Разработка конструкции автобетоносмесителя

0 Введение.doc

Бетон и строительные растворы представляют собой искусственные каменные материалы получаемые в результате затвердевания смеси состоящей из вяжущих веществ воды и заполнителей (щебня гравия и песка). В качестве вяжущего вещества в бетонах применяют цемент а в растворах — цемент или известь (или то и другое вместе). Вяжущие вещества и вода составляют активную часть бетона или раствора. В результате химической реакции между ними образуется цементный или известковый камень прочно сцепляющийся с заполнителями. Заполнители (инертная часть) образуют жесткий скелет и в химических реакциях не участвуют.
Смешивание компонентов в однородную смесь является достаточно сложным технологическим процессом который зависит от состава смеси ее физико-механических свойств времени смешивания и конструкции смешивающего устройства. Для приготовления бетонных и растворных смесей применяют смесительные машины основным узлом которых является смесительный барабан (чаша) определенной вместимости. Процесс приготовления смесей состоит из ряда последовательно выполняемых операций: загрузки в смесительную машину отдозированных компонентов — вяжущих и заполнителей перемешивания компонентов с добавлением определенной дозы воды и выгрузки из машины готовой смеси бетона или раствора.
Транспортирование бетонных и растворных смесей от места их приготовления к месту укладки осуществляется различными типами машин в зависимости от дальности и условий перемещения состава смеси характера сооружаемого объекта объемов и технологии выполняемых работ. Одной из таких машин является автобетоносмеситель.

--Титульник.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
Кафедра «Детали машин путевые и строительные машины»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ДОРОЖНЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ»
«РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ АВТОБЕТОНОСМЕСИТЕЛЯ»
студент группы ЗСА–51
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
преподавательстудент группы ЗСА–51
Бочкарев Д.И. Сподобаев В.Ю.

Автобетоносмеситель ВО1.dwg

КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.ВО
Технические характеристики: 1. Базовый автомобиль: МАЗ-5337А2 2. Объем барабана: 2
м3 4. Объем бака для воды: 1000 л 4. Наибольшая скорость передвижения: порожнего 75 кмч груженого 50 кмч 5. Частота вращения смесительного барабана: до 18 обмин
Автобетоносмеситель АВС 4-ДО
Смесительный барабан
Привод смес.барабана
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.СБ
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.СП
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.01
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.02
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.03
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.04
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.05
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.06
КР.ДСМ.ЗСА-51.00.00.07

5 ТБ.doc

5 Техника безопасности при работе с автобетоносмесителем.
К работе на автобетононасосе допускаются лица знающие правила эксплуатации данного автобетононасоса и прошедшие практику работы на этом автобетононасосе под руководством квалифицированного оператора в течение месяца и имеющий на руках удостоверение машиниста.
Все работы с применением автобетоносмесителей должны выполняться в соответствии с требованиями техники безопасности в строительстве инструкций заводов-изготовителей по эксплуатации оборудования.
Знания машинистом инструкций по эксплуатации данного типа автобетононасоса требований техники безопасности и охраны труда и требований настоящей «Инструкции» проверяются на экзаменах квалификационной комиссией. Лица успешно сдавшие экзамены и прошедшие практику получают удостоверение (машиниста) на право управления данным автобетононасосом. Экзамены должны проводиться ежегодно перед началом эксплуатации автобетононасоса. Работать на автобетононасосе без указанного удостоверения запрещается.
Машинисты и рабочие комплекта машин должны работать в спецодежде защитных касках и очках.
К работе по эксплуатации автобетононасоса допускаются лица не моложе 18 лет прошедшие специальное медицинское освидетельствование. Медицинское освидетельствование должно проводиться не реже одного раза в год. Работать на неисправном автобетоносмесителе запрещается. Так же без внешнего осмотра запрещается эксплуатация автобетоносмесителя.

