MASINI PENTRU PREPARAREA BETONULUI SI MORTARULUI

MASINI PENTRU PREPARAREA BETONULUI SI MORTARULUI

1. NOTIUNI TEORETICE GENERALE.

CLASIFICARI.

Rezistenta betonului si a mortarului depinde de calitatea liantului intrebuintat, de raportul dintre greutatea liantului si greutatea apei din amestec, precum si de amestecul riguros al componentilor.

In prezent, fabricarea betonului si a mortarului se executa numai pe cale mecanica, in betoniere si malaxoare. Acestea se compun din toba de amestec, mecanismul de incarcare, dispozitivul pentru descarcarea amestecului preparat, dozatorul de apa, motorul de antrenare, transmisia pentru transmiterea miscarii de la arborele motorului la mecanismele masinii si siasiul, pe care se monteaza elementele componente si motorul.

Aceste masini se clasifica dupa criteriile de mai jos:

I)      Dupa felul cum se face amestecul materialelor:

-masini de amestecat prin cadere libera a materialelor

-masini cu amestecare fortata .

II) Dupa modul de functionare :

cu functionare periodica

cu functionare continua

III ) Dupa gradul de mobilitate

masini stationare

masini mobile pe roti

La betonierele cu cadere libera amestecul se face intr-o toba rotitoare care are pe suprafata interioara palete care antreneaza si arunca materialul. La cele cu amestecare fortata, amestecul se face intr-o toba fixa sau rotitoare cu ajutorul unor palete care se misca in interiorul ei ( aici paletele se uzeaza repede sau se rup cand agregatele ce se prepara contin bucati mari).

Pentru prepararea mortarelor care contin agregate marunte in raport cu betoanele, se prefera betonierele cu amestecare fortata, care asigura o omogenitate mai buna.

La masinile cu functionare continua, incarcarea, amestecul si descarcarea au loc fara intrerupere, ele avand dezavantajul ca nu pot asigura un dozaj exect al elementelor componente si o omogenitate constanta a materialului, din aceste motive se recomanda la turnarea betonului in masivele mari de fundatii, baraje, etc, unde omogenitatea materialului fabricat nu are mare influenta. Cele cu functionare periodica fabrica amestecul in portii, asigurand durata exacta a unui ciclu si dozarea exacta pana la obtinerea unui amestec suficient de omogen.

Masinile stationare au debitul mare si se folosec la utilarea fabricilor de betoane si mortare cu perioade lungi de functionare. Masinile mobile pe roti au debit redus si se recomanda pe santierele cu perioade limitate de functionare.

2.BETONIERE

2.1. CLASIFICARE . MOD DE FUNCȚIONARE . DESCRIERE.

Parametrul care caracterizeaza tehnic betonierele este capacitatea de incarcare a tobei, numita si capacitate de lucru, egala cu volumul total al materialelor uscate incarcate in toba, in cantitatile necesare, pentru pregatirea unei singure sarje de beton (capacitatea lor este de 100 l ÷ 4500 l).

Volumul geometric al tobelor este intre 2÷2,5 ori mare decat volumul de incarcare , in cazul betonierlor cu amestec fortat si pentru cele cu cadere libera de 4 ÷ 5 ori mai mare astfel ca

Betonierele, din punct de vedere constructiv, pot fi cu axul tobei fix sau variabil (ca pozitie), iar din punct de vedre al mobilitatii in timpul pozitiei, stabile, semistabile, mobile si automobile.

In fig. 1 se prezinta o betoniera cu toba oscilanta.

Roata dintata 4 de pe arborele de iesire al reductorului 2 angreneaza permanent cu coroana dintata 5 solidara cu bandajul 6 din otel turnat si montata pe toba betonierei.

2.2. CALCULUL DEBITULUI

Fie capacitatea de incarcare a tobei cu materiale uscate si volumul de beton sau mortar. Raportul se numeste coeficient de spor al betonului, care depinde de golurile dintre particulele agregatelor si este de cca 0,67- 0,70 pentru betoane si de 0,85 - 1.00 pentru mortare .

