Машины для подачи в формы бетонной смеси

Наиболее массовым видом конструкций являются стеновые панели и панели перекрытия.

Производство железобетонных изделий и конструкций осуществляется на конвейерных, полуконвейерных, поточно-агрегатных, кассетных и стендовых технологических линиях.

Конвейерное производство является усовершенствованным видом поточно-агрегатного способа.

Конвейерные линии делятся: по характеру работы на работы периодического и непрерывного действия; по способу транспортирования — с формами, передвигающимися по рельсам или роликам, и с формами, образуемыми непрерывной стальной лентой или составленными из ряда элементов и бортовой оснастки; по расположению тепловых агрегатов — параллельно конвейеру в вертикальной или горизонтальной плоскости, а также в створе формовочной части конвейера.

Наиболее распространены конвейерные линии периодического действия с формами, передвигающимися по рельсам.

Рациональными областями применения конвейерных линий считается специализированное производство изделий одного вида и типа (панели перекрытий, дорожные плиты, панели внутренних и наружных стен зданий и т. п.). Поточно-агрегатный способ производства заключается в том, что технологические операции последовательно осуществляются на отдельных рабочих постах. Часть операций обычно выполняют одновременно, например операции распалубки изделий и осмотра и подготовки форм совмещают с формованием изделий.

Кассетное производство широко используется при изготовлении сплошных панелей перекрытий и внутренних стен, перегородок промышленных зданий, плит облицовки каналов, лестничных маршей, вентиляционных блоков и т. п.

Формование изделий осуществляется в двухи многоместных; кассетах периодического действия. Тепло-влажностная обработка осуществляется на месте за счет циркуляции пара внутри тепловых отсеков кассеты. При стендовом производстве изделия формуют в стационарных формах. Тепло-влажностная обработка бетона производится на месте формования.

Стендовые технологические линии рекомендуется, использовать для изготовления крупноразмерных, особенно предварительно напряженных изделий (стропильных и подстропильных балок и ферм; подкрановых балок, ригелей). Технологическая последовательность операций при изготовлении стеновой плиты представлена следующей схемой: SHAPE * MERGEFORMAT

Готовое изделие мостовым краном с траверсой устанавливается на тележку с прицепом и вывозится на склад готовой продукции. 2. Критический обзор существующих машин данного вида. В зависимости от вида и назначения укладываемой в форму смеси применяются бетоно-, фактуро-, растворо-, бетонофактурои бетонораствороукладчики. В ряде случаев в зависимости от вида изделий на формовочных постах укладчики оснащаются дополнительными распределительными, уплотнительными и отделочными навесными устройствами.

Бетоноукладчики имеют стационарные и передвижные в поперечном направлении бункера, смонтированные на самоходном портале.

Бетоноукладчики оборудуются затворами, питателями и распределительными устройствами. По конструкции укладчики бывают наземными и подвесными. Наземные укладчики, как наиболее распространенные в промышленности сборного железобетона, передвигаются по рельсовым путям, уложенным на уровне пола.

Подвесные укладчики передвигаются по путям, смонтированным на эстакадах, высота которых определяется проектами формовочных линий. Бетоноукладчик с секторным затвором (рис.1,а) представляет собой бункер, закрепленный на самоходной тележке перекрытый внизу затвором. Когда затвор открывается, бетонная смесь из бункера подается в форму. Для улучшения истечения смеси из бункера на его стенках монтируются вибровозбудтели (вибраторы). Перемещение затвора осуществляется вручную или с помощью электромеханического, пневматического и гидравлического механизмов.

Бетоноукладчики с ленточными питателями (рис.1,б), широко распространенные в промышленности, состоят из бункера, смонтированного на самоходном портале. К нижней части бункера прикреплен ленточный питатель.

Бункер имеет копильник с заслонкой для регулирования толщины слоя бетонной смеси и профилирования его в поперечном направлении в зависимости от вида изделия.

Ширина ленты питателя 200... 2000 м.

Скорость перемещения ленты 0,0833... 0,25 м/с.