1 Назначение и краткое описание устройства.doc

1 Назначение краткое описание устройства
Автобетоносмесители предназначены для приготовления бетонной смеси во время следования от специализированных установок загружающих сухие компоненты внутрь емкости до места укладки. Они транспортируют уже готовую смесь произведенную на стационарном бетонном заводе ил для непосредственного приготовления смеси на самом строительном участке.
Наиболее эффективно применение миксеров в сельскохозяйственном дорожном строительстве и в других случаях когда строительный объект значительно удален от ближайшего бетонного завода.
Основная задача которую выполняет автобетоносмеситель - транспортировка бетона согласно жестким требованиям ГОСТ. Согласно им при перевозке бетонной смеси недопустимо попадание в нее атмосферных осадков прямых солнечных лучей должна быть защита от нарушения гомогенности. Помимо этого с целью экономии материала не допускается его потеря при загрузке транспортировке и выгрузке.
Рисунок 1 – Автобетоносмеситель.

3 Описание конструкции и кинематической схемы.doc

3 Описание конструкции автобетоносмесителя.
Смесительный барабан объемом готового замеса 25 м3 смонтирован на шасси грузового автомобиля по заданию на МАЗ-5337. Рабочее оборудование автобетоносмесителя включает раму сам смесительный барабан с загрузочно-разгрузочным устройством механизм вращения барабана дозировочно-промывочный бак водяной центробежный насос систему управления оборудованием с рычагами и контрольно-измерительные приборы. Смесительный барабан имеет три опорные точки и наклонен к горизонту под углом 15°. Лоток может поворачиваться при разгрузке в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в вертикальной плоскости на угол до 60°. Загрузочно-разгрузочное устройство состоит из загрузочной и разгрузочной воронок складного лотка переменной длины и поворотного устройства.
Рисунок 3.1 – Автобетоносмеситель:
– бак для воды 2 – смесительный барабан 3 – лопасти смесительного вала 4 – загрузочное отверстие 5 – отверстие для выгрузки бетонной смеси 6 – смесительный вал 7 – привод смесительного вала.
1 Гидравлическая схема трансмиссии автобетоносмесителя.
Гидростатическая трансмиссия – замкнутая гидравлическая система состоящая из гидронасоса и гидромотора. Гидростатическая трансмиссия предназначена для передачи механической энергии от приводного двигателя к исполнительному органу изделия.
Основные порты гидромотора соединены гидравлическими линиями с основными портами насоса. Рабочая жидкость течет в любом направлении от насоса до гидромотора и затем возвращается в насос в данном закрытом контуре. Каждая из гидравлических линий может быть под высоким давлением. В рабочем режиме позиция наклонной шайбы определяет какая из линий находится под высоким давлением а также направление потока рабочей жидкости. Гидромотор должен быть соединен с дренажной линией через дренажное отверстие расположенное в верхней точке чтобы гарантировать заполнение дренажной полости гидромотора. Дренажную линию гидромотора рекомендуется соединять с нижним дренажным отверстием насоса отвод объединенных утечек в гидробак осуществляется через верхнее дренажное отверстие насоса. Теплообменник предназначен для
охлаждения рабочей жидкости составляющей дренажные утечки до того как она попадет в гидробак.
Рисунок 3.2 – Гидравлическая схема трансмиссии автобетоносмесителя.
2 Описание кинематической схемы автобетоносмесителя.
На внутренней поверхности барабана укреплены две спиральные лопасти 11. Вращение барабану 9 сообщается от индивидуального дизельного двигателя 3 через реверсивный зубчатый редуктор 5 и цепную передачу 6 ведомая звездочка к которой жестко прикреплена к сферическому днищу барабана опирающегося спереди на раму шасси центральной цапфой 7 а сзади - гладким бандажом 10 на опорные ролики 12 установленные на шарикоподшипниках. Привод обеспечивает две частоты вращения барабана в обе стороны при загрузке перемешивании и разгрузке. Частоту вращения при загрузке выбирают в зависимости от производительности питающей установки. Приготовление смеси в пути следования производят при дальности транспортировки не более 10 15 км при этом отдозированые компоненты в смесительный барабан загружают одновременно. При перевозках на большие расстояния в барабан загружают сначала сухие компоненты (цемент и заполнители) а подачу воды и приготовление смеси производят непосредственно на объекте. Заданная порция воды подается в смесительный барабан из дозировочно-промывочного бака центробежным насосом 1 через сопло в загрузочной воронке. Через то же сопло производится промывка барабана водой после разгрузки. Привод насоса осуществляется от двигателя 3 через карданный вал 4 и клиноременную передачу 2.
Рисунок 3.3 – Кинематическая схема автобетоносмесителя.

