Кузуб Ю. О. Обґрунтування параметрів розчинозмішувача з приводом від валу трансмісії мотоблока

Підвищення ефективності приготування будівельних розчинів набуває особливого значення за відсутності електропостачання, обмежених енергетичних ресурсів та необхідності виконання робіт у маломасштабному будівництві. Використання змішувачів з електроприводом у таких умовах супроводжується підвищеними енерговитратами, збільшенням тривалості підготовчих операцій і зниженням мобільності технологічного обладнання. Аналіз існуючих конструкцій розчинозмішувачів показав, що більшість із них орієнтовані на використання стаціонарних джерел енергії та недостатньо пристосовані до роботи в польових умовах. Одним із перспективних напрямів удосконалення змішувального обладнання є застосування механічного привода від вала трансмісії мотоблока, що забезпечує автономну роботу змішувача зі збереженням необхідних технологічних показників. Одержано аналітичні залежності для визначення кінематичних та енергетичних параметрів змішування з урахуванням передавання крутного моменту від трансмісії мобільного енергетичного засобу до змішувального органа. Запропоновано стохастичний підхід до оцінювання однорідності розчинної суміші, який дає змогу визначати раціональну тривалість змішування та частоту обертання робочого органа. Експериментально встановлено, що раціональними параметрами роботи розчинозмішувача є коефіцієнт заповнення робочого об'єму 0,6–0,7 та частота обертання змішувального вала 35–40 об/хв, за яких досягаються найвища ефективність перемішування й необхідна однорідність цементно-піщаних розчинів. Підтверджено можливість ефективної роботи обладнання без використання зовнішніх джерел електроенергії. Встановлено, що використання розробленого розчинозмішувача дає змогу зменшити енерговитрати на 45–50 %, скоротити тривалість циклу змішування на 25–30 % та підвищити продуктивність праці на 12–15 % порівняно зі змішувачами аналогічного об'єму з електроприводом. Зниження трудомісткості приготування розчинів до 0,25 людино·год/м³ і собівартості їх виготовлення на 20–25 % підтверджує економічну доцільність запропонованого технічного рішення для маломасштабного будівництва. Одержані результати можуть бути використані для подальшого вдосконалення мобільних змішувальних установок і обґрунтування їх конструктивних та режимних параметрів під час проєктування обладнання для приготування будівельних розчинів. Об’єктом дослідження є розчинозмішувач з приводом від валу трансмісії мотоблока та його конструктивні й технологічні параметри, що визначають продуктивність, однорідність суміші та енергоефективність процесу приготування будівельних розчинів. Предметом дослідження є процеси приготування будівельних розчинів у змішувальних установках примусової дії з автономним механічним приводом від валу трансмісії мотоблока та вплив конструктивних і режимних параметрів обладнання на ефективність і енергетичні показники процесу змішування. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності процесу приготування будівельних розчинів шляхом обґрунтування конструктивних і режимних параметрів розчинозмішувача з приводом від валу трансмісії мотоблока. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: – вперше встановлено закономірності впливу кінематичних параметрів привода від валу трансмісії мотоблока на інтенсивність перемішування будівельних розчинів та енергетичні показники роботи розчинозмішувача примусової дії; – отримало подальший розвиток застосування стохастичних моделей для оцінювання однорідності будівельних розчинів у змішувачах примусової дії; – отримано аналітичні залежності для визначення кінематичних і енергетичних параметрів процесу змішування з урахуванням передачі крутного моменту від трансмісії мотоблока до робочого органа змішувача; – експериментально обґрунтовано раціональні параметри роботи розчинозмішувача (коефіцієнт заповнення робочого об’єму 0,6–0,7, частота обертання змішувального вала 35–40 об/хв, тривалість змішування 4–6 хв), за яких забезпечується максимальна однорідність розчинної суміші при меншому енергоспоживанні; – отримало подальший розвиток теоретичні положення щодо механізму інтенсифікації процесу перемішування будівельних розчинів у змішувачах примусової дії за рахунок використання механічного привода від мобільного джерела механічної енергії. Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості використання розробленої конструкції розчинозмішувача з приводом від валу трансмісії мотоблока для приготування будівельних розчинів в умовах відсутності стаціонарного електропостачання під час виконання робіт маломасштабного та індивідуального будівництва. Отримані аналітичні залежності та раціональні параметри роботи розчинозмішувача можуть бути використані під час інженерних розрахунків, проектування мобільного змішувального обладнання та вибору режимів роботи змішувачів залежно від властивостей будівельних розчинів.