Гравитационный бетоносмеситель

• Для смесителей цикличного и непрерывного действия с периферийным приводом.

 

     N₂ = (G_см + G_б)/cosβ * (D_б + d_р)/d_р * (μ₁ + μ₂ d₀/2)*ω_ном  

где ω_ном – номинальная угловая скоость вращения барабана, с-¹;

     μ₁ – коэффициент трения качения, приведенный к валу или оси подшипника опорного устройства; μ₁ = 0,01…0,015; μ₂ – коэффициент (плечо) трения качения бандажа по опорным роликам; μ₂ = 0,0008…0,001 м; d₀ – диаметр оси опорного ролика, м; D_б – диаметр опорного бандажа, м; d_р – диаметр опорного ролика, м; β – угол установки опорных роликов, град. 

     N₂ = ((80932,5 + 110192,89)/0,809)*((2,1086 + 0,4207)/0,4207)*

     *(0,001 + ((0,015*0,1052)/2))*1,809 = 4596,7 Вт 

     Полная  потребляемая мощность, Вт 

     N_пол = N₁ + N₂

     N_пол = 65779,07 + 4596,7 = 70375,77 Вт 
 
 

     4. Кинематический расчет  привода. 

     4.1. определение общего  КПД привода 

     Общий КПД привода смесителя  будет зависеть от выбранной (или приведенной в задании) кинематической схемы смесителя и особенностей его привода: того или иного типа редуктора, наличия открытой зубчатой или клиноременной передачи, наличия зубчатого синхронизатора и соединительных муфт 

     η_пр = η_ред * η_пер * η_м^х  

     где η_ред – к.п.д. редуктора; η_пер – к.п.д. открытой передачи; η_м – к.п.д. муфты; х – число муфт 

     η_пр = 0,97*0,95*0,99 = 0,912285 

     4.2. выбор электродвигателя 

     Для смесителей непрерывного действия с  гравитационным перемешиванием и периферийным приводом рекомендуется использовать асинхронные электродвигатели переменного  тока (4А, АО и т.д.) с синхронной частотой вращения n_с = 1000…1500 мин^-1

     Требуемая мощность на валу электродвигателя, кВт: 

     N_тр = N_пол / 10³ *η_пр

     N_тр = 70375,77/912,285 = 73,1423 кВт 

     Где N_пол – полная потребляемая мощность, Вт; 

     Условие выбора электродвигателя

     N_ДВ ≥ N_тр 

     Техническая характеристика электродвигателя. 

     Марка 4А280S6УЗ

     Мощность (N_ДВ кВт) = 75 кВт (101,97 л.с.)

     Частота вращения (n_ДВ, мин^-1) = 985 мин^-1 
 
 
 
 
 

       
 
 

 
 
 

     4.3. выбор передаточного механизма (редуктора) 

     Выбор типа передаточного механизма и  его исполнение обусловлен кинематической схемой проектируемого смесителя.

     Общее передаточное отношение привода 

     U_пр = n_ДВ / n_ном

     U_пр =985/17,28 = 57,00 

     где n_ДВ и n_ном соответственно, частоты вращения вала двигателя и рабочего органа (вала или барабана), мин^-1

     для смесителей с отдельно установленным  электродвигателем расчетное передаточное число редуктора: 

     U_расч. = U_пр / U_пер

     Где U_пер – передаточное отношение открытой передачи (при её наличии): для зубчатых венцовых гравитационных бетоносмесителей с периферийным приводом U_пер = 7…8 

     U_расч = 57/8 = 7,12 

     Условие выбора редуктора: 

     U_ред ≈ U_расч

     N_подв ≥ N_дв 

     Где U_ред – фактическое передаточное число редуктора; N_подв – подводимая мощность к редуктору (при соответствующей синхронной частоте вращения вала и режиме работы редуктора), кВт. 

       Техническая характеристика  редуктора. 

