момент (момент перегрузки); T - номинальный (расчетный) вращающий момент. [1, стр. 165]

Коэффициент перегрузки выбирается по справочной таблице 24.9 [1]. Для выбранного двигателя:

Kп = 2.4 .

В расчете определяют нормальные σ и касательные τ напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:

σ = 103Mmax/W + Fmax/A; τ = 103Mкmax/Wк,

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

23

где  Mкmax = Tmax = KпT - крутящий момент, Н∙м; Fmax = KпF - осевая сила, Н; W и Wк - моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм3; A - площадь поперечного сечения, мм2. [1, стр. 166]

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным  напряжениям (пределы текучести  σт и τт материала см. табл. 10.2[1]) [1, стр. 166]:

Sтσ = σт/σ; Sтτ = τт/τ.

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести  при совместном действии нормальных и касательных напряжений [1, стр. 166]

Статическую прочность считают  обеспеченной, если Sт ≥ [Sт], где [Sт] = 1,3...2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести (назначают в зависимости от ответсвенности конструкции и последствий разружения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля). [1, стр. 166]

Моменты сопротивления W при  изгибе, Wк при кручении и площадь A вычисляют по нетто-сечению для вала с одним шпоночным пазом [1, стр. 166]:

W = πd3/32 - bh(2d-h)2/(16d);

Wк = πd3/16 - bh(2d-h)2/(16d);

A = πd2/4 - bh/2.

При расчетах принимают, что  насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины. [1, стр. 164]

 

Длины участков для расчетных  схем вала:

L1 = 80 мм; L2 = 240 мм; L3 = 75 мм.

Расчетная схема вала для  построения эпюры Mx:

 Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

24

 

Эпюра Mx:

 

 

 

 

 

 

Расчетная схема вала для  построения эпюры My:

 

Эпюра My:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

25

 

Расчетная схема вала для  построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

 

Расчетная схема вала для  построения эпюры Mкр:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

26

 

Эпюра Mкр:

 

 

Очевидно, что опасным  является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

Mx = 2700 Н∙мм;

My = 3000 Н∙мм;

F = 3000 Н;

Mк = 25 Н∙м;

Mmax = 9660.9 Н∙мм;

Fmax = 2.4 ∙ 3000 = 7200 Н;

Mкmax = 2.4 ∙ 25 = 60 Н∙м.

Расчетный диаметр в сечении  вала-шестерни: d = 65 мм.

W = 2691.25 мм;

Wк = 5392.49 мм;

 

A = 3318.31 мм.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

27

σ = 38.1 МПа;

τ = 1.11 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

STσ = 14.17;

STτ = 261.26;

Общий коэффициент запаса:

ST =14.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание способа  закрепления машины на фундаменте

 

Смесители на фундаментах  закрепляются при помощи анкерных болтов, при значительном разнообразии конструкций  всех их можно разделить на 3 группы:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

28

1. Болты заделывающиеся в тело фундамента наглухо.

2. Болты устанавливаются  с изолирующими трубками(съёмные)

3. Болты устанавливаются  в готовые фундаменты в просверленные  скважины.

Болты I-ой группы обычно снабжаются снизу крюками или, в остальных случаях находят применение болты снабжённые анкерными плитами.

При установке небольших  машин допускается устанавливаются болты при бетонировании фундамента(рис.а) . В более ответственных они устанавливаются в специальные шахты (рис.б) с последующей заливкой раствором.

Типичные конструкции  болтов II-ой группы показаны на рис в,г,д.