Расчет бетоносмесителей принудительного и двухвальных лопастных смесителей

1.

РАСЧЕТ БЕТОНОСМЕСИТЕЛЕЙ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО
И ДВУХВАЛЬНЫХ ЛОПАСТНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ
1. РАСЧЕТ БЕТОНОСМЕСИТЕЛЕЙ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ (РОТОРНЫХ И ТУРБУЛЕНТНЫХ)
ПРИМЕР ЗАДАНИЯ:
№
варианта
30
Вид
смесителя
RЧ ,
мм
VЗ ,
л
Роторный
1800
1100
Время работы
бетоносмесителя, с
t1
t2
t3
t4
15
50
21
15
p,
кПа
λ,
с–1
Vг,
л
75
0,5
915
1. Определение частоты вращения ротора смесителя
– для роторных смесителей
Из задания
– для турбулентных смесителей
где RЧ – радиус чаши смесителя, м.
Вид
смесителя
Роторный
RЧ,
мм
1800

2.

2. Определение диаметра ротора смесителя
где DЧ – диаметр чаши смесителя (DЧ = 2RЧ), м.
3. Определение объемной производительности смесителя
где VЗ – объем смесителя по загрузке, л; zЗ – число замесов в час
t1 – время загрузки, с; t2 – время смешения, с; t3 – время
выгрузки, с; t4 – время возврата смесителя в исходное
положение, с; kВ – коэффициент выхода бетонной смеси, kВ
= 0,65…0,70; kИ – коэффициент использования смесителя
по времени, kИ = 0,85…0,90.
Из задания
RЧ,
мм
VЗ,
л
1800
1100
Время работы
бетоносмесителя, с
t1
t2
t3
t4
15
50
21
15

3.

4. Определение мощности электродвигателя привода ротора смесителя
где p – удельное сопротивление смеси вращению лопастей, Па; S – общая
площадь проекции лопастей на направление вращения, м2
Из задания
p,
кПа
λ,
с–1
Vг,
л
75
0,5
915

4.

2. РАСЧЕТ ДВУХВАЛЬНЫХ ЛОПАСТНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
ПРИМЕР ЗАДАНИЯ
КоэффиУгловая
Наружный Внутренни Средний
Наружный Внутренний
циент
КоэффиЧисло
скорость Ширина
№
радиус
й радиус
угол
радиус
радиус
длины
циент лопастей i вращения кронвари вращения вращения наклона
вращения вращения
лопасти по заполне- для двух лопастного штейна
анта лопастей R, лопастей r, лопастей
кронштейна кронштейна
окружности ния φ
валов
вала ω,
bк, мм
мм
мм
α, град
R1, мм
r1, мм
ψ
рад/с
30
162
80
40
0,055
0,37
23х2
5,9
44
212
92
1. Определение скорости движения материала вдоль оси смесителя
где RСР – средний радиус шнека, м,
R, r – соответственно наружный и внутренний радиус
лопасти, м; α – средний угол наклона винтовой линии
шнека относительно среднего радиуса, градус; ω – угловая
скорость вращения лопастного вала, рад/с.
Из задания
Наружный Внутренни Средний
Угловая
радиус
й радиус
угол
скорость
вращения вращения наклона
вращения
лопастей R, лопастей r, лопастей лопастного
мм
мм
α, град вала ω, рад/с
162
80
40
5,9

5.

2. Определение площади проекции лопастей на радиальную
плоскость
где ψ – коэффициент, зависящий от длины рабочей дуги рабочей
поверхности лопасти по окружности, ψ = 0,04…0,08.
3. Определение производительности двухвального лопастного
смесителя
где φ – коэффициент заполнения корытообразного корпуса смесью,
φ=0,3…0,5; k – коэффициент возврата смеси, учитывающий также
перекрытие пространства лопастями двух валов, k=0,6…0,8.
Из задания
КоэффиНаружный Внутренний
Коэффициент
радиус
радиус
циент
длины
вращения вращения
заполнелопасти по
лопастей R, лопастей r,
ния φ
окружности
мм
мм
ψ
0,37
162
80
0,055
Из расчета

6.

4. Определение усилий, действующих на лопасти
а) осевое усилие, действующее на одну лопасть вала
где q1 – давление смеси на лопасть в осевом направлении, Па
с – коэффициент сопротивления смеси, с=3…9 (меньшее значение
коэффициента имеют более пластичные смеси); ρ – плотность
смеси, кг/м3, ρ=2400 кг/м3 – для бетонных смесей (варианты с 1 по
10), ρ=1500 кг/м3 – для растворных смесей на цементе(варианты с
11 по 20), ρ=1000 кг/м3 – для растворных смесей на гипсовом
вяжущем (варианты с 21 по 30).
б) осевое усилие, действующее на весь лопастной вал
где i1 – число лопастей одного вала.
Из задания
Наруж- Внутрен Коэффиный
ний
циент
Число
Коэффирадиус радиус длины
лопасциент
враще- враще- лопасти
тей i для
заполнения
ния лопо
двух
ния φ
лопастей пастей r, окружнос
валов
R, мм
мм
ти ψ
162
80
0,055
0,37
23х2
Из расчетов
Из задания
№
вари
анта
30

7.

в) окружное усилие на одну лопасть вала
где q2 – давление смеси на лопасть по окружности
вращения лопастей, Па
υ2 – средняя окружная скорость лопасти, м/с
И задания
КоэффиУгловая
Наружный Внутренни Средний
циент
скорость
радиус
й радиус
угол
длины
вращения
вращения вращения наклона
лопасти по
лопастного
лопастей R, лопастей r, лопастей
окружности
вала ω,
мм
мм
α, град
ψ
рад/с
162
80
40
0,055
5,9
S – шаг винтовой линии лопасти, м
Из расчетов

8.

5. Определение мощности электропривода вращения
лопастных валов
где λ – коэффициент запаса мощности, учитывающий
возможность заклинивания лопастного вала, λ =1,1…1,3;
η – КПД передачи привода, η=0,8…0,9; N1 – мощность для
преодоления сопротивления смеси в осевом направлении, Вт
i – общее число лопастей смесителя, т.е. число лопастей двух валов
смесителя;
N2 – мощность для преодоления силы трения смеси о поверхность
лопастей, Вт
где f – коэффициент трения смеси о сталь, f=0,5…0,65;

9.

N3 – мощность для преодоления сопротивления смеси по
поверхности корпуса, Вт
N4 – мощность для преодоления сопротивления смеси
вращению кронштейнов, Вт
bК – ширина кронштейна лопасти, м; R1 – наружный радиус
вращения кронштейна, м, R1= r, м; r1 – внутренний радиус вращения
кронштейна лопасти, м.