Глава 6. Машины и оборудование для бетонных работ

6.1. Машины для приготовления бетонных и растворных смесей

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.

Смесительные машины классифицируются: а) по назначению — на бетоносмесители для приготовления бетонных смесей и растворо-смесители для приготовления растворных смесей (строительных ра­створов); б) по способу перемешивания материалов в смесительном барабане - с перемешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) и с принудительным перемешиванием; в) по ха­рактеру работы - периодического (цикличного) и непрерывного дей­ствия; г) по форме смесительного барабана - с грушевидным, двух-конусным, чашевидным и корытообразным с лопастными горизон­тальными валами; д) по способу установки - на передвижные и стационарные.

Перемешивание при свободном падении материалов производит­ся во вращающемся относительно горизонтальной или наклонной оси барабане, на внутренней поверхности которого укреплены лопа­сти (рис. 6.1, а); лопасти непрерывно захватывают, поднимают и сбрасывают вниз потоки компонентов смеси, при столкновении ко­торых происходит смешивание. Частота вращения барабанов грави­тационных смесителей не превышает 20 об/мин во избежание воз­никновения больших центробежных сил, препятствующих свободной циркуляции потоков смеси внутри барабана.

Принудительное перемешивание материалов производится лопа­стным валом (рис. 6.1, б), ротором с лопастями (рис. 6.1, в), двумя лопастными валами (рис. 6.1, г), вращающимися в неподвижном ба­рабане или чаше.

В смесительных машинах периодического действия загрузка ком­понентов, их перемешивание и выгрузка готовой смеси производятся

200

Рис. 6.1. Схемы перемешивания материалов в смесительных машинах

определенными порциями, причем очередная порция компонентов загружается в смеситель только тогда, когда из него будет выгруже­на уже приготовленная порция раствора или бетонной смеси.

В смесительных машинах непрерывного действия поступление компонентов в смесительный барабан, их перемешивание и выгруз­ка готовой смеси производятся одновременно и непрерывно.

Основным параметром смесительных машин цикличного дей­ствия является объем готовой смеси, получаемый за один замес, а машин непрерывного действия - часовая производительность по приготовленной смеси (в м³/ч).

6.1.1. Бетоносмесители

Промышленность выпускает: передвижные и стационарные бето­носмесители цикличного действия - гравитационные с объемом го­тового замеса 65—3000 л и принудительного действия с объемом го­тового замеса 165—1000 л; бетоносмесители непрерывного действия с принудительным перемешиванием материалов производительнос­тью 5-60 м³/ч и гравитационные производительностью 120 м³/ч; все они выполняются стационарными, за исключением бетоносмесите­ля первого типоразмера.

Высокопроизводительные стационарные бетоносмесители приме­няют при оборудовании автоматизированных бетонных заводов, предназначенных для снабжения товарным бетоном крупных стро­ек и рассчитанных на длительную эксплуатацию, а передвижные -Для приготовления бетонных смесей непосредственно в построечных

201

условиях и на бетоносмесительных узлах небольшой производитель­ности.

Гравитационные цикличные бетоносмесители предназначены для приготовления пластичных бетонных смесей. Основными узлами передвижного гравитационного бетоносмесителя с объемом готово­го замеса 65 л являются грушевидный смесительный барабан, двига­тель, редуктор, механизм поворота (наклона) барабана с фиксирую­щим устройством и рама, снабженная колесным ходом.

К внутренней поверхности барабана прикреплены сменные сме­сительные лопасти, которые помимо смешивания компонентов спо­собствуют быстрой выгрузке готовой бетонной смеси из барабана. Смесительный барабан приводится во вращение от двигателя (элек­тродвигателя или двигателя внутреннего сгорания) через клиноре-менную передачу и двухступенчатый редуктор; причем барабан же­стко закреплен на тихоходном валу редуктора.

При загрузке исходными материалами и их смешивании барабан наклонен к горизонту под углом 12°, а при выгрузке готовой смеси — под углом 40°. Выгружают готовую смесь, опрокидывая вращающий­ся барабан отверстием вниз.

