Строительные машины

Раздел: Строительство

Бетоносмесители принудительного перемешивания компонентов могут быть цикличного и непрерывного действия, передвижные и стационарные. Они, как правило, являются универсальными машинами, способными готовить высокого качества бетонные и растворные смеси любой консистенции, и имеют более короткий цикл перемешивания по сравнению с гравитационными смесителями.

Развитие таких смесителей сдерживалось допустимой крупностью заполнителя (обычно 40—60 мм). Однако за последние годы-допустимая крупность заполнителей возросла и для чашеобразных бетоносмесителей цикличного действия достигает 100—120 мм,

Фирмы западноевропейских стран считают, что высококачественный бетон может быть получен только в бетоносмесителе принудительного перемешивания. Так, на бетонных заводах ФРГ стационарные гравитационные бетоносмесители емкостью 750 л и более почти полностью заменены смесителями цикличного действия принудительного перемешивания с чашеобразным смесительным барабаном. В США бетоносмесители принудительного перемешивания используются редко, поскольку в США готовят главным образом пластичные бетонные смеси.

Бетоносмесители принудительного перемешивания цикличного действия разделяются на машины: а) с вращающимися вокруг вертикальной оси лопастями, расположенными в неподвижном или вращающемся чашеобразном, смесительном барабане; б) с горизонтальными вращающимися лопастными валами в неподвижном корытообразном барабане (растворосмёсители).

Чашеобразные смесители с вертикальными смесительными валами могут быть с эксцентрично или с коаксиально расположенными относительно оси чаши смесительными валами.

Бетоносмесители с эксцентрично расположенными смесительными валами, в свою очередь, разделяются на прямоточные с вращающейся чашей и противоточные с вращающейся или неподвижной смесительной чашей.

Прямоточные бетоносмесители ( 249) выпускаются объемом от 20 до 1500 л. Направление вращения лопастного вала у таких смесителей совпадает с направлением движения перемешиваемой массы, подводимой к лопастям вращающейся чашей. Вращение сообщается чаше либо приводом, либо движущимся материалом, который находится внутри чаши и получает кругообразные движения от лопастей смесительного вала, установленного эксцентрично.

Противоточные бетоносмесители ( 250) с вращающейся чашей (смесительные валы — один или несколько с лопастями установлены в неподвижных траверсах) или с неподвижной чашей (смесительные валы с лопастями установлены во вращающихся траверсах) также имеют широкое распространение. В СССР выпущен ряд моделей таких машин емкостью от 150 до 1000 л. В ФРГ они выпускаются емкостью от 150 до 8000 л.

Вращающаяся чаша противоточных бетоносмесителей подводит смешиваемую массу к лопастным валам, вращающимся в направлении, противоположном направлению вращения чаши. Неподвижные скребки очищают стенки чаши и направляют материал к вращающимся лопастям. Смесительные лопасти оборудованы пакетами плоских рессорных амортизаторов. Углы установки лопастей в плане и расстояние лопастей от днища "чаши могут регулироваться. Выгрузка бетонной смеси производится через люк, расположенный в центре днища чаши.

Чаша и лопастные валы могут приводиться во вращение от одного или от отдельных электродвигателей. Раздельный привод чаши и валов применяется чаще.

В противоточных бетоносмесителях с неподвижной чашей быстрое вращение эксцентрично расположенных смесительных валов вокруг собственных осей сочетается с медленным вращением траверсы, на которой расположены их подшипники. Лопастные валы и траверса вращаются в противоположных направлениях. Укрепленные на траверсе скребки очищают стенки чаши и подводят перемешиваемый материал к лопастям.

За рубежом (в ФРГ) этот тип смесителей выпускается емкостью от 150 до 3000 л.

Наибольшее распространение в мировой практике получили принудительные бетоносмесители роторного (турбинного) типа с неподвижной чашей ( 251), имеющей кольцевое смесительное пространство и центральный ротор с лопастями, укрепленный на вертикальном валу. Готовая смесь выгружается через донный или бортовой люк.

Простота конструкции, сочетающаяся с высокой эффективностью перемешивания, надежностью и простотой в эксплуатации, способствовала быстрому распространению смесителей этого типа..

В ФРГ роторные бетоносмесители выпускаются емкостью от 150 до 4500 л, а в Швеции — до 6500 л. Машины емкостью до 500 л изготовляются с одним лопастным валом, емкостью 1000—1500 л — с двумя, емкостью 1500—2000 л — с тремя и емкостью 3000 л и более — с четырьмя лопастными валами.

Характерной особенностью роторных бетоносмесителей является наличие кольцевого смесительного пространства, в котором вокруг центрального вала вращаются лопасти, упруго установленные на вертикальных штангах, которые закреплены на вращающейся траверсе.

Такого типа бетоносмесители выпускаются в различном исполнении: передвижные с загрузочным устройством (скип с донной разгрузкой) емкостью 150—1000 л; стационарные с загрузочным устройством (1500—2000 л); стационарные без загрузочного устройства (2250—4500 л).

Планетарно-роторные бетоносмесители являются дальнейшим развитием роторных и имеют одинаковую с ними по конструкции неподвижную чашу. В бетоносмесителях этого типа компоненты перемешиваются в кольцевом смесительном пространстве под совместным воздействием лопастей, укрепленных на роторе и вращающихся вместе с ним (как в роторных смесителях), и лопастей, укрепленных на вертикальных валах, которые установлены в траверсе и планетарно вращаются вместе с ней вокруг центра чаши (как в противоточных смесителях).

Последующим этапом развития бетоносмеситель- ных машин цикличного действия с принудительным перемешиванием являются турбулентные бетоносмесители. Они предназначены для «стадийного» перемешивания, при котором в смесителе последовательно перемешивается цемент с водой, образовавшееся цементное тесто с мелким заполнителем (в некоторых турбулентных смесителях первая и вторая стадия объединены) и, наконец, цементный раствор с крупным заполнителем.

Турбулентные смесители представляют собой чашеобразные смесители (например, противоточные с вращающейся чашей) или планетарно-роторные, в состав смесительного аппарата которых введены турбулентаторы. ( 253) (например, вертикальные валики с лопастями в виде рифления, планетарно вращающиеся вокруг общего вала).

На различных стадиях перемешивания скорость собственного и планетарного вращения валиков турбулентатора различна — большая скорость на первых стадиях, малая — на заключительных. Общая продолжительность перемешивания не превышает 60 с. По данным зарубежных фирм, применение турбулентных бетоносмесителей позволяет получить экономию цемента (до 15%) либо при обычном расходе цемента получить бетон более высокой прочности и однородности.

Для приготовления мелкозернистых подвижных смесей (строительных растворов) отечественной промышленностью серийно выпускается другой тип турбулентных смесителей. Эти смесители имеют корпус в виде неподвижного вертикального закрытого цилиндрического бака, переходящего внизу в усеченный конус. В боковой поверхности последнего имеется затвор для выпуска готовой смеси. Загрузка компонентов производится через люк в верхней крышке корпуса. Рабочим органом является расположенный в нижней части корпуса быстровращающийся вертикальный вал со смесительными лопатками.

Такие смесители выпускаются вместимостью по загрузке от 100 до 1000 л. Частота вращения ротора 320—550 об/мин; продолжительность перемешивания 10—30 с.

Цикличные смесители с горизонтальными лопастными валами, расположенные в неподвижном горизонтальном корытообразном барабане, предназначаются главным образом для приготовления строительных растворов. Внутри смесительного барабана установлен лопастной вал (или два вала, вращающихся навстречу друг другу) с укрепленными на нем кронштейнами, несущими две смесительные лопасти с разным направлением винтовых поверхностей ( 254). Такая конструкция лопастей при вращении вала сообщает смеси как радиальное, так и встречное осевое перемещение, что обеспечивает интенсивное перемешивание.

По мере увеличения выпуска универсальных бетоносмесителей принудительного перемешивания, пригодных также и для приготовления строительных растворов, растворосмесители как самостоятельные машины утрачивают свое значение и выходят из употребления.

Двухвальные лопастные бетоносмесители непрерывного действия с принудительным перемешиванием компонентов выпускаются в СССР к бетоносмесительным установкам и бетонным заводам производительностью 5; 15; 30 и 60 м3/ч. Все типоразмеры этих смесителей выполнены по одной конструктивной схеме и отличаются между собой габаритными размерами и мощностью приводного устройства, а также отсутствием у некоторых из них копильника, предназначенного для порционной выдачи готовой смеси.

Основными узлами бетоносмесителя являются () корытообразный корпус, два горизонтально расположенных лопастных вала, вращающихся навстречу друг другу, и привод смесителя. Корпус крепится на раме и сверху закрывается крышкой. Плоские смесительные лопасти насажены на валы попарно; они расположены по прерывистой винтовой линии и образуют дифференциальный шпек. Лопасти могут быть повернуты относительно оси вала на угол 45, 60 и 90°. При таком их расположении обеспечивается образование в корпусе смесителя интенсивных встречных потоков смешиваемой массы в радиальном направлении и продвижение ее вдоль корпуса. Скорость продольного движения смеси определяет продолжительность перемешивания компонентов, степень заполнения корпуса и производительность машины.

Экспериментальными исследованиями установлено, что оптимальным углом атаки для лопастей является угол 45°, при котором обеспечивается наиболее эффективное перемешивание. Последние несколько пар лопастей обычно повернуты так, что создают встречное движение компонентов, вызывающее подпор смеси и поддерживающее необходимый уровень материала в корпусе смесителя.

Валы с лопастями установлены на выносных подшипниках и вращаются двигателем через клиноременную передачу, редуктор и зубчатые колеса.

Управление работой бетоносмесителей производится дистанционно. Они включаются в работу и выключаются при помощи магнитных пускателей с тепловой защитой. Электросхемами управления предусматривается автоматический цикл работы смесителей, а также их аварийная остановка.

Загрузка отдозированных сухих компонентов производится через приемную воронку, установленную над загрузочным отверстием смесителя, где начинается процесс сухого смешения. В конце зоны сухого смешения подается вода. При дальнейшем перемещении компонентов вдоль корпуса смесителя процесс смешения заканчивается и готовая смесь из выходного отверстия поступает в транспортные средства или в копильник (при цикличном транспорте).

Повышение скорости вращения лопастей в таких машинах, наряду с увеличением интенсивности перемешивания, вызывает увеличение скорости продольного перемещения смеси, а следовательно, и сокращение времени перемешивания. Чтобы не снижалось качество смеси в таких машинах, при повышении скорости вращения лопастей следует изменять их схему установки для создания встречных потоков.

На производительность смесительных машин большое. влияние оказывает автоматизация технологического процесса.