Типы бетоносмесителей
В настоящее время в технологии приготовления различных цементобетонных смесей применяются два типа смесителей: гравитационного (свободного) и принудительного перемешивания. Гравитационное перемешивание осуществляется во вращающемся барабане, снабженном лопастями, путем многократного подъема и свободного падения компонентов смеси. Смесители принудительного типа характеризуются более высокой интенсивностью воздействия на смешиваемый материал. Процесс смешивания в них осуществляется путем вращения лопастных валов, геометрическая форма и характер вращения которых обеспечивает конвективный перенос смеси в камере смешивания.
Качество строительного оборудования
Качество строительного оборудования является одним из важнейших факторов успешной конкуренции на рынке. В настоящее время во всем мире заметно увеличились требования, предъявляемые к качеству продукции. И в первую очередь к таким показателям, как надежность, экологичность, эргономичность, условия работы операторов, экономия энергии и топлива. В общем объеме экспорта отраслей народного хозяйства России продукция машиностроения составляет незначительную величину. Одной из основных причин небольших объемов экспорта машиностроительной продукции является ее неконкурентоспособность, обусловленная в первую очередь ее невысоким качеством.
Каким же образом можно повысить качество отечественной техники, сделать ее более конкурентоспособной? Один из эффективных путей - сертификация. Сертификация - это действие, удостоверяющее посредством документов (сертификата или знака), что изделие соответствует определенным стандартам или другим нормативным документам. Данное определение сформулировано и принято в международных стандартах ISO 9000 (Управление качеством продукции) и положено в основу понятия сертификации соответствия ГОСТ Р в Российской Федерации.
В настоящее время международные стандарты ISO 9000 находят все более широкое применение в мировой практике как средство совершенствования качества продукции на уровне предприятия, а также как средство преодоления барьеров в международной торговле. В связи с этим распространяется практика сертификации продукции поставщика на соответствие стандартам ISO 9000. В нынешних экономических условиях возрастает объективная заинтересованность предприятий в повышении качества продукции, внедрении всего комплекса инструментов обеспечения качества, отраженного в стандартах ISO 9000.
Таким образом, выбор строительной техники должен в значительной степени определяться наличием соответствующего сертификата. Конечно, далеко не на все, мягко говоря, отечественные строительные машины имеется сертификат ISO 9000. Да это, видимо, в ближайшее время нам и не грозит. Однако в соответствии с постановлением правительства РФ в системе ГОСТ Р определен перечень товаров, подлежащих обязательной сертификации. Эта система предусматривает сертификацию отечественной и импортной техники по единым правилам. Эти единые правила предписывают, в частности, оценку качества строительных машин.
О качестве смеси
Оба основных типа существующих смесителей (гравитационный и принудительный) не гарантируют качество смешивания. Основной недостаток - слабое протекание диффузионных процессов на уровне микрообъемов, в результате чего при формировании изделий из смесей, приготовленных в таких смесителях, появляются дефекты, концентраторы напряжений и другие факторы, снижающие их механические свойства. Промышленный опыт эксплуатации бетоносмесительного оборудования показывает, что одной из причин снижения прочностных показателей бетонных и железобетонных конструкций и, соответственно, срока их службы является неоднородный состав бетонной смеси. А причиной этого в значительной степени является именно невысокое качество бетона, выдаваемого смесителем. Таким образом, повышение интенсивности процессов смешивания становится возможным только при использовании новых эффектов воздействия.
Новый эффект воздействия
Одним из таких эффектов является вибрация. При вибрации значительно уменьшается вязкость смесей, что обусловливает интенсификацию диффузионных процессов перемешивания. Целесообразность использования вибрации при смешивании строительных смесей подтверждена многочисленными исследованиями. Однако этот способ не нашел пока широкого применения в производстве из-за отсутствия надежных конструкций вибросмесителей. Хотя и существуют методы проектирования уравновешенных эксцентриковых вибровозбудителей, применение которых позволяет создавать вибросмесители, отвечающие современным требованиям.
Так, на заводе строительных машин в Тюмени изготовлен опытный образец гравитационного вибрационного смесителя, который представляет собой модернизацию серийно выпускаемого бетоносмесителя СБ-91. Модернизация заключалась в том, что вдоль оси барабана был установлен уравновешенный эксцентриковый вибровозбудитель конической формы, соответствующий по геометрическим размерам неподвижному конусу смесителя СБ-91. Первичный и вторичный валы редуктора привода вращения барабана были выполнены пустотелыми. Привод вибровозбудителя осуществлялся от электродвигателя посредством торсионного вала, установленного в пустотелых валах редуктора. Амплитуда колебаний вибровозбудителя составляет 0,004 мм, частота - 2200 колебаний в минуту. Процесс смешивания протекает следующим образом. При включении электродвигателя барабан и вибровозбудитель приобретают рабочие движения. Смесь под действием вибрации разжижается и перемешивается лопастями при вращающемся барабане.