Питатель подвешивается к бункеру горизонтально и наклонно под углом 5... 8°. Наклонная подвеска питателя обеспечивает стекание цементного молока и бетонной смеси в направлении выдачи бетонной смеси — в воронку разравнивающего устройства, что предотвращает попадание смеси на верхнюю поверхность нижней ветви ленты питателя. Бетоноукладчик (рис.1,в) дополнительно снабжен разгрузочной воронкой с поворотной течкой.

Равномерное заполнение отсеков формы осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения укладчика по рельсам вдоль формовочной линии и периодических поворотов разгрузочной воронки.

Частота поворота течки составляет 0,033 .. .0,05 м/с. Бетоноукладчик (рис.1,г)—с ленточным питателем и вибронасадком, который подвешен к раме и снабжен механизмом перемещения и вибровозбудителями направленного действия.

Скорость подъема и опускания вйбронасадка 0,03... 0,0366 м/с.

Бетоноукладчик с винтовым (шнековым) питателем (рис.1,д) применяют при формовании отдельных видов железобетонных изделий, например труб. К нижней части бункера прикреплен винтовой питатель.

Привод питателя — регулируемый.

Вращение лопастного вала осуществляется от электродвигателя через редуктор и цепную передачу. С целью регулирования равномерной подачи смеси в форму используют электродвигатель постоянного тока.

Диаметр винта 150... 250 (400) мм. В некоторых конструкциях укладчиков отсутствует механизм передвижения.

Перемещение укладчика осуществляется вручную на расстояние до 5 м. Бетоноукладчик с вибролотковым питателем (рис.1,е) состоит из бункера, вибролотка, подвешенного к бункеру на пружинах и снабженного электромагнитным вибровозбудителем. (вибратором), и насадка, через который смесь подается в форму.

Регулирование зазора между питателем и формой осуществляется механизмом подъема и опускания насадка.

Скорость подъема и опускания последнего 0,3 ... 0,366 м/с.

Отдельные конструкции укладчиков снабжаются заглаживающими устройствами в виде брусьев, дисков и валков. 3. Выбор машины для заданных конкретных условий работы, обоснование выбора и описание конструкции машины. Выбор типа бетоноукладчика зависит от формы и размеров изготовляемого изделия и способа производства.

Бетоноукладчики предназначены для определенного способа изготовления железобетонных изделий, а различаются вместимостью бункеров, их числом, формой и подвижностью, конструкцией и параметрами питателей, а также оснащенностью дополнительным оборудованием (разравнивающие, распределяющие, уплотняющие и заглаживающие устройства). Наиболее универсальны бетоноукладчики с ленточными питателями, легко переналаживаемые при изменении ширины формуемых изделий. При регулировании изложения заслонки и скорости движения ленты питателя бетоноукладчик заполняет различные по длине формы порцией бетонной смеси за один проход над формой, что необходимо при изменении длины или толщины формуемого изделия.

Весьма эффективны бетоноукладчики с дополнительным оборудованием, которое позволяет совмещать операции и отказаться от специальных машин и дополнительных постов на технологической линии, сократить время обработки, уменьшить производственную площадь и число обслуживающих бетоноукладчик работников. Выбор типа бетоноукладчика зависит также от свойств бетонной смеси, параметров бетоносмесительного оборудования и транспортной схемы предприятия. Вид изделия: плита стеновая. Масса изделия: 4,575 т.

Габариты изделия: 4180*3510*160 мм. Объем бетона на одно изделие: 1,83 м 3 . Исходя из известных габаритов изделия и соответствующей им ширины колеи А, из формулы (1) определим число изделий формовки. При ширине изделия В=2,9 м ширина колеи А=4,5 м. А= n * B +( n +1)* b +2* a , м, (1) где А – ширина колеи, м; n – число изделий одной формовки; В – ширина одного изделия, м; b – толщина борта формы, b =(0,07…0,1) м; a – расстояние от края формы до рельса, а=(0,3…0,6) м. 4,5=n* 3,510 +(n+1)*0,0 7 +2*0,3 n=1, 06 , т . е . n=1. Ширина формы: Ф= n * B +( n +1)* b , м, (2) Ф=1*3,510+(1+1)*0,07=3,65. Определяем необходимый объем бункера. (3) где V n – запроектированный объем изделий одной формовки, м 3 ; – пористость бетонной смеси до вибрирования, Объем изделий одной формовки: V n = V 1 * n , м 3 , (4) где V 1 – объем бетона на одно изделие, м 3 ; V n =1,83*1=1,83 (м 3 ). Устанавливаем дополнительно самоходный портал с бункером, который будет загружать бетоноукладчик на месте укладки.

