Расчет гравитационных смесителей (стр. 4 из 4)

(20)

Координаты центра тяжести смеси в коротком конусе определяются по уравнениям статических моментов объемов элементарных цилиндрических сегментов:

(21) (22)

где: x_iи y_i - координаты центров тяжести объемов элементарных цилиндрических сегментов, м:

(23) (24)

x₁=0,055м y₁=0,334м

x₂=0,165м y₂=0,399м

x₃=0,275м y₃=0,464м

x₄=0,385м y₄=0,528м

x₅=0,495м y₅=0,592м

Координаты центра тяжести смеси в длинном конусе барабана находится другим способом. Для этого строится схема сечения барабана смесителя по оси и находятся точки пересечения медиан треугольников (рис. 4); затем определяются расстояния x_2-3 и y_2-3по масштабу:

x_2-3=1,06м y_2-3=0,397м

Объем бетона в длинном конусе барабана можно уподобить объему пирамиды, для которой:

(25)

Координаты центра тяжести всего объема бетонной смеси в барабане, м, определяются по формулам 26 и 27:

(26)

(27)

Общий вес бетонной смеси в барабане:

(28)

где:

- удельный вес бетонной смеси.[3]

2.3. Определение усилий на опорных роликах

Определение усилия, с которым действует барабан с бетонной смесью на опорные ролики при статическом положении смеси в барабане (рис.5), из условия:

(29)

Усилие на опорных роликах:

(30)

где: - угол установки роликов.

Рис. 5. Схема к расчёту сил, действующих на опорные ролики смесителя (R≈R_1-2- радиус бандажа, с-расстояние до точки К опоры бандажа на ролики).

Далее определяется нагрузка бандажа барабана на поддерживающие ролики в двух положениях барабана: 1) во время перемешивания при наклоне барабана под углом 10... 15° и 2) при разгрузке барабана, наклоненном в сторону длинного конуса под углом 60°. Во втором случае считается, что бетонная смесь размещается только в длинном конусе.

Рис 6. Схемы к расчёту усилий на поддерживающие ролики смесителя:

а – при перемешивании смеси; б - при разгрузке смесителя.

Сумма моментов сил относительно точки К опоры барабана на опорные ролики

при перемешивании (рис.5, 6а):

(31)

тогда нагрузка на каждый поддерживающий ролик равна:

(32)

Сумма моментов при разгрузке относительно точки К (рис. 5б):

(33)

Нагрузка на каждый поддерживающий ролик равна:

(34)

где: е^,, е^,, и S^’, S” – соответствующие плечи сил G₁и G₂;

с – вертикальная проекция расстояния от оси вращения барабана до опорного ролика.

Координата опорного бандажа барабана X₁ принимается посередине его цилиндрической части (рис 10,б):

(35) [3]

2.4. Определение мощности электродвигателя привода

Определение мощности, необходимой для перемешивания бетонной смеси и преодоления трения опорных роликов.

Момент неуравновешенных сил, создаваемых бетонной смесью при вращении барабана (рис 7) :

(36)

где φ=30⁰ – угол естественного откоса бетонной смеси при вращении барабана.

Рис 7. Схема к расчёту мощности смесителя

Мощность:

(37)

где ω=1,6 рад/с – угловая скорость вращения барабана.

Сопротивление вращению барабана, обусловленное силами трения:

(38)

где: f=0,0008м - коэффициент трения качения бандажа барабана по роликам;

μ=0,1 - коэффициент трения скольжения в цапфах роликов;

D – диаметр роликов, м.;

d – диаметр цапф, м.;

Тогда мощность:

(39)

Суммарная расчетная мощность электродвигателя привода вращения барабана:

(40)

3.Характеристика расчитываемого бетоносмесителя

Характеристики	Значение
Вес всего барабана (без бетонной смеси), Н.	6900
Общий вес бетонной смеси в барабане, Н.	4030
Усилие на опорных роликах, Н.	6672
Нагрузка на каждый поддерживающий ролик, Н.	630
Мощность электродвигателя привода вращения барабана, кВт	2,16

Технические характеристики рассчитываемого бетоносмесителя представлены в виде таблицы 2

Таблица 2. Результаты расчёта бетоносмесителя.

Литература

1). Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для

производства строительных материалов и изделий. М., Высшая школа. 1987.

2). Королёв К.М. Механизация приготовления и укладки бетонной смеси.

М., Стройиздат. 1986.

3). Методические указания к курсовому проекту по дисциплине

«Механическое оборудование» . Т., 2003.