На рис. 6.2 показан такого типа серийно изготавливаемый бето­носмеситель СБ-116А. Он предназначен для приготовления бетонной смеси при крупности заполнителя до 40 мм. Состоит из смеситель­ного барабана, редуктора, механизма поворота и фиксации барабана,

Рис. 6.2. Бетоносмеситель СБ-116А:

1 — редуктор; 2 — кожух; 3 — клиновой ремень; 4 — двигатель 2СД-М1-11; 5 — колесо; 6 — дышло; 7 — рама; 8 — смесительный барабан; 9 — лопасть

202

рамы с ходовой частью на пневматических колесах. Верхняя часть стального барабана вместимостью 65 л имеет форму усеченного ко­нуса, нижняя - цилиндра, в днище которого вварена втулка для по­садки на вал редуктора.

К стенкам барабана на болтах прикреплены лопасти, которые мож­но быстро заменить при износе. Редуктор со смесительным барабаном поворачивается вокруг своей оси на подшипниках, изменяя положение оси барабана. Смесителем управляют вручную при помощи рукоятки на редукторе и фиксируют штырем, который входит в отверстие кронштей­на на раме. Привод вращения смесительного барабана осуществляется от двигателя внутреннего сгорания через клиноременную передачу.

В бетоносмесители с объемом готового замеса 65 л материал загру­жают вручную, они не имеют вододозировочных устройств и способ­ны вьщавать до 3 м³/ч смеси при частоте вращения барабана 23 об/мин и мощности двигателя 0,6 кВт.

Передвижной гравитационный бетоносмеситель с объемом заме­са 165 л (рис. 6.3) оборудован ковшовым (скиповым) подъемником с индивидуальным приводом для загрузки отдозированных сухих

Рис. 6.3. Цикличный гравитационный бетоносмеситель с объемом готового

замеса 165л:

а — общий вид; б — кинематическая схема

203

компонентов смеси в барабан и вододозировочным устройством для отмеривания дозы воды на замес.

Смесительный барабан 5 грушевидной формы имеет одно загру-зочно-выгрузочное отверстие. К внутренним стенкам барабана при­креплены смешивающие лопасти. Барабан жестко закреплен на вы­ходном валу трехступенчатого цилиндро-конического редуктора 7 с приводом от фланцевого электродвигателя П. Механизм вращения барабана смонтирован в траверсе 10, Траверсу, а вместе с ней и сме­сительный барабан в положение загрузки, перемешивания, выгруз­ки поворачивают вокруг горизонтальной оси вручную при помощи штурвала 6 через одноступенчатый редуктор 9. Удержание барабана в различных положениях обеспечивается фиксирующим устройством 8.

Перемешивание компонентов производится при наклонном положе­нии оси барабана, а выгрузка готовой смеси - путем опрокидывания вращающегося барабана отверстием вниз. Загрузка сухих компонен­тов в смесительный барабан производится скиповым загрузочным ковшом 7. Подъем и опускание ковша осуществляются с помощью лебедки, установленной на раме машины и состоящей из двух подъемных барабанов 2, закрепленных на горизонтальном валу, са­мотормозящегося червячного редуктора 3 и фланцевого электродви­гателя 4. На барабанах скиповой лебедки закреплены концы сталь­ного каната /2, охватывающего загрузочный ковш. При навивании каната на барабаны ковш с компонентами поднимается по направля­ющим рамы в крайнее верхнее положение и разгружается в смеситель путем опрокидывания. Привод механизма подъема ковша имеет два концевых выключателя, автоматически отключающих электродвига­тель в крайних положениях ковша.

Бетоносмеситель выдает до 6 м³ смеси в час, имеет частоту враще­ния смесительного барабана 20 об/мин и мощность электродвигате­ля привода вращения барабана 1,0 кВт.

Цикличные бетоносмесители принудительного действия предназна­чены для приготовления мелкозернистых и жестких бетонных сме­сей, а также различных строительных растворов.

В настоящее время широкое применение получили бетоносмеси­тели роторного типа, выпускаемые с объемом готового замеса 165, 330, 500 и 600 л, и планетарно-роторные с объемом замеса 1000 л.

