Расчет основных параметров бетоноукладчиков.Методика и пример расчета основных параметров и показателей бетоноукладчика

Расчет  основных параметров бетоноукладчиков.Методика и пример расчета  основных параметров и показателей  бетоноукладчика.

      Для  укладки  бетонной   смеси   в   формы   применяют   различные

бетоноукладчики.  Бетоноукладчик  с  винтовым  питателем  предназначен   для

укладки бетонной  смеси  в  формы  при  производстве  напорных  ж.  б.  труб

методом гидропрессования. Он состоит из сварной  рамы, установленной на  трёх

колесах. На раме смонтирован бункер,  к  нижней  части  которого  прикреплён

питатель.    Вращение    валу    питателя    сообщается    четырёхскоростным

электродвигателем  через   двухступенчатую   коробку   передач,   цепную   и

клиноременную передачи. Перемещают бетоноукладчик   от одной формы к  другой

вручную.  Бункер бетоноукладчика загружается из бадьи,  подаваемой  мостовым

краном, в любом месте формовочного цеха.

         При   изготовлении   преднапряжённых   конструкций   на    стендах

транспортирование и выдача бетонной смеси  осуществляются  бетоноукладчиками

с поворотными  ленточными питателями, которые могут обслуживать одновременно

два стенда. Бетоноукладчики  с  ленточными  питателями  получили  наибольшее

распространение на заводах железобетонных изделий.

       Ленточный питатель  бетоноукладчика  состоит из ленточного  питателя,

бункера с копильником, шибера  с  приводом.  Ленточный  конвейер  по  ширине

перекрывает всю форму. Копильник,  расположенный  над  ленточным  питателем,

предназначен  для выравнивания и профилирования выдаваемого из  бункера  слоя

бетонной  смеси. Поскольку высота щели бункера больше  высоты  выходной  щели

копильника,  в  последнем  образуется  подпор,   обеспечивающий   постоянную

толщину  выдаваемого  слоя  материала  независимо  от   степени   заполнения

бункера.

          Бетоноукладчик  с  ленточными   питателями,   разравнивающими   и

заглаживающими  устройствами, применяют при конвейерной  и  поточно-агрегатной

схемах  производствах  железобетонных  изделий.  Бетоноукладчик  с  ленточным

питателем предназначен для распределения  бетонной  смеси  по  всей  площади

изделия. Он применяется на заводах, работающих по  поточно-агрегатной  схеме

и изготавливающих  многопустотные  панели,  ригели,  лестничные  площадки  и

другие  изделия.

         Бетоноукладчик состоит из  сварной   рамы,  опирающейся  на  четыре

колеса, два из которых приводные. На раме жёстко укреплён бункер,  к  нижней

части которого подвешен ленточный питатель. Передняя стенка  бункера,  шибер

и две  боковые поворотные стенки образуют  копильник.  Размер  выходной  щели

копильника  регулируется шибером, управляемым вручную. Привод шибера  состоит

из штурвала,  винтовой  передачи  и  системы  рычагов.  Привод  передвижения

бетоноукладчика     состоит     из     двухскоростного     электродвигателя,

двухступенчатого  цилиндрического  редуктора  с  двумя  выходными  концами  и

цепных  передач. Ведущие звёздочки укреплены  на ходовых колёсах. 

           Ленточный  питатель  представляет   собой   раму,   на   которой

смонтированы  ведущий и натяжной барабаны. На барабаны  натянута  бесконечная

транспортёрная лента шириной 2000 мм.  Верхняя  ветвь  транспортёрной  ленты

опирается   на   металлический   лист.   Привод    питателя    состоит    из

электродвигателя,    редуктора,    цилиндрической     зубчатой     передачи.

Установленная мощность  электродвигателей  7.3  кВт.  Скорость  передвижения

бетоноукладчика 0.17-0.25 м/с, скорость движения  ленты  питателя  0.1  м/с.

Вместимость бункера 1.7. м3.

           При конвейерной схеме производства  применяют  бетоноукладчики   с

ленточными  питателями, принципиально не отличающими от  рассмотренных  выше.

      Бетоноукладчик  с поворотным ленточным питателем  состоит из  сварной  опорной  тележки, поворотной платформы и  ленточного питателя.  Тележка  имеет  четыре

ходовых  колеса,  два  из  которых  приводные.  На  ней  установлен   привод

передвижения  бетоноукладчика, привод поворота  платформы  и  трек,  служащий

опорной поверхностью для колёс  поворотной  платформы.  Привод  передвижения

бетоноукладчика  состоит  из   электродвигателя,   клиноременной   передачи,

двухступенчатого  цилиндрического  редуктора  и  зубчатых  передач,  ведомые

шестерни  которых  укреплены   на   ходовых   колёсах.   Поворот   платформы

осуществляется  лебёдкой,  работающей  от  электродвигателя  через  червячный

редуктор. Поворотная платформа состоит из  металлической  сварной  рамы,  на

которой подвешен приёмный бункер с вибратором. На раме поворотной  платформы

установлены также привод питателя, привод подъёма  стрелы  питателя  и  пульт

управления.  На  кронштейнах  рамы  шарнирно  подвешена  стрела   ленточного

питателя.  Подъём  стрелы  ленточного  питателя  осуществляется  лебёдкой  с

приводом, состоящим из электродвигателя и  червячного редуктора.

