Обґрунтування параметрів і режимів роботи стрічкового змішувача гідроприводної штукатурної станції

12. Камера-живильник: Деклараційний патент на корисну модель №19476 МПК E04G 21/04 Україна / О.Г. Онищенко, К.М. Ващенко. - № u 2006 07146; Заявл. 26.06.2006; Опубл. 15.12.2006. - Бюл. - 2006. - №12. - 4 с. (Запропонована конструктивна схема вдосконаленої камери-живильника бункера штукатурної станції).

АНОТАЦІЯ

Ващенко К.М. Обґрунтування параметрів і режимів роботи стрічкового змішувача гідроприводної штукатурної станції. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.02 - Машини для виробництва будівельних матеріалів і конструкцій. - Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2007.

Дисертаційна робота присвячена проблемі підвищення показників якості роботи створеної на основі проведених досліджень гідроприводної штукатурної станції з поворотним бункером і стрічковим шнековим змішувачем шляхом обґрунтування його раціональних параметрів та режимів роботи. На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень установлені аналітичні залежності потужності, що споживається змішувачем штукатурної станції, з урахуванням фізико-механічних характеристик розчинної суміші. Визначені раціональні геометричні параметри та режими роботи змішувача, які знижують час початкового інтенсивного перемішування, інтегральну потужність тривалого побудження розчинної суміші під час роботи розчинонасоса, а також динамічне навантаження на робочий орган змішувача під час запуску. Запропонована методика інженерного проектування поворотного бункера, та проведене економічне оцінювання ефективності використання розробленого обладнання. Упровадження у будівельне виробництво гідроприводної штукатурної станції СШ-4ГА дозволяє комплексно механізувати опоряджувальні роботи.

Ключові слова: штукатурна станція, стрічковий шнековий змішувач, розчинна суміш, фізико-механічні характеристики, потужність привода, раціональні геометричні параметри.

АННОТАЦИЯ

Ващенко К.Н. Обоснование параметров и режимов работы ленточного смесителя гидроприводной штукатурной станции. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.02 - Машины для производства строительных материалов и конструкций. - Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка, Полтава, 2007.

Целью диссертационной работы является повышение показателей качества работы созданной на основании проведенных исследований гидроприводной штукатурной станции, оснащенной поворотным бункером со шнековым смесителем, путем обоснования рациональных параметров и режимов работы оборудования.

В основу исследования положено изучение физико-механических свойств растворных смесей и количественная их оценка. Разработана методика определения коэффициентов трения k_f и удельного сопротивления сдвигу k растворной смеси, которые описывают физико-механические свойства растворов различной подвижности в процессе перемешивания в ленточном шнековом смесителе. Предложенная методика базируется на экспериментальном измерении силы гидродинамического сопротивления, которая действует на прямоугольную лопатку во время ее движения в строительном растворе.

Проведен анализ влияния главных конструктивных параметров смесителя (угла наклона ленты к плоскости вращения, угловой скорости вращения рабочего органа и коэффициента заполнения бункера) и физико-механических характеристик перемешиваемой растворной смеси на величину потребляемой в процессе смешивания мощности.

В результате проведения многофакторного эксперимента была получена функциональная зависимость, позволяющая расчетным путем оценить величину удельного гидродинамического давления на рабочий орган растворосмесителя, возникающего вследствие движения последнего в растворной смеси, в зависимости от подвижности смеси, скорости движения рабочего органа, его угла атаки, а также величины зазора между рабочим органом и стенками бункера. При этом установлено, что главным образом на величину удельного давления, а следовательно, и на потребляемую мощность, влияют такие конструктивные параметры, как угол атаки, зазор и главная, с точки зрения удобоперекачиваемости, характеристика растворной смеси - ее подвижность. Линейная скорость движения рабочего органа в рабочих пределах растворосмесителей (0,2 - 2,2 м/с) влияет на величину удельного давления главным образом для растворов низкой подвижности (8 см и ниже).

С целью определения рациональных режимов ведения процессов начального интенсивного перемешивания растворной смеси и последующего ее побуждения во время работы растворонасоса экспериментально была исследована зависимость величины потребляемой смесителем мощности от угловой скорости вращения рабочего органа. По результатам проведения экспериментов предложено на этапе интенсивного смешивания повышение угловой скорости вращения ленты шнека до 4 с^-1 с последующим снижением во время работы растворонасоса до 1 с^-1. При этом экономия электроэнергии, потребляемой бункером-смесителем штукатурной станции за один цикл работы, составляет 32%.

Опытным путем определена зависимость показателя качества растворной смеси - коэффициента неоднородности подвижности смеси по объему бункера - от времени интенсивного смешивания. Установлено значение оптимального времени интенсивного перемешивания с повышенной угловой скоростью, превышение которого приводит к необоснованному увеличению энергопотребления смесителя. Теоретически (с помощью дифференциальных уравнений движения частиц смеси) и экспериментально (с использованием метода красителей) исследован характер движения масс смеси в бункере смесителя. Установлено, что наиболее интенсивное движение (а следовательно, и более высокое качество перемешивания) происходит в объеме между внутренним и внешним радиусами шнековой ленты, т.е. в зоне активного ее влияния на частицы смеси.

Изучен и обоснован рациональный режим работы ленточного смесителя штукатурной станции, обеспечивающий стабильную подачу растворной смеси в камеру-питатель растворонасоса в продолжение всего времени работы последнего. При снижении уровня смеси в бункере до величины, равной ширине ленты шнека, в случае необходимости максимальной подачи растворонасоса следует повысить угловую скорость рабочего органа смесителя до 5 с^-1.

Предложена научно обоснованная методика расчета рациональных конструктивных параметров бункера штукатурной станции и ленточного смесителя в его составе.

Предложена и внедрена в строительное производство новая конструкция гидроприводной штукатурной станции, оснащенной поворотным бункером с ленточным смесителем. Данная конструкция позволяет комплексно механизировать процесс проведения отделочных работ от приема товарного раствора до бескомпрессорного соплования на обрабатываемые поверхности. Применение объемного гидропривода позволяет снизить энергоемкость станции на 13,3% в сравнении с механическим приводом, а также повысить производительность отделочных работ в 2,5 - 3 раза в сравнении с традиционным ручным оштукатуриванием. Результаты производственных испытаний подтвердили эффективность предложенных конструктивных решений.

Ключевые слова: штукатурная станция, ленточный шнековый смеситель, растворная смесь, физико-механические характеристики, мощность привода, рациональные геометрические параметры.

ANNOTATION

Vashchenko K.M. The substantiation of parameters and operating modes of hydraulic droved stucco station mixing screw. - Manuscript.

The dissertation for scientific degree of Candidate of Technical Sciences, speciality 05.05.02 - Machines for building materials and structure production. - Poltava National Technical University named after Yuri Kondratyuk, Poltava, 2007.

The dissertation work is devoted for increasing of quality factors of hydraulic droved stucco station with rotary bunker equipped mixing screw by working out motivation its rational parameters and operating modes. The analytical dependencies of power consumption by mixer of stucco station in process of work are determined on base of theoretical and experimental studies with taking into account physical-mechanical features of mortar mixtures. They are determined rational geometric parameters and operating modes of mixer, which allow to reduce time intensive initial mixing and consumed integral power of long-lasting activation of mortar mixtures during working time of mortar pump of stucco station, as well as reduce the dynamic load on labour body of mixer at the time of start. It is carried out design engineering procedure of rotary bunker and an economic calculation of efficiency of hydraulic droved stucco station. It is worked up design and applied in building industry hydraulic droved stucco station, equipped with rotary bunker appointed mixing screw.

Keywords: stucco station, mixing screw, mortar mixture, physical-mechanical features, drive power, rational geometric parameters.

Размещено на Allbest.ru