Выбираем бетоноукладчик СМЖ-3507 с вибронасадкой. 4. Определение основных параметров машин: 4.1 Расчет производительности бетоноукладчика. 1 – бункер эстакадный (бетонораздаточная тележка); 2 – бетоноукладчик с ленточным питателем; 3 – форма; 4 – колонна; 5 – рельсовый путь. Рисунок 1. Схема движения бетоноукладчика. Длина холостого хода: l x . x . =2* l д/ф , м, (5) где l д/ф – перемещение бетоноукладчика до формы (м) со скоростью холостого хода, при поточно-агрегатном способе производства l д/ф =8…10 м; l x . x =2*8=16. Длина рабочего хода: l р.х. =2* l ф , м, (6) где l ф – длина формования, l ф =4,180 м; l р.х. =2*4,180=8,360. Скорость передвижения бетоноукладчика на холостом ходу u х =11,6 м/мин, на рабочем - u р =1,8 м/мин.

Среднее значение скорости рабочего хода: (7) Среднее значение скорости холостого хода: (8) Рассчитаем конструктивную производительность бетоноукладчика, учитывая затраты времени, обусловленные только возможностью машин. Для машин цикличного действия: П КОН = V б * n КОН *К Н , м 3 /ч, (9) где П КОН – объемная производительность бетоноукладчика за 1 час чистой работы, без учета возможных простоев и времени на загрузку; К Н – коэффициент наполнения бункера, К Н =0,8…0,85; n КОН – число циклов за час работы машины; (10) где Т Ц КОН – время одного цикла с учетом только продолжительности рабочего хода; Т Ц КОН = t р.х . , с, (11) где t р.х – время рабочего хода (разгрузки смеси), с; (12) Таким образом, конструктивная производительность (13) Техническая производительность бетоноукладчика учитывает время всех операций при работе машины (без возможных простоев, при высшей квалификации оператора). П ТЕХН. j = V б * n ТЕХН *К Н , м 3 /ч, (14) (15) где t З –продолжительность загрузки бункера бетоноукладчика, с; » 30 с. Время холостого хода: (16) П ТЕХН. j =2,5*8,76*0,8=17,52. Построим циклограмму работы бетоноукладчика и, исходя из нее, определим Т Ц.ТЕХН для сплошного изделия.

Найденная техническая производительность показывает возможности машины в конкретных условиях производства. Для учета влияния производительности бетоноукладчика на производительность всей линии в целом определяется коэффициент использования технологического оборудования: (17) где П ТЕХН. min – минимальная определяющая производительность технологической линии; (18) где t Т.ОЖ. – время технологических ожиданий при укладке смеси, с; t Т . ож . =0,07*(t З +t X.X. +t Р . Х . ), (19) t Т.ОЖ. =0,07*(30+250+131)=29; , м 3 /ч; Эксплутационная производительность рассчитывается для конкретных условий работы машины с учетом всех простоев, в том числе аварийных и организационных. П Э =П ТЕХН. min *К П , (20) где К П – статистический коэффициент, учитывающий снижение производительности из-за простоев в течение времени, К П =0,85…0,9; П Э =16,36*0,9=14,72, м 3 /ч.

Определяем высоту подъема заслонки бункера, необходимую для выгрузки смеси ленточным питателем за время t Р.Х. . Конструктивная производительность бетоноукладчика должна быть равна производительности ленточного питателя, т.е. П КОН =П ПИТ. (21) Здесь П КОН определяется по формуле (9), а П ПИТ как устройства непрерывного действия вычисляют по формуле: П ПИТ = 3600* F * u Л.П. = 3600*В л * h * u Л.П. , (22) здесь В л – ширина ленты, м; u Л.П. – равнодействующая скоростей ленты и бункера, м/с; (23) h – высота подъема заслонки, м.

Приравниваем части зависимостей (9) и (22) и получаем: (23а) Из этой формулы находим h . h =0,17 м.

Полученное значение h необходимо откорректировать, исходя из крупности заполнителя: (24) где d max – максимальный диаметр кусков заполнителя, м; d max =0,040 м. . Из двух значений, полученных из формул (23а) и (24), принимаем наибольшее, т.е. h =0,17 м. 4.2 Расчет мощности приводов механизмов бетоноукладчика.

Мощность привода ленточных питателей.

Бетоноукладчик может быть оборудован одним или несколькими питателями.

Расчетная установленная мощность двигателя одного ленточного питателя (25) где К З – коэффициент запаса мощности, К З =1,1…1,3; h - к.п.д. привода питателя, h =0,8…0,85. N 1 – мощность, потребляемая на преодоление трения бетонной смеси о неподвижные борта питателя; (26) где u Л.П. – скорость ленты, м/с; W 1 – сила трения смеси о борта питателя, Н. Для двух бортов W 1 =2*Р б * f 1 , Н, (27) где Р б – сила бокового давления смеси на борт; f 1 =0,8 – коэффициент трения бетонной смеси по стали; Р б = q б * F б , Н, (28) где q б – удельное боковое давление бетонной смеси на борт, Па; q б =h* r *g* q , Па , (29) здесь h – рабочая высота бортов, м, равная высоте заслонки; r - плотность бетонной смеси, r =1900 кг/м 3 ; q - коэффициент подвижности бетонной смеси (30) где y -угол естественного отклонения бетонной смеси в движении, y =30 ° ; F б – рабочая площадь одного борта, м 2 ; F б = h * L б , м 2 , (31) где L б =0,8* L – длина борта питателя, м; L – расстояние между осями барабанов питателя, м, L =1,4 м; F б= 0,17*0,8*1,4=0,19 м 2 ; q б =0,17*2000*9,81*0,33=1101 Па; Р б =1101*0,19=209,19 Н; W 1 =2*209,19*0,8=334,7 Н; кВт. N 2 – мощность, потребляемая на преодоление сил трения ленты питателя о поддерживающий лист от силы тяжести столба бетонной смеси в бункере: (32) где W 2 – сила трения ленты о стальной поддерживающий лист, W 2 =P a *f 2 , H, (33) где f 2 =0,5…0,6– коэффициент трения резиновой ленты по стали; Р а – сила активного давления бетонной смеси на ленту; Р а =q a *F a , H, (34) где F a – площадь активного давления столба смеси в бункере на ленту и стальной лист, м 2 . F a =a*b, м 2 , (35) здесь а – ширина отверстия бункера, м; а =В Л -0,1 м; (32а) а=1,4-0,1=1,3; В Л – ширина ленты, м; b – длина отверстия бункера, м; b » 0,8*L, (32 б ) b =0,8*1,4=1,12; F а =1,3*1,12=1,46 м 2 ; q а – активное давление столба смеси в бункере, Па, (33) где R – гидравлический радиус, м, (34) м; Па; Р а =30978,9*1,46=45229,19 Н; W 2 =45229,19*0,5=22614,6 H ; кВт. N 3 – мощность, потребляемая на преодоление сопротивления в роликоопорах при транспортировании бетонной смеси на ленте. (35) где W 3 – сила сопротивления перемещению массы бетонной смеси на ленте, Н; W 3 = G СМ * f 3 =В Л * h * L * r * g * f 3 , H, (36) где f 3 =0,035…0,04 – приведенный коэффициент сопротивления роликоопор ленты питателя; W 3 =1,4*0,17*1,4*2000*9,81*0,04=261,49 H ; кВт. Определение мощности приводов машины. (37) где n Б/Умах – максимальная скорость передвижения бетоноукладчика (скорость холостого хода), м/с; h - к.п.д. передач движения, h =0,85…0,9; W 0 – сила сопротивления перекатывания (приведенная к ободу ведущих колес): Н; (38) где G Б/У – сила тяжести бетоноукладчика, Н, G Б/У = m Б/У * g , (39) m Б/У – масса бетоноукладчика, кг; G Б/У =10500*9,81=103005, G Б – суммарная сила тяжести бетонной смеси в бункерах, Н, G Б = V n * r * g , (40) G Б =1,83*2000*9,81=35905; К – коэффициент сопротивления перекатывания колес по рельсам (плечо трения качения), м, К » 0,0008 м; m - приведенный коэффициент трения в цапфах колес, m =0,08; D – диаметр колеса бетоноукладчика, м; D =0,3…0,4 м; d – диаметр цапф, м; d =0,06…0,1 м; b - коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы, b =2. Н. Полученное значение W 0 проверяем на достаточность при пробуксовке, когда Сила трения колес при скольжении по рельсам: (41) где а 1 – число ведущих колес (обычно а 1 =2); а 2 – общее число ходовых колес (обычно а 2 =4); f =0,1…0,15 – коэффициент трения при скольжении колес по рельсам; 4445,12 кВт. По рассчитанной мощности определяем тип двигателя: 4А80В6УХ, мощность – 1,0 кВт, частота вращения – 920 об/мин. 4.3 Кинематический расчет механизма передвижения бетоноукладчика и кинематическая схема.

Мощность двигателя (42) где w К – угловая скорость вращения колеса, 1/с; h РЕД – к.п.д. редуктора, h РЕД =0,9; h ЦЕП – к.п.д. цепной передачи, h ЦЕП =0,95. Крутящий момент на колесе: (43) Угловая скорость колеса: (44) (45) где n MAX - максимальная скорость бетоноукладчика, м/мин; D – диаметр колеса, м. об/мин; 1/с; кН*м. Общее передаточное число механической передачи: (46) разбиваем на ступени , (46a) где n ДВ – угловая скорость ротора эл. двигателя, об/мин; n ДВ =920 об/мин.

Бетоноукладчик предназначен для распределения, укладки и разравнивания бетонной смеси при изготовлении плоскостных железобетонных изделий шириной от 1200 мм до 3600 мм сплошного поперечного сечения.

Бетоноукладчик осуществляет предварительное (черновое) заглаживание верхней от крытой поверхности изделия.

Окончательная отделка поверхности, если есть в этом необхо димость, должна производиться па специальных технологических постах с помощью специ альных заглаживающих машин.

Бетоноукладчик может укладывать бетонные смеси с удобоукладываемостью не более 3 см , по осадке конуса,/приготовленные с применением заполнителей, содержащих количе ство пылевидных, глинистых и илистых частиц не превышающее указанного в ГОСТ 8267-75, ГОСТ 8268-74, ГОСТ 8736-77. Бетоноукладчик изготавливается в исполнении УХЛ категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69 для зоны умеренного и холодного климата и обозначается СМЖ 3507 УХЛ4. Бетоноукладчик работает в закрытых помещениях с положительной температурой.

Бетоноукладчик состоит из следующих основных узлов: — рамы портального типа; — вибронасадка с заглаживающим устройством; — бункера с ленточным питателем; — привода подъема-опускания вибронасадка; — двух приводов передвижения бетоноукладчика (левый и правый); — электрооборудования; — пневмосистемы. Все узлы бетоноукладчика смонтированы на раме. По верху рамы бетоноукладчика установлен рельсовый путь в направлении, перпендикулярном движению бетоноукладчика. На рельсовый путь установлен самоходный бункер с ленточным питателем, из которого бетонная смесь поступает в вибронасадок. Для увеличения объема бункера применяются над ставки высотой 60 мм и 360 мм которые крепятся к обвязке бункера болтами.

Вибронасадок при помощи привода подъема-опускания поднимается и опускается по направляющим, установленным на боковинах рамы.

Заглаживание верхней поверхности формуемого изделия осуществляется заглаживаю щим брусом, установленным на одной раме с вибронасадком, который совершает возврат но-поступательные поперечные движения от привода, установленного на раме вибронасадка.

Передвижение бетоноукладчика сообщается приводами, установленными на нижних балках боковин.

Подвод электропитания к бетоноукладчику осуществляется с помощью гибкого кабеля, подвешенного гирляндой на специальной подвеске.

Подвеска кабеля может быть установлена с любой стороны бетоноукладчика в зависи мости от привязки его к конкретным условиям.

Управление бетоноукладчиком производится с пульта, установленного на площадке опе ратора, расположенной с одной стороны рамы бетоноукладчика.

Открывание и закрывание заслонки бункера, подъем и опускание бруса заглаживаю щего производится с помощью пневмоцилиндров.

Управление пневмоцилиндрами произво дится с панели, расположенной над площадкой оператора, сжатый воздух к пневмоцилиндрам подводится от цеховой пневмосистемы с помощью рукавов. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Максимальная ширина формуемых изделий, мм . . . . . . . . . . . . . . . 3600 Емкость бункера (геометрическая), м 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5 Максимальная высота слоя выдаваемой бетонной смеси, мм . . . . . . . . . 300 Ширина лепты питателя, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1400 Скорость, м/мин движения ленты питателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 передвижения бетоноукладчика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,8/11,6 Колея, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4500 Клиренс, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 Установленная мощность, кВт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18,4 7. Правила эксплуатации машины.

Охрана труда и техника безопасности.

Эксплуатация оборудования для укладки бетонной смеси имеет ряд особенностей. Это прежде всего абразивность бетонной смеси и ее способность схватываться. При загрузке бункера бетонораздатчика или бетоноукладчика необходимо следить, чтобы бункер был расположен точно под загрузочной течкой, а его затвор или питатель плотно перекрывал разгрузочное отверстие.

Бетонную смесь, случайно попавшую на металлоконструкции или механизмы, следует, немедленно удалять, так как, накапливаясь и затвердевая, она может привести к поломкам ответственных деталей. В процессе эксплуатации необходимо регулярно, в соответствии с инструкцией по ежесменному обслуживанию, контролировать затяжку болтовых соединений, натяжение ленты питателя, прилегание уплотняющих щитков, натяжение ремней и цепей в передачах, наличие смазки и исправность смазочных устройств, правильность подвески и укладки питающих кабелей и шлангов, исправность ограждающих конструкций и предохранительных устройств.

Техника безопасности . При эксплуатации этой группы машин помимо общих требований, связанных с электробезопасностью, ограждением передач и вращающихся деталей, возникает и дополнительная опасность для находящихся поблизости рабочих, так как бетоноукладчики после остановки начинают перемещаться по рельсам сравнительно бесшумно и медленно, а следовательно малозаметно, в то время как управляющий движением оператор вынужден внимательно следить за работой питателя и других устройств, укладывающих бетонную смесь в форму и обрабатывающих ее там. Чтобы предотвратить несчастные случаи, бетоноукладчик должен иметь щитки, полностью закрывающие колеса и исключающие возможность их наезда на препятствие, случайно попавшее на рельс.

Выступающие за основной габарит части бетоноукладчика (например, площадка оператора, поручни лестницы и др.) должны иметь хорошо заметные, ярко окрашенные ограждения с закругленными поверхностями. Перед началом движения бетоноукладчика оператор должен подавать хорошо слышимый и различимый в производственном шуме сигнал.

Запрещается включать привод передвижения бетоноукладчика, если рабочий находится на верхней площадке его обслуживания или в зоне, передвижения. При наличии на бетоноукладчике вибромашин (вибратор на бункере, обеспечивающий равномерный выход бетонной смеси, вибронасадок для уплотнения бетонной смеси в форме) рабочее место оператора должно иметь надежную виброизоляцию или дистанционное управление. Во время эксплуатации установок для пневмотранспорта бетонной смеси необходимо строго соблюдать правила безопасности, предусмотренные специальной инструкцией.