          Бетоноукладчик   загружают   смесью   из   самоходного   бункера.

Производительность  бетоноукладчика  0.17   м3/c.   Установленная   мощность

электродвигателей 10.7 кВт. Вместимость приёмного  бункера  1.8м3.  Скорость

перемещения бетоноукладчика 0.2 м/c. Скорость ленты  питателя 0.1 м/c. 
 
 

Определение основных параметров бетоноукладчика. 

    Определяем  силу сопротивления и мощность привода  при передвижении бетоноукладчика. Сила сопротивления бетоноукладчика по рельсовому пути:

    

 Н

    G_б – вес бетоноукладчика

    G_си – вес бетонной смеси

     = 0,0008 – коэффициент трения качения ходовых колес

    Д = 0,3 м – диаметр колес

    μ = 0,08 – коэффициент трения цапф колес

    β = 2,5 – коэффициент, учитывающий трение колес о рельсы

    d = 0,06 м – диаметр цапф колес.

     

    Мощность  привода бетоноукладчика:

    

= 2,158 кВт

     – максимальная скорость передвижения загруженного бетоноукладчика

    h – КПД передачи привода принимается равным 0,8 ÷ 0,9. 

    Объемная  производительность ленточного питателя бетоноукладчика:

    

= 2,5*0,15*0,1 = 0,0375 м³/с

    Массовая  производительность:

    

=2,5*0,15*0,1,2400 = 90 кг/с

    В – ширина ленты питателя, м

    h = 0,1÷0,2 – толщина слоя материала на ленте

      – скорость ленты м/с

    r = 2400 кг/м³ – плотность бетонной смеси. 

    Определяем  мощность привода ленточного питателя как сумму трех составляющих:

    1) Мощность для преодоления трения  лент о поддерживающий металлический  лист, воспринимающий силу тяжести бетона в бункере:

    

= (47380*0,1)/1000 = 4,738 кВт

    W₁ – сила трения ленты о поддерживающий лист:

    

= 0,6*78970 = 47380 Н

    k₁ = 0,6 – коэффициент трения резиновой ленты о сталь

    Р₁ – сила активного давления бетона на ленту:

    Р₁= F₁q₁ = 1,92*41130 = 78970 Н

    F₁ – площадь активного давления, м²

    F₁= bl =1,92 м²

    b = 0,8В = 2 м и l = 0,4L = 0,96 м – соответственно ширина и длина отверстия в бункере

    B и L – ширина и длина ленты

    q₁ – давление бетона на ленту:

    

= = 41130 Па

    j =24 – удельный вес бетона, кН/м³

    R – гидравлический радиус, который определяет отношение площади отверстия бункера к его периметру:

    

= = 0,324

    tgj - коэффициент внутреннего трения бетонной смеси, соответствующий углу естественного откоса бетона.(j=20÷30°)

    q - коэффициент подвижности бетонной смеси:

    

= =0,406

    2) Мощность для преодоления сопротивления, вызываемого трением бетона о неподвижные борта питателя:

    

= = 0,084 кВт

    W₂ – сила трения бетона о борта питателя. Для двух бортов:

    W₂ = 2K₂Р₂  = 2*0,8*525,993 = 841,588 Н

    K₂ = 0,8 – коэффициент трения бетона по стали

    Р₂ – сила бокового давления на борта

    Р₂ = F₂q₂ = 0,36*1462 = 525,993 Н

    F₂ – площадь бокового борта, м²

    F₂ = hL =0,15*2,4 = 0,36 м²

    h – рабочая высота бортов, равная высоте слоя бетона на ленте

    L – длина бортов, м

    Q₂ – боковое давление бетона на борта, Па

    

= 0,15*24000*0,406 = 1461,6 Па

    3) Мощность, требуемая для транспортирования  бетонной смеси по ленте, кВт:

    

= 864*0,1/1000 = 0,084 кВт

    W₃ – сила сопротивления перемещению бетонной смеси по ленте, Н:

    W₃ = BhK₃jL = 2,5*0,15*0,04*24000*2,4 = 864

    K₃ = 0,035 ÷ 0,04 – приведенный коэффициент сопротивления роликов опор ленты питателя. Т.к. производительность ленточного питателя: