Разработка структурной схемы производства железобетонных балок

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

 

Исходные  данные:

- состав  бетонной смеси в массовых  отношениях: Ц:П:Щ = 1:х:у = 1:2:4 и 

  В/Ц =z = 0,6;

- подвижность  бетонной смеси ОК = 6 см;

- плотность  2200 кг/м³;

- производительность  БСУ П = 5,9 м³/ч.

Физические  свойства материалов:

- цемента:  насыпная плотность – ρ_ц ^н = 1100 кг/м³,

                 истинная плотность ρ_ц = 3,1 г/см³;

- щебня: насыпная  плотность – ρ_щ ^н = 1400 кг/м³,

              истинная плотность ρ_ц = 2,7 г/см³.

1) Расчет сырьевых материалов для приготовления бетонной смеси:

на 1 м³ бетонной смеси:

 

цемента –  ,

 

где ρ_б.см – плотность бетонной смеси, кг/м³;

      1, х, у, z – соответственно доли  цемента (Ц), песка (П), щебня (Щ),

                        воды (В).

 

цемента –  кг/м³,

 

песка –  кг/м³,

 

щебня –  кг/м³,

 

воды –  В = Ц · z = 289,4 · 0,6 = 173,6 л/м³.

 

Для заданной производительности П = 5,9 м³/ч расход материалов в час составит, кг:

а) по массе:

q_ц = Ц · П = 289,4 · 5,9 = 1707,46;

q_п = П · П = 579 · 5,9 = 3416,1;

q_щ = Щ · П = 1158 · 5,9 = 6832,2;

q_в = В · П = 173,6 · 5,9 = 1024,24.

 

б) по объему, м³/ч:

 

,

 

,

 

,

 

V_в = 1024,24 л = 1,024 м³.

 

Таблица 5 –  Расход компонентов бетонной смеси

 

Наименование компонентов	Расход компонентов
	на 1 м3 бетонной смеси, кг	на один час работы БСУ
		кг	м3
Цемент	289,4	1707,46	1,55
Песок	579	3416,1	2,53
Щебень	1158	6832,2	4,88
Вода	173,6	1024,24	1,024

 

2) Расчет емкости расходных бункеров производится из расчетного запаса материалов на 1,5 – 2 часа работы. Следовательно объемы бункеров, м³:

- для цемента  V_ц^б = V_ц · 2 =  1,55  · 2 = 3,1;

- для песка V_п^б = V_п · 2 =  2,53  · 2 = 5,06;

- для щебня  V_щ^б = V_щ · 2 =  4,88  · 2 = 9,76;

- емкость  для воды  V_в^емк = V_в · 2 =  1,024  · 2 = 2,048.

3) Расчет и подбор смесительных машин:

Исходя из условий работы и подвижности  бетонной смеси (ОК = 6 см) принимаем бетоносмеситель принудительного действия СБ-35. Суммарный потребный литраж циклических смесительных машин рассчитывают по формуле, л:

 

,

 

где П –  производительность бетоносмесительной установки, м³/ч;

       z – число замесов в час;

       β – коэффициент выхода бетонной  смеси;

       к_э – коэффициент использования оборудования во времени,

              к_э = 0,75 – 0,85.

 

По справочнику  принимаем один бетоносмеситель емкостью по загрузке 500 л. Принимаем роторный бетоносмеситель С-35, емкость в литражах по загрузке 500 л, производительность 5,9 м³/ч, среднее количество замесов 30, мощность 14 квт, масса 2000 кг.

4) Дозаторы принимаем в соответствии с принятым смесителем по его литражу:

- для цемента  АВДЦ – 1200;

- для инертных  АВДИ – 1200.

5) Расчет и подбор подъемно-транспортного оборудования.

Транспортировка песка и щебня  осуществляется ленточным конвейером. Для его  выбора необходимо  рассчитать ширину (В) ленты и мощность (Р) двигателя.

 

,

 

где V_п и V_щ – часовая потребность песка и щебня, м³;

       υ_к – скорость ленты, м/с; по справочникам принимаем  1,25 м/с.

 

Принимаем по стандарту В = 300 мм.

 

Р = (0,003П_з·Н + 0,00015П_з·L_г + 0,03 L_г·В· υ_к)·к_н,

 

где П_з =2,53 + 4,88 = 7,41 м³/ч – производительность по заполнителям;

      Н = 30 м – высота транспортировки заполнителей;

      L_г = 250 м – длина транспортировки заполнителей;

      к_н = 1,15 – коэффициент перегрузки.

 

Р = (0,003·7,41·30 + 0,00015·7,41·250 + 0,03·250· 0,3· 1,25)·1,15 = 4,3 кВт.

 

Транспортировка цемента производится пневмотранспортом. Диаметр трубопровода определяется по формуле, м:

 

,

 

где q_ц = 5788 кг/ч – производительность по цементу;

       μ – массовая концентрация  смеси воздуха и цемента, для  цемента 

            μ = 25 – 40;

      υ_в – скорость воздуха при атмосферном давлении принимается 20-30 м/с;

       ρ_в – 1,24 кг/м³ – плотность воздуха.

 

.

 

Принимаем по стандарту d = 80 мм.

