Основы теории работы катковых смесителей (см)

Из расчетной схемы каткового сме­сителя (рис. 40) видно, что перекатывание катка по слою смеси, располо­женному на днище смесителя, возможно при определенном соотноше­нии его диаметра D_к и высоты слоя смеси h₂: при малом значении h₂ будет низка производительность бегунов, а при очень большом значении h₂ каток будет сдвигать смесь перед собой, не перекатываясь через нее. Сила трения между катком и смесью также влияет на параметры D_к и h₂. Связь между парамет­рами определяется из рассмотрения сил, действующих на границе каток – смесь.

В точке A действуют две ос­новные силы: сила нормального давления катка на смесь N, направленная по радиусу, и перпен­дикулярная ей сила трения T между катком и смесью, опреде­ляемая соотношением

,

(88)

где f – коэффициент трения между катком и смесью; f = 0,6¸0,7.

Разложим по правилу параллелограмма силы N и Т на вертикальные и горизонтальные составляющие. Из полученных прямоугольных треугольников будем иметь

(89)

где N_г – горизонтальная составляющая силы нормального давления;

a – угол захвата;

T_г – горизонтальная составляющая силы трения.

Каток будет захватывать смесь и перекатываться по ней только в том случае, когда

.

(90)

 

Рис. 40. Расчетная схема каткового смесителя

 

Выполнив условие (90) путем подстановки значения T_г, N_г и T получим, что

.

(91)

Зная угол a, путем простого геометрического построения легко найдем высоту слоя h₂:

,

(92)

откуда

.

(93)

При коэффициенте трения равном 0,7, получим a < 35°. Тогда D_к ³ 11h₂.

Толщина слоя h₁, обычно равняется 20¸25 мм.

Мощность привода смесеприготовительных машин зависит от массы замеса и свойств смеси. Влияют на мощность и конструктивные параметры. К ним следует отнести площадь чаши, рас­положение и число плужков, размеры катков и место их установки, частоту вращения вертикального вала. Мощность привода катковых смесителей (бегунов) обычно выражается зависи­мостью

,

(94)

где N_хх – мощность холостого хода, кВт;

N_пл – мощность, необходимая для перемещения плужков, кВт;

N_кач – мощность, необходимая для качения катков по смеси;

N_ск – мощность, необходимая для преодоления трения скольжения катков по смеси, кВт;

b_пот – коэффициент дополнительных потерь.

Мощность холостого хода определяется коэффициентом полезного действия электро­двигателя и потерями на трение в механизмах машины. Для серийно выпускаемых бегунов она составляет в среднем 2,5¸3 кВт; мощность, необходимая для перемещения плужков, достигает 3¸4 кВт; мощность на преодоление скольжения – 1,5¸3,0 кВт. Коэффициент дополнительных потерь составляет 0,03¸0,05. Это потери в подшипниках катков и кривошипов, которые при холостом ходе не вращаются относительно осей кривошипа.

Частота вращения вертикального вала катковых смесителей составляет 0,25¸0,5 с^–1 (15¸30 об/мин).