Глава 6 машины для производства бетонных работ

6.1. Машины для приготовления бетонных и растворных смесей

Бетонные и растворные смеси приготовляют путем механическо­го перемешивания их компонентов в смесительных машинах — бе- тоно- и растворосмесителях. Качество смеси определяется точно­стью дозировки компонентов и равномерностью их распределения между собой по всему объему смеси. Для равномерного распределе­ния компонентов смеси между собой в общем объеме замеса части­цам материала сообщаются траектории движения с наибольшей возможностью их пересечения. Смешивание компонентов в одно­родную смесь является достаточно сложным технологическим про­цессом, который зависит от состава смеси, ее физико-механических свойств, времени смешивания и конструкции смешивающего уст­ройства.

Технологический процесс приготовления смесей включает по­следовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную ма­шину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси.

Смесители классифицируют по трем основным признакам: ха­рактеру работы, принципу смешивания, способу установки.

По характеру работы различают смесительные машины периодического (циклического) и непрерывного действия. В смеси­телях цикличного действия (рис. 6.1, а...г) перемешивание компонен­тов и выдача готовой смеси осуществляются отдельными порциями. Каждая новая порция компонентов бетона или раствора может быть загружена в смеситель лишь после того, как из него будет вы­гружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания.

В смесителях непрерывного действия (см. рис. 6.1, д) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществ­ляются одновременно и непрерывно. Отдозированные компоненты

непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются лопа­стями при продвижении от загрузочного отверстия к разгрузочно­му. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства или расходный бункер. Смесители непрерывного действия наиболее целесообразно применять для приготовления больших объемов бе­тонной или растворной смеси одной марки.

Главным параметром смесительных машин цикличного дейст­вия является объем готового замеса (л), выданный за один цикл ра­боты, смесителей непрерывного действия — объем готовой продук­ции (м³), выдаваемой машиной за 1 ч работы.

По принципу смешивания компонентов разли­чают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) и с принудительным смешиванием (принудитель­ного действия). В смесителях принудительного действия орбиты со­ставляющих имеют вынужденный характер, в гравитационных — свободный. Гравитационный смеситель вращается относительно го­ризонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с ло­пастями на внутренней поверхности (рис. 6.1, а).

Лопасти непрерывно подхватывают и поднимают компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они сво­бодно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; сме­шивание происходит в результате столкновения падающих потоков компонентов. Во избежание возникновения центробежных сил, пре­пятствующих свободной циркуляции смеси внутри барабана, часто­та его вращения обычно не превышает 0,3...0,4 сг¹. В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перемешиваются в неподвижном барабане или чаше с горизонталь­ными, наклонными или вертикальными лопастными валами (рис. 6.1, б, д) или лопастным ротором (рис. 6.1, в, г), вращающимися внутри смесительной емкости. Смесители с горизонтальными смеси­тельными валами называют лотковыми, с вертикальными валами -— тарельчатыми.

По способу установки смесители подразделяют на пере­движные и стационарные. Передвижные смесители используют при небольших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточенных объектах, а стационарные входят в состав техноло­гических линий бетонорастворосмесительных установок средней и большой производительности бетонных и растворных заводов.

Техническая производительность смесительных машин циклич­ного действия (м³/ч)

П_т = Кзл/ЮОО, (6.1)

где V-i - Кб К— объем готовой смеси в одном замесе, л; Ve -— вмести­мость смесительного барабана по загрузке составляющих (полезный объем барабана), л; К — коэффициент выхода готовой смеси; для бетонной смеси К- 0,65...0,7, для растворов К- 0,75...0,85; п — число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч,

п = 3600/(г, + h + h + /4), (6.2)

где /i, h, tз, й — продолжительность загрузки, смешивания, выгруз­ки и возврата барабана в исходное положение или закрытия за­твора, с.

Техническая производительность смесительных машин непре­рывного действия с принудительным смешиванием (м³/ч)

П_т = 3600Sv, (6.3)

где S - КнЪсР-14 -— средняя площадь поперечного сечения потока смеси в корпусе смесителя, м²; К_н — коэффициент наполнения сечения кор­пуса смесителя, Кн = 0,28...0,34; d— диаметр лопастей смесителя, м; v = sn — скорость движения смеси в направлении продольной оси корпуса смесителя, м/с; s — шаг лопастей, м; п — частота вращения лопастного вала, с~>.

Цикличные смесители делят на следующие типы: БП — бетоно­смесители принудительного действия роторные для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей и растворов, а также смесей из сухих составляющих; БГ — бетоносмесители гравитационные для приготовления подвижных бетонных смесей с осадкой конуса более 3 см; БП-2Г — бетоносмесители принудительного действия с двумя горизонтальными валами; РН — растворосмесители низкооборот­ные для приготовления всех видов растворов, за исключением спе­циальных; РВ — растворосмесители высокооборотные для приго­товления строительных растворов (кроме быстросхватывающихся и специальных, в том числе активизированных и расслаивающихся), а также конструктивно-теплоизоляционных керамзитобетонных сме­сей.

Гравитационные смесители предназначены для приготовления подвижных смесей и выпускаются передвижными и стационарными, цикличного и непрерывного действия.

Передвижные гравитационные цикличные смесители имеют объ­ем готового замеса 65, 165 и 330 л и применяются в качестве само­стоятельных машин для приготовления подвижных бетонных сме­сей с крупностью заполнителя до 70 мм и строительных растворов на объектах с небольшими и средними объемами работ. Смесители с объемом готового замеса 65 л выпускают на колесном ходовом устройстве, с объемом 165 и 330 л — на полозьях.

Смеситель (рис. 6.2, а) с объемом готового замеса 65 л состоит из грушевидного смесительного барабана 1, на внутренней поверхно­сти которого закреплены три сменные перемешивающие лопасти 2, привода 3, приводящего смесительный барабан во вращение, рамы 4 с колесным ходом и механизм поворота (наклона) барабана с фик­сирующим устройством. Вращение барабану сообщается от элек­тродвигателя 7 (рис. 6.2, б) через клиноременную передачу 6 и двух­ступенчатый цилиндроконический редуктор 5. Барабан 4 жестко закреплен на тихоходном валу редуктора и вращается с частотой 27 мшг¹. При загрузке компонентов и их смешивании барабан на­клонен к горизонту под углом 12°, а при выгрузке готовой смеси — под углом 40°. Исходные материалы загружают в смеситель вруч­ную, а выгружают готовую смесь, опрокидывая вращающийся бара­бан отверстием вниз. Смеситель может выдавать до 2 м³/ч при 30 циклах в 1 ч. Перевод барабана из положения загрузки и смешива­ния в положение выгрузки осуществляют вручную с помощью руко­ятки управления, установленной на корпусе редуктора. В каждом

1 2

Рис. 6.2. Передвижной гравитационный смеситель с объемом готового замеса 65 л: a — общий вид; 6 — кинематическая схема

Р и с. 6.3. Передвижной гравитационный смеситель с объемом готового замеса

165 л:

а — общий вид: б — кинематическая схема

положении барабан фиксируется штырем рукоятки управления, вхо­дящим в отверстие кронштейна на раме смесителя.

Передвижные гравитационные бетоносмесители с объемом гото­вого замеса 165 и 330 л оборудованы ковшовым подъемником с ин­дивидуальным приводом для загрузки предварительно отдозиро- ванных сухих компонентов смеси в барабан и вододозировочным устройством для отмеривания дозы воды на замес.

Смесительный барабан 5 (рис. 6.3) с размещенными внутри лопастями жестко закреплен на выходном валу трехступенчатого цилиндроконического редуктора 7 с фланцевым электродвигате­лем 12. Привод барабана встроен в траверсу И, которую повора­чивают вместе с барабаном вокруг горизонтальной оси вручную с помощью штурвала 6 через одноступенчатый редуктор 13. Удержание барабана в различных положениях обеспечивается фиксирующим устройством 14. Перемешивание компонентов про­изводится при наклонном положении оси барабана, а выгрузка готовой смеси — путем опрокидывания вращающегося барабана отверстием вниз. Загрузка сухих компонентов в смесительный ба­рабан производится загрузочным ковшом 1. Механизм подъема и опускания ковша включает два подъемных барабана 2 для навив­ки концов каната 8, охватывающего ковш, самотормозящийся червячный редуктор 3 и фланцевый электродвигатель 4. При на­

вивании каната на барабаны ковш с компонентами поднимается по направляющим рамы в крайнее верхнее положение и разгру­жается в смеситель путем опрокидывания. Два концевых выклю­чателя 9 и 10 автоматически отключают электродвигатель в край­них положениях ковша. В вододозировочную систему бетоносме­сителя входит дозатор с краном, которым по достижении задан­ной дозы отключают воду. Продолжительность одного цикла со­ставляет 110... 130 с.

Стационарные гравитационные цикличные бетоносмесители вы­полняются с наклоняющимися цилиндроконическими и двухконус- ными смесительными барабанами и гидравлическим или пневмати­ческим приводом механизма опрокидывания барабана.

Цикличные бетоносмесители прину­дительного действия представляют со­бой роторные и роторно-планетарные машины с вертикально расположенны­ми валами. Они предназначены для при­готовления бетонной смеси и раствора любой подвижности и жесткости. В ро­торном бетоносмесителе (рис. 6.4) ком­поненты смеси перемешиваются в коль­цевом рабочем пространстве неподвиж­ной части 1 лопастями 2 ротора 5, вра­щающегося с частотой 0,5...0,6 с-¹. Смешивающие лопасти крепятся к ро­тору с помощью пружинных (рессор­ных) амортизаторов 4 на разном удале­нии от оси его вращения, а их рабочие поверхности расположены под различ­ными углами к траектории своего дви­жения. Такая схема установки лопастей, создающих при своем движении про­дольные и поперечные потоки смеши­ваемых компонентов, обеспечивает интенсивное и качественное пе­ремешивание смеси любой консистенции.