По справочникам принимаем винтовой питатель цемента  марки С – 449 производительностью 25 – 35 т/ч и мощностью 20 квт.

 6) Очистительные устройства.

Приёмное  оборудование цемента устанавливается  в надбункерном отделении (циклоны, фильтры) и подбирается по заданной производительности по таблицам справочников. Принимаем: циклон НИИОГаз – 400 производительность по цементу 56 м³/ч; рукавный фильтр – ФР-30.

Технические характеристики основного оборудования приведены в таблицах 6, 7, 8, 9, 10.

 

Таблица 6 – Технические характеристики дозаторов типа АВД

 

Показатели	АВДЦ - 1200	АВДИ - 1200
Максимальная нагрузка, кН Минимальная нагрузка, кН Погрешность дозирования, % Максимальная продолжительность  цикла взвешивания, с Цена деления циферблатного  указателя, кН Давление воздуха в  сети, кН/см2 Габариты, мм: Длина Ширина Высота Масса, кг	30 10 ±2 45   0,05   0,6   1706 960 2095 520	120 20 ±2 45   0,2   0,6   2060 1175 2660 600

Таблица 7 – Технические характеристики бетоносмесителя СБ - 35

 

Показатели
Способ перебазирования Объем готового замеса, л Вместимость по загрузке, л Число циклов в час при  приготовлении бетонной смеси Частота вращения ротора, с-1 Крупность заполнителя, мм не более Мощность двигателя, кВт Давление в пневмосистеме, МПа Габариты, мм: Длина Ширина Высота Масса, кг	Стационар. 330 500 40   0,533 70 13 0,4 - 0,7   2200 1970 1800 2000

 

Таблица 8 – Технические характеристики бетонораздатчика СМЖ -306

 

Показатели
Производительность, т/ч Угол поворота питателя, º Наибольший вылет течки  питателя, мм Наибменьший вылет течки  питателя, мм	125 60 4500 2250

 

 

Таблица 9 – Технические характеристики вибратора ИВ – 101А

 

Показатели
Синхронная частота вращения, мин-1 Вынуждающая сила, кН Мощность двигателя, кВт Напряжение, В Частота, Гц Габариты, мм: Длина Ширина Высота Масса, кг	1500 12,5 – 2,5 1,1 380 50   565 345 320 90

 

Таблица 10 – Технические характеристики пылеосадительных устройств

 

Показатели	Циклон  НИИОГаз-400	Рукавный фильтр ФР - 30
Максимальная содержание пыли в воздухе, кг/м3 Размеры улавливаемых частиц пыли, мкм Степень очистки, % Гидравлическое сопротивление, Па Максимальная температура  воздуха на входе в аппарат, ºС	0,4   10   70 – 95 400 – 700 400	0,02   1   98 – 99 500 – 2500 100

 

 

5  РАСЧЕТ  ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ – 

БЕТОНОСМЕСИТЕЛЯ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

 

Смесители данного типа представляют собой  вертикальную неподвижную чашу, состоящую из двух цилиндров: внешнего и внутреннего, создающих кольцевую зону, в которой осуществляется перемешивание компонентов смеси [6]. Смесительным органом данных машин является вращающийся ротор с укрепленными на нем, на разном расстоянии от оси вращения ротора смесительными лопастями, внешним и внутренним очистительными скрепками. Эффективность работы роторного смесителя К. М. Королевым предложено оценивать критерием:

            

 

где  Vср – условная средняя скорость движения лопастей, м/с

        F0 – активная площадь лопастей, равное сумме проекций

               поверхностей на плоскость, перпендикулярную

               направлению движения, м^2;

        V – объем готового замеса, м^3.

 

По  физическому смыслу этот критерий показывает, сколько раз объем смеси, находящийся  в барабане, перелопачивается за 1с.

У современных смесителей λ=0,5…0,6.

Для обеспечений качественного перемешивания  условная средняя скорость лопастей не должна превышать критическую  скорость при которой центробежные силы, действующие на частицу могут превышать силы трения, вследствие чего произойдет сегрегация компонентов смеси.

Из  схемы (рисунок 6) видно, что частица не будет отбрасываться к периферии при условии равенства суммы сил трения f*G и f*Q силе инерции Fu:

                 

Сила  Q действующая на частицу со стороны лопасти для обеспечения ее перемешивания по днищу, g=f*G

Учитывая, что    

получаем 

Откуда критическая  угловая скорость  ( )

 

                                     

Где f- коэффициент трения смеси с лопастями (f=0,4…0,5)

q – ускорение, м/с^2

R- радиус, наиболее удаленный от оси вращения лопастями ,м

 

                                                 

где Rср -  средний радиус вращения лопастей , Rср = 0,66R.

Оптимальные геометрические параметры смесителя  определяются в следующем порядке:

Внутренний  радиус чаши (м):

                                                              

 

где Vс – объем смесителя по загрузке, м^3;

       h – высота слоя смеси в чаше   принимается по графику

           (рисунок 7) в зависимости от объема смесителя, м.

Средний радиус вращения лопастей и диаметр  стакана d (м):

Rcp=d=0.33Dч                                                  

 

 

Рисунок  6 – Схемы к расчету роторных бетоносмесителей

 

Активная  суммарная площадь лопастей   (м^2):