Timpul <<t>> pentru pregatirea unei sarje va fi

(1)

unde

- timpul consumat pentru incarcarea tobei

- timpul necesar pentru amestecare in toba

- timpul consumat pentru descarcarea produsului finit

Fig. 1.

Debitul orar este dat de relatia:

(2)

unde:

-coeficientul de utilizare in timp a masinii

-numarul de sarje pe ora.

2.3.CALCULUL PUTERII.

Puterea motorului unei masini de amestecat trebuie sa fie suficienta pentru a invinge rezistentele care apar la ridicarea cupei si la rotirea tobei. In momentul inceperii ridicarii cupei, toba betonierei trebuie sa fie descarcata si se roteste in gol. De aceea, sub raportul consumului de putere, cazul cel mai defavorabil poate fi la ridicarea cupei in timpul rotirii tobei goale sau la rotirea tobei incarcate cu material si coborarea cupei goale.

Puterea necesara pentru ridicarea cupei incarcate este :

(3)

unde ( fig.2)

este tensiunea din cablurile de ridicare a cupei , care corespunde pozitiei cand cupa incepe sa se rastoarne (s-a facut ecutie de momente in raport cu punctul O)

-greutatea cupei incarcate cu material

este viteza de ricare a cupei

- turatia tamburului de ridicare a cupei (poz. 6 din fig 2)

- diametrul tamburului pentru ridicarea cupei (masurat din centrul cablului )

Cu aceste precizari relația (3) devine

(4)

Puterea care se consuma la rotirea tobei in gol (fig. 3) se determina din considerentele ca in aceasta perioada trebuie invinse frecarile de rostogolire dintre bandajele tobei si rolele de sustinere (pentru o astfel de varianta constructiva), si frecarile din lagarele de sprijin ale axelor rolelor. Forta cu care echilibreaza central fiecarei role este :

, (5)

iar momentul total de frecare al acestor forțe in raport cu axa de rotatie a tobei este:

, (6)

unde :

- greutatea tobei goale

s - coeficientul de frecare de rostogolire

r - raza rolei

R - raza tobei

- unghiul de inclinare al cablului de ridicare a cupei fata de vertical

Puterea necesara invingerii acestor frecari este:

(7)

Fie acum momentul total de frecare al fortelor de frecare din lagarele rolelor de sustinere :

(8)

unde:

d-diametrul axului rolelor de rezemare;

- coeficientul de frecare de rostogolire din rulmenti;

Puterea necesara invingerii frecarilor in acest caz este :

, (9)

Puterea totala consumata corespunzatoare acestui caz va fi ( cu 4,7 si 9) data de relatia:

(10)

Cablul de ridicare a cupei de incarcare se dimensioneaza considerand forta maxima

Fig. 2.

7. Role de sprijin

8. Lagare

9. Bandaje toba

10.Toba

Fig. 3

BIBLIOGRAFIE

Beiu, E., Capata, I., Tehnologia constructiilor si masini de constructii, vol. I, vol. II, curs, Reprografia Institutului Politehnic Cluj-Napoca, 1972

Bolteanu, L., Probleme de masini de ridicat I.P.T., 1969

Chiriac, V., Calculul si constructia masinilor agricole, masini de lucrat solul, E.D.P., 1961

Freseriu, E., Masini de constructii vol. II, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1965

Mihailescu, St., Masini de constructii si prelucrarea agregatelor, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1983

Clariu, V., s.a., Masini de ridicat si transportat, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1963

Popescu, P., s.a., Masini de constructii, Editura Tehnica, Bucuresti, 1960

Segall, H., Masini de ridicat si transportat, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1960

Selivanov, I. I., s.a., Masini de constructii, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1960

Stoicescu, E., s.a., Constructia, exploatarea si intretinerea masinilor de ridicat si transportat, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1961

Spivacovski, A.D., s.a., Masini de ridicat si transportat, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1953

Severineanu, C., Popescu, M.P., Organe de masini, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1965

Valutchi, I.I., s.a., Masini de constructii, Moscova, 1952

Vita, I., s.a., Masini de ridicat in constructii, exploatare, intretinere, reparatii, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1989