7 Список использованной литературы.doc

Список использованной литературы
Дорожно-строительные машины Под. ред. А. М. Щемелева. – Мн.: Технопринт 2000. – 515 с.
Дорожно-строительные машины и комплексы В. И. Боловнев Г. В. Кустпрев. – М.: Транспорт 2001.
Справочник по механизмам транспортных машин. А. В. Кузьмин Ф. Л. марон. – Мн.: Высш. шк. 1983. – 350 с.
Щемелев А. М. Проектирование гидропривода машин для земляных работ. – Могилев:ММИ 1995. – 322с.
Врублевская В.И. Врублевский В.Б. Детали машин и основы конструирования: Курсовое проектирование. – Гомель: БелГУТ 2006.– 434 с.
Курмаз Л. В. Скойбеда А. Т. Детали машин. Проектирование: Учебное пособие. – Мн.: УП «Технопринт» 2001. – 290 с.
Мартынов В. Д. Сергеев В. П. Строительные машины. Учебное пособие для вузов специальности «Строительные машины и оборудование». – М.: «Высшая школа» 1987. – 376 с.: ил.

2 Анализ уровня техники в области машин заданного типа.doc

2 Анализ уровня техники в области машин заданного типа.
Ни одна строительная площадка не обходится без современной специализированной техники. Самым востребованным видом автооборудования которое в обязательном порядке присутствует на каждой стройке являются автобетоносмесители. Сегодня их выпускают различные предприятия как отечественные так и зарубежные. Цена на такие автомашины достаточно высокая и варьируется в зависимости от качества модели и количества возможных функций.
Импортные машины оборудуются мешалками объемом в 10-12 кубометров. Для удобства эксплуатации на технику установлены специальные противооткатные приспособления представляющие собой упоры. Автобетоносмесители позволяют выполнять работы даже в местах с плохой проходимостью. Установка мешалок производится лишь на мощные автомашины обладающие характеристиками повышенной маневренности и способности передвижения в сложных дорожных условиях.
Автобетоносмеситель SHAANXI предназначены для доставки готовой бетонной смеси потребителям с сохранением её свойств в пути следования и выгрузки в место укладки или бетонотранспортные устройства а также приготовления бетонной смеси из сухих компонентов на строительном объекте. Автобетономиксеры SHAANXI управляются одним водителем-оператором эксплуатируются в любых климатических условиях при температуре от -20°С до +40°С.
Автобетоносмеситель Шанкси или миксер – разновидность специализированной техники использующаяся при различных строительных работах. Такие машины необходимы для обеспечения объектов нужным количеством бетонного раствора. Кроме доставки бетоносмеситель выполняет подачу и равномерное распределение раствора в различные строительные конструкции.
Бетоносмеситель SHAANXI представляет собой грузовой автомобиль
оборудованный специальной емкостью для транспортировки бетона. Оптимальная консистенция транспортируемого раствора обеспечивается механизмом вращающим емкость во время движения миксера. Основные рабочие узлы машины смонтированы на раме прочно прикрепленной к шасси грузовика. Процесс загрузки и выгрузки миксера осуществляется с помощью специальных механизмов. Для управления операциями достаточно одного человека.
Все модели автобетоносмесителей SHAANXI проходят строгие эксплуатационные и испытания имеют высокую производительность основных узлов и создают комфортные условия для работы. Высокие технические характеристики обеспечивают миксерам HOWO SHAANXI и FAW достойное место на мировом рынке специализированной техники. По отдельным заказам изготавливается «зимний» вариант технологического оборудования (смесительный барабан и водобак) с термоизоляцией. Высокоэффективная конструкция термоизоляции из современных теплоизоляционных материалов надежно защищает бетонную смесь в условиях низких температур (-40°С).
Рисунок 2 –автобетоносмеситель компании «Shaanxi».
1 Исследовательская часть проекта.