Проведенные исследования позволили установить:
- при применении уравновешенного эксцентрикового вибровозбудителя передача вибрации на окружающую среду (привод, барабан, раму) практически отсутствовала;
- повысилась универсальность смесителя по составам перемешиваемых смесей, в смесителе обеспечивалось качественное приготовление среднезернистой цементобетонной смеси с жесткостью 90-120 с;
- установка вибровозбудителя не потребовала дополнительной мощности, барабан и вибровозбудитель приводятся двигателем смесителя СБ-91, энергоемкость процесса смешивания бетонных смесей по сравнению со смесителями принудительного действия уменьшилась в 3-4 раза.
Устройство
Основными узлами бетоносмесителя гравитационного типа являются смесительный барабан, рама сварной конструкции, траверса, ходовая часть, механизм поворота, фиксатор, электрооборудование. Смесительный барабан сварной конструкции установлен в подшипниках качения траверсы. Привод вращения барабана осуществляется от электрического или бензинового двигателя, установленного на подмоторной плите, являющейся натяжным устройством, через клиноременную и зубчатую передачи. Ведущая шестерня зубчатой передачи и шкив клиноременной передачи смонтированы на одном валу, вращающемся в подшипниках качения. Зубчатый венец представляет собой сборную конструкцию из зубчатых секторов и крепится к смесительному барабану болтами. Для транспортировки бетоносмесителя по стройке на раме предусмотрено съемное дышло трубчатой конструкции.
Для устойчивой работы бетоносмесителя могут быть установлены выдвигающиеся опоры. Поворот и изменение положения смесительного барабана осуществляется вручную механизмом поворота. Необходимое положение барабана устанавливается посредством маховика через зубчатую передачу и фиксируется. Принятый порядок работы: убедившись в исправности смесителя, следует опробовать его на холостом ходу, и только после этого можно приступить к работе под нагрузкой. Установить смесительный барабан в положение загрузки и смешивания. Включив кнопку "Пуск" автоматического выключателя, во вращающийся барабан загружаются последовательно отдозированные вода, цемент, щебень и песок. По окончании смешивания барабан наклонятся горловиной вниз и выгружается готовая бетонная смесь.
В бетоносмесителе принудительного типа смесительное устройство имеет наружную лопасть, внутреннюю лопасть, наружный скребок и внутренний скребок. Кронштейны лопастей могут поворачиваться в корпус при попадании щебня под лопасти. Поворачиваясь на кронштейне, упор упирается в рессорные амортизаторы. Лопасти удерживаются в рабочем положении прижимами и рессорами. Наружный и внутренний скребки жестко связаны кронштейнами с ротором. Для обеспечения нормальной работы смесительного устройства необходимо поддерживать постоянную величину зазоров между рабочими органами (лопастями, скребками) и внутренней поверхностью чаши.
Работа
Загрузка смеси в смесительное устройство в различных моделях может осуществляться либо вручную (обычно для бетоносмесителей с небольшим объемом смесительного устройства), либо с помощью механического устройства (называемого "скипом"). Это скиповое устройство представляет собой ковш, который на тросах (или канатах) может подниматься и опрокидываться. В этом случае вал смесительного устройства служит одновременно и для подъема (опускания) ковша. Барабан для наматывания каната и тормозной шкив скреплены между собой болтами и свободно насажены на вал.
Тормозной шкив и корпус, соединенный с валом скользящей шпонкой, образует фрикционную муфту. Вращаясь вместе с валом, конус может перемещаться в осевом направлении. Подъем или опускание конуса (включение или выключение фрикционной муфты) осуществляется поворотом рычага включения. Канат закреплен на барабане с помощью планки, болтов и стопорной планки. Концы каната вставлены в отверстия барабана. Механизм управления скиповым подъемником состоит из валика, установленного в подшипниках, рычага управления, упора, рычагов, пружины, тормозной ленты и тяг. Для подъема ковша необходимо повернуть рычаг управления в левую сторону до упора. При этом один рычаг ослабит тормозную ленту, а другой рычаг, перемещая тягу, повернет рычаг включения фрикционной муфты на вертикальном валу, ковш начнет подниматься, дойдя до крайнего верхнего положения, отодвинет тягу, отключив тем самым фрикционную муфту и включив тормозное устройство.
Для опускания ковша нужно слегка повернуть рычаг управления в сторону включения фрикционной муфты. Выпуск готовой смеси у гравитационных смесителей осуществляется опрокидыванием смесительного барабана. Эта операция в большинстве случаев осуществляется вручную, хотя в некоторых моделях предусматривается возможность механического опрокидывания. В бетоносмесителях принудительного типа выпуск готовой смеси осуществляется через люк в нижней части смесителя.
Привод бетоносмесителей может быть ручным (для совсем маленьких), от бензинового двигателя и от электродвигателя (напряжением как 220, так и 380 В). Причем, если с бензиновым приводом (и уж, конечно же, с ручным) проблем нет, то наличие электрического привода требует повышенного внимания при выборе соответствующего изделия. Дело в том, что гравитационные бетоносмесители, снабженные электродвигателями, работающими от напряжения 220 В, в большинстве своем нельзя загружать при остановленном барабане, т. е. даже кратковременное отключение подачи электрического тока может привести к необходимости выгрузки уже загруженной смеси.