Принцип действия роторных бетоносмесителей (рис. 6.4, а) осно­ван на перемешивании смеси вращающимся ротором 2 с лопастями 3 в кольцевом смесительном пространстве неподвижной чаши /. Лопасти прикреплены к ротору с помощью амортизаторов на разном удалении от оси вращения, а их рабочие поверхности расположены под

204

Рис. 6.4. Принципиальные схемы цикличных бетоносмесителей принуди­тельного действия

различными углами к траектории движения лопастей. Такая схема ус­тановки лопастей, создающих при своем движении продольные и по­перечные потоки смешиваемых компонентов, обеспечивает интенсив­ное и качественное перемешивание смеси любой консистенции.

В планетарно-роторных смесителях (рис. 6.4, б) перемешивание компонентов смеси осуществляется также в неподвижной чаше / лопастным ротором и дополнительно лопастями 4, вращающимися в противоположную сторону относительно собственной оси, движу­щейся вокруг оси ротора 2.

Роторные и планетарно-роторные бетоносмесители разгружают­ ся через люк в днище чаши, закрываемый во время перемешивания затвором. ^х

Передвижные роторные бетоносмесители с объемом готового за­меса 165 л имеют диаметр смесительной чаши 1250 мм, частоту вра­щения ротора 31-35 об/мин и мощность электродвигателя привода, 5-5,5 кВт. Роторные цикличные бетоносмесители с объемом готового замеса 330 и 500 л аналогичны по конструкции описанной выше ма­шине и отличаются от нее диаметром смесителя, числом лопастей и мощностью приводного электродвигателя. Они выполняются стаци­онарными и входят в комплект бетоносмесительных установок.

Бетоносмесители с принудительным перемешиванием материалов непрерывного действия предназначены для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей с максимальной крупностью заполнителя 40 мм, а также всевозможных растворов. Принудительные бетоносме­сители непрерывного действия (рис. 6.5) однотипны по конструкции

205

Рис. 6.5. Двухвальный бетоносмеситель непрерывного действия:

а — общий вид; б — кинематическая схема

и различаются производительностью, размерами и формами рабочих органов. Они состоят из горизонтально расположенного барабана 8 корытообразного сечения, внутри которого расположены два лопа­стных вала 6, вращающихся с одинаковой угловой скоростью в раз­личных направлениях. Литые стальные лопасти 7 валов расположе­ны по винтовым линиям, что обеспечивает передвижение перемеши­ваемых компонентов смеси вдоль оси смесителя и равномерное распределение их между собой. Отдозированные сухие и жидкие ис­ходные компоненты поступают непрерывным потоком в смеситель через загрузочный лоток 5. Готовая смесь выгружается с противопо­ложной стороны смесителя через разгрузочный затвор 9.

Привод лопастных валов смесителя осуществляется от электродви­гателя / через клиноременную передачу 2 и двухступенчатый цилин­дрический редуктор 3. Вращение второму валу передается открытой зубчатой парой 4. Частота вращения валов составляет 40-65 об/мин.

Двухвальные смесители входят в комплект бетоносмесительных установок непрерывного действия производительностью 5, 30 и 60 м³, однако они могут работать и циклически. При непрерывном процес­се затвор 9 открыт постоянно, а при цикличном - на период раз­грузки. Бетоносмесительные установки производительностью 5 м³/ч выпускаются передвижными и применяются для приготовления низ­комарочных бетонов и строительных растворов на рассредоточенных объектах с небольшими объемами работ. Установки большей произ­водительности - стационарные.

206

Ниже рассмотрим некоторые примеры применяемых серийно выпускаемых бетоносмесителей.

Бетоносмеситель СБ-16Г (рис. 6.6) предназначен для приготовле­ния бетонных смесей различных марок. Он представляет собой ста­ционарную машину цикличного действия, состоящую из рамы, тра­версы, смесительного барабана, гидроопрокидывателя, скипового подъемника, механизма подъема и опускания ковша, системы водо-питания и электрооборудования.

Рис. 6.6. Бетоносмеситель СБ-16Г:

1 — скип; 2 — вододозировочная система; 3 — правый швеллер в сборе; 4 — смеситель в сборе; 5 — дверца электрошкафа; б — электрооборудование; 7 — рама смесителя; 8 — левый швеллер в сборе; 9 — система водопитания; 10 —

ключ

Смесительный барабан выполнен из листовой стали. Верхняя часть его имеет форму усеченного конуса, нижняя — цилиндра, в днище которого вварена втулка для посадки на вал редуктора. К стен­кам барабана прикреплены лопасти (3 с помощью болтов, а 3 прива­рены). Опрокидывание смесительного барабана осуществляется гид­роопрокидывателем, состоящим из гидроцилиндра, рычага, гидро­привода и гидрораспределителя управления.