     Марка Ц2У – 315

     Режим работы непрерывный 

 
 
 

       

ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВАЛОВ РЕДУКТОРОВ 1Ц2У, 1Ц2Н

      

 

ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ ТИХОХОДНОГО ВАЛА В ВИДЕ ЗУБЧАТОЙ ПОЛУМУФТЫ

 
 
 

     Передаточное  число (U_ред) – 8,0

     N_подв  кВт подводимая мощность 75 кВт

     Максимальная  частота вращения nδ мин^-1 для u = 8,0 – 1500

     На  быстроходном валу Рδ для передаточного числа u = 8,0 – 400

     Коэффициент полезного действия n = 0,97

     Габаритные  размеры 1030*720*685

     Масса 520 кг 
 

     4.4. Выбор соединительной муфты 

     Для соединения валов между собой  используются втулочно-пальцевые (МУВП), зубчатые(МЗ) и другие аналогичные муфты.

     Выбор муфт осуществляется по расчетному вращающему моменту (М_расч), передаваемому муфтой, с учетом диаметров соединительных валов 

     М_{расч i} = к₃ * М_i 

     где к₃ – коэффициент запаса, к₃ = 1,2…1,3; М_i вращающий момент на соединяемых валах, кН*м 

     М_i = N_дв * n_i / ω_i  

     Где ω_i – угловая скорость вращения соединительных валов, с^-1; n_i – общий КПД деталей и узлов, расположенных между двигателем и устанавливаемой муфтой 

     ω = π*n/30 = 3,14*985/30 = 103,0967 рад/сек

     М_i = 75*1/103,0967 = 0,7274 кН*м

     М_{расч i} = 1,3*0,7274 = 0,9457 кН*м

     Условие выбора муфт

     М_{н i} ≥ М_{расч i}

     d расточки = (d_i ; d_у) 

     где М_{н i} – номинальный передаваемый вращающий момент выбираемой муфты, кН*м; d_i и d_у – диаметр соединительных валов, мм; d расточки – интервал диаметров расточки под вал у выбираемого типоразмера муфты, мм.

     Принимаем втулочно-пальцевую муфту (МУВП). 
 

     Техническая характеристика муфты 

     Марка МУВП

     Количество 1 

     

     1 - полумуфта; 2 - палец; 3 - втулка распорная; 4 - втулка  упругая. 
 
 
 

     5. Расчет деталей  и узлов. 

     Производится  по следующей схеме.

     Составление расчетной схемы, нагружение с указанием необходимых конструктивных размеров и действующих нагрузок;

     Определение действующих нагрузок с построением  требуемых по расчету эпюр и диаграмм;

     Проверочный расчет. 

     5.1. расчет бандажей и опорных  роликов бетоносмесителей с гравитационным перемешиванием и периферийным приводом. 

     Проверочный расчет бандажей и опорных роликов  производится по контактным напряжениям (Па) из условия: 

     σ_н = 0,418 √F_k E /b_i p ≤ [σ_н] 

     где [σ_н] – допускаемое контактное напряжение, Па; для стали - [σ_н] = 800*10⁶Па; F_k усилие по линии контакта бандажа барабана и опорного ролика, Н; E – модуль упругости; Па; для стали - E = 2*10¹¹Па; b_i ширина бандажа барабана (опорного ролика), м; принимается меньшее из двух значений; р – приведенный радиус кривизны, м усилие по линии контакта бандажа барабана и опорного ролика Н 

 

     6. Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании 

     Рассматриваемое смесительное оборудование отличается большими габаритными размерами  и тяжелыми условиями работы.

     При его проектировании и монтаже  следует особое внимание обратить на выполнение рабочих постов ремонтных  площадок трапов, чтобы полностью  исключалась возможность падения  персонала с высоты и в движущиеся шламовые бассейны и контакта с движущимися  частями машин.

     Особое  внимание необходимо уделять состоянию  электрических цепей и аппаратуры, так как они работают во влажной  среде. Рабочие посты должны быть установлены на электроизоляторах.

     Состояние электрооборудования и линий  заземления должно проверяться перед  началом каждой смены.