Использование: устройства для приготовления бетонных смесей. Сущность: автобетоносмеситель содержит смонтированный с возможностью вращения на транспортном средстве смесительный барабан с днищем и со спиральными лопастями и привод реверсивного вращения. Внутри спиральных лопастей установлены смесительные элементы равномерно расположенные по окружности и закрепленные одним концом на днище барабана. Смесительные элементы в поперечном сечении выполнены двояковогнутой формы. Наружная поверхность элемента конгруентна внутренней поверхности спирали. 4 ил.
Известен автобетоносмеситель содержащий барабан с наклонной осью вращения со спиральными лопастями высота которых переменна по длине барабана. Спиральные лопасти выполнены с разрывами у верхнего торца барабана а угол их подъема составляет 90о в зоне загрузочного отверстия и 10о в зоне выгрузочного причем последнее расположено у нижнего торца барабана
АВТОБЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ.
Изобретение относится к строительству а именно к устройствам для приготовления и транспортирования бетонной смеси. Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы автобетоносмесителя путем принудительного встречного вращения смесительного барабана и лопастного вала при перемешивании бетонной смеси. Автобетоносмеситель состоит из транспортного средства 1 и смонтированного на нем с возможностью вращения смесительного барабана 2 с днищем 3 разгрузочным отверстием 4 и закрепленным на его стенках спиральными лопастями 5 образующими винтовую навивку. Соосно со смесительным барабаном 2 установлен вал 6 с жестко закрепленными на нем спиральными лопастями 7. На валу 6 соединенном с двигателем 8 и редуктором 9 закреплено центральное колесо 10 планетарного редуктора 11 коронное колесо 12 которого смонтировано на смесительном барабане 2. Сателлиты 13 свободно установлены на осях 14 водила 15 и находятся в зацеплении с центральным 10 и коронным 12 зубчатыми колесами. Водило 15 жестко соединено со шкивом тормоза 16 и установлено на валу 6 с возможностью вращения.
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ АВТОБЕТОНОСМЕСИТЕЛЕМ.
Изобретение относится к области управления устройствами для приготовления смесей. Устройство управления автобетоносмесителем содержит смесительный барабан с гидравлическим приводом. Гидронасос гидравлического привода приводится в действие дизельным двигателем автобетоносмесителя или отдельным двигателем. Устройство управления выполнено с возможностью установления скорости вращения дизельного двигателя в зависимости от скорости вращения смесительного барабана задаваемой рычагом (16) управления. Рычаг (16) управления содержит кнопочный элемент (38) управления. Кнопочный элемент (38) управления регулирует линейные ускорения и линейные торможения смесительного барабана в зависимости от нагрузки. Достигается повышение эксплуатационного ресурса дизельного двигателя автобетоносмесителя и снижение потребления топлива двигателем автобетоносмесителя.
За прототип выбираем реверсивный автобетоносмеситель АБС - 4ДО на базе МАЗ-5337 с приводом от ДВС.
Рисунок 2.2 – автобетоносмеситель АБС – 4ДО на шасси МАЗ-5337.
Технические характеристики автобетоносмесителя:
Марка шасси:МАЗ 5337А2
Максимальный объем перевозимой бетонной смеси:4 м3
Максимальная масса перевозимой бетонной смеси:6710 кг
Масса технологического оборудования:3000 кг
Снаряженная масса АБС:9160 кг
Продолжительность перемешивания бетонной смеси:до 20 мин
Частота вращения смесительного барабана:до 18 обмин
Вместимость бака для воды:1000 л
Высота загрузки АБС:3200 мм
Скорость движения грпор:5075 кмч
Габаритные размеры (ДхШхВ):7200×2460×3090 мм

6 Заключение.doc

При выполнении данной контрольной работы я получил теоретические навыки в области машин по транспортированию бетона а также ознакомился с методикой расчета основных параметров автобетоносмесителя и его конструкции провел патентный анализ в области конструкции автобетоносмесителя.

- Содержание.doc

Назначение описание устройства и работы автобетоносмесителя
Анализ уровня техники
1Исследовательская часть .
Описание конструкции автобетоносмесителя ..
1 Описание кинематической схемы .
Расчет основных параметров автобетоносмесителя
Техника безопасности при работе с автобетоносмесителем . .
Список использованной литературы .