Бетоносмеситель СБ-91Б (рис. 6.7) вместимостью по замесу 500 л предназначен для приготовления подвижных бетонных смесей в

207

Рис. 6.7. Бетоносмеситель СБ-91Б:

1 — смеситель в сборе; 2 — ключ; 3 — дверь в сборе, 4 — рама бетоносмеси­теля; 5 — гидроопрокидыватель; б — электрооборудование

технологических линиях бетонных заводов и бетоносмесительных ус­тановках. Он может быть установлен как в рабочих помещениях, так и на открытых площадках под навесом. Основным оборудованием бе­тоносмесителя являются: рама, смесительный барабан, траверса, гид­роопрокидыватель, механизмы вращения и опрокидывания смеси­тельного барабана, электрооборудование, состоящее из аппаратуры пуска, защиты и управления.

Перевод барабана из положения приготовления смеси в положе­ние выгрузки (и обратно) осуществляется поворотом траверсы (вме­сте с барабаном и редуктором) гидроцилиндром через рычаг.

Бетоносмеситель СБ-133А (рис. 6.8) принудительного дей­ствия, цикличный турбулентный передвижной предназначен для приготовления бетонных смесей с осадкой конуса 3 см и строи­тельных растворов подвижностью 4 см. Основное оборудование его - это ротор, неподвижный бак, разгрузочное устройство и электродвигатель.

Вращение ротора осуществляется от электродвигателя через кли-ноременную передачу. В процессе вращения ротор отбрасывает смесь к конусной части бака. Две лопатки на стенке бака тормозят движе­ние смеси и направляют ее спирально вверх, откуда смесь, падая на ротор, вновь вовлекается в движение. Разгрузочное устройство нахо­дится в нижней части бака.

208

1120

Рис. 6.8. бетоносмеситель СБ-133А:

1 — натяжной болт; 2 — электродвигатель; 3 — щиток; 4 — ротор; 5 — лопасть; 6 — крышка; 7 — бак; 8 — выгрузочное устройство; 9 — розетка; 10 — огражде­ние; 11 — вилка; 12— кабель; 13— основание с приводным валом; 14 — сто­порное кольцо; 15— колесо; 16—- вал электродвигателя; 77— шкив; 18— ре­мень; 19 — салазки

Смеситель загружается при включенном электродвигателе и в строгой последовательности: вода, цемент, заполнители, причем рав­номерно, не менее чем за 30 с. При более быстрой подаче заполни­телей может заклинить ротор и даже его остановить.

Бетоносмесительная установка СБ-134 (рис. 6.9) предназначена для приготовления подвижных бетонных смесей на строящихся объектах, на открытых площадках, при температурах окружающей среды не

209

Рис. 6.9. Бетоносмесительная установка СБ-134:

1 — кабина с электрооборудованием; 2 — поворотная платформа; 3 — сектор­ный распределитель; 4 -— склад заполнителей; 5 — направляющая; б — загру­зочный ковш; 7 — дозатор цемента; 8 — дозатор воды; 9 — скреперный привод; 10 — вибратор; 11 — склад цемента; 12— бетоносмеситель

ниже +5°С. Установка оснащена двумя цикличными бетоносмесите­лями гравитационного действия и монтируется из укрупненных сбо­рочных единиц, основными из которых являются: смесительно-до-зировочный блок; склад цемента; шнековый питатель; стреловой скрепер; секторный распределитель; склад заполнителей. Смеситель-но-дозировочный блок состоит из рамы, дозатора цемента, дозатора

210

воды, механизма подъема загрузочного ковша, распределительной воронки, установки бетоносмесителей и кабины оператора с пультом управления.

Дозатор цемента (ДЦ) и дозатор жидкости (ДЖ) унифицированы и различаются только конструкцией затворов.

Работа бетоносмесительной установки начинается с заполнения секторного распределителя инертными материалами и с цементно­го склада цементом. Подача инертных материалов осуществляется скреперным ковшом на стреле и лебедкой, управляемой рычагами.