4 Определение основных параметров машины.doc

4 Расчет основных параметров автобетоносмесителя.
Определение основных размеров барабана:
D0 = (078 083) VP033 = 083 25033 = 11 м
где VP = 25 м3 – объем барабана.
Толщина стенки барабана:
= (0015 0020) D0 = 002 11 = 0022 м
DH = D0 + 2 = 11 + 2 0022 = 1144 м
LБ = (25 26) D0 = 26 11 = 286 м
А = (175 178) D0 = 178 116 = 196 м
С = (012 013) D0 = 013 11 = 014 м
В = LБ – А – С = 286 – 196 - 014 = 05 м
Фактический геометрический объем барабана:
VГ = (( 4) D0 LБ) = (314 4) 11 286 = 114 м3
Фактический коэффициент заполнения:
факт = Vг Vр = 114 25 = 040
Это соответствует рекомендации ( = 033 040).
Определение часовой технической производительности автобетоносмесителя при перевозки бетона на 10 км:
где V = 25 м3 - вместимость барабана;
kоб = 089 - коэффициент использования геометрического объема представляющего отношение объема сухих составляющих загружаемых в барабан к геометрическому его объему;
kвых = 1 - коэффициент характеризующий выход смеси и определяемый отношением ее объема к объему сухих составляющих;
Тц - продолжительность цикла автобетоносмесителя;
где L = 10 км - дальность перевозки смеси;
vгр и vпор - скорость движения автобетоносмесителя в груженом и порожнем состояниях (50 и 75 кмч соответственно);
t3 = 50 с = 083 мин - продолжительность загрузки барабана сухими составляющими (20 сек на 1 м3);
tр = 150 с = 25 мин - продолжительность разгрузочных операций (60 с на 1 м3).
tп = 75 с = 125мин – продолжительность промывочной операции (30 с на 1м3)
Основные кинематические параметры бетоносмесителей.
Критическая угловая скорость и частота вращения барабана:
кр = √g (sin γ0 – f cos γ0) R0
f = 04..05 – коэффициент трения бетонной смеси о лопасть;
γ0 = 45о – угол внутреннего трения бетонной смеси;
R0 – наибольший внутренний радиус барабана;
R0 = D0 2 = 11 2 = 055 м
кр = √981 (07 – 05 07) 055 = 286 с-1
Номинальная угловая скорость вращения:
ном = (09 095) кр = 09 286 = 257 с-1
Расчёт потребляемой мощности.
Полная сила тяжести бетонной смеси:
Gсм = Vз ρсм g = 25 981 2500 = 613 кН
Поднимаемая за счёт сил трения:
G1 = 085 Gсм = 085 613 = 521 кН
Поднимаемая в лопастях:
G2 = 015 Gсм = 015 613 = 92 кН
где Vз = 25 м3 – объём готового замеса;
ρсм – плотность смеси кгм3;
g = 981 мс2 - сила тяжести барабана;
Расчёт мощности затрачиваемой на перемешивание:
Средняя высота подъема перемешиваемых компонентов за счет сил трения (h1) и в лопастях (h2):
h2 = (1 + sin γ0) R0 = (1 + 07) 055 = 06 м
время одного оборота барабана:
tоб = 60 18 = 60 50 = 33 с
где n = 18 обмин – частота вращения барабана;
время подъема смеси в лопастях t1 и падения компонентов смеси с высоты h2 (t2):
t1 = (90 + γ0) (60 18) = (90 + 45) (60 18) = 0125 с
t2 = (2 h2 g) 05 = (2 06 981) 05 = 007 с
где nном = 18 мин-1 – номинальная частота вращения барабана;
число циркуляций смеси за 1 оборот барабана за счет сил трения (Z1) и в лопастях (Z2):
Z1 = 360 2 γ1 = 360 2 90 = 2 об-1
Z2 = t ( t1 + t2) = 12 (0125 + 007) = 615 об-1
где γ1 – угол перемещения смеси γ1 = 2 γ0
Мощность затрачиваемая на перемешивания:
N1 = (G1 h1 Z1 + G2 h2 Z2) n 60 = (521 055 2 + 92 06 615) 18 60 = 574 кВт.
Требуемая мощность на валу гидродвигателя:
Nтр = N1 (103 n) = 574 18 103 = 102 кВт
где N1 – мощность затраченная на перемешивание;
n = 18 обмин – частота вращения барабана;
Мощность гидродвигателя должна быть больше либо равной Nтр. Исходя из этого условия выбираем гидродвигатель 310.2.28 мощностью 17 кВт с КПД – 091 .