Смеситель

Полезная модель относится к строительным машинам, а именно к гравитационным смесителям, и может быть использована для приготовления строительных смесей, преимущественно при малоэтажном и индивидуальном строительстве, а также для приготовления кормовых смесей.
Известен смеситель для строительной смеси, содержащий раму с поворотным кронштейном,  соединенным  с осью вращения полого  барабана, выполненного с внутренними лопастями на боковых стенках и установленного на этой  оси  с возможностью вращения,  а также привод вращения барабана, включающий  зубчатое  колесо, закрепленное на наружной поверхности  дна барабана,  и приводную звездочку, установленную на другой оси  совместно со шкивом ременной передачи от электродвигателя. (Т.Макшицкий “Бетон делаем сами”, “Моделист-конструктор”, №5, 1983, стр. 35-36).
Данный смеситель обладает простой конструкцией, однако она имеет ряд недостатков.
Барабан закреплен на оси только в центре и с учетом того, что в барабане перемешивается значительная масса неоднородного материала, нагрузка на это место крепления приводит к его разрушению. Зубчатое колесо изготовлено из закаленной стали, а закреплено на дне барабана, выполненного из мягкой стали, поэтому в процессе эксплуатации под воздействием вышеуказанных нагрузок зубчатое колесо быстро разрушается. Все это снижает время безотказной работы смесителя.
Наиболее близким техническим решением является смеситель для строительной смеси, содержащий раму с поворотным кронштейном,  соединенным  с осью вращения полого  барабана, выполненного с внутренними лопастями на боковых стенках и установленного на этой  оси  с возможностью вращения,  а также привод вращения барабана, включающий  зубчатое  колесо, закрепленное на наружной поверхности  дна барабана,  и приводную звездочку, установленную на другой оси  совместно со шкивом ременной передачи от электродвигателя, при этом зубчатое  колесо закреплено на наружной поверхности  дна барабана фрагментарной сваркой  (RU 164051).
В данном смесителе барабан также закреплен на оси только в центре и с учетом того, что в барабане перемешивается значительная масса неоднородного материала, несимметричная  нагрузка на место крепления приводит к его ускоренному износу и разрушению.
Зубчатое колесо в этом смесителе приварено ко дну барабана фрагментарно, что защищает зубчатое колесо от разрушения, но не устраняет возможности его отрыва от дна. Поэтому надежность данного устройства также невысока. Кроме того, невысокой является ремонтопригодность устройства при износе зубчатого колеса, т.к.  для замены  оно срезается с барабана, который может быть поврежден при выполнении данной восстановительной технологической операции, которая может производиться неоднократно за время эксплуатации.
Недостатками  известных технических решений являются высокая металлоемкость, недостаточная способность выдерживать длительную нагрузку в узлах смесителя,  работающего в тяжелых условиях периодических нагрузок, низкая надежность, вызванная периодическим заклиниванием зубчатой передачи, низкая ремонтопригодность.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании эффективной надежной конструкции смесителя.
Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной проблемы,  состоит в снижении металлоемкости при повышении износостойкости и ремонтопригодности  узлов смесителя, и повышении надежности его работы.   При этом  обеспечена высокая технологичность крепления, в том числе, и при ремонтных работах,  барабана на оси и зубчатого колеса на дне барабана. Все это приводит к увеличению времени безотказной работы смесителя.
Сущность полезной модели состоит в том, что  в смесителе для строительной смеси, содержащем раму с поворотным кронштейном,  соединенным  с осью вращения полого  барабана, выполненного с внутренними лопастями на боковых стенках и установленного на этой  оси  с возможностью вращения,  а также привод вращения барабана, включающий  зубчатое  колесо, закрепленное точечной сваркой по окружности  на наружной поверхности  дна барабана,  и приводную звездочку, установленную на другой оси  совместно со шкивом ременной передачи от электродвигателя, зубчатое  колесо закреплено  на наружной поверхности  дна барабана  с помощью  промежуточного кольца из мягкой стали,  приваренного с одной стороны ко дну барабана, а с другой – к зубчатому колесу,  причем зубчатое колесо приварено к промежуточному кольцу в точках, смещенных по окружности от точек приваривания промежуточного кольца к  дну  барабана, которое  снабжено установленной на его внутренней стороне  деталью в виде сегмента полой сферы, обращенного выпуклостью внутрь барабана и выполненной  с центральным  отверстием,   причем  периферийной край   сегмента  указанной детали соединен сваркой с внутренней поверхностью дна барабана, а край ее  центрального отверстия – с осью вращения барабана.
В преимущественном варианте использования зубчатое колесо приварено к промежуточному кольцу точечно, с угловым  шагом точек сварки вдоль окружности на угол (α), равный угловому шагу  точечной сварки промежуточного кольца ко дну, при этом точки сварки промежуточного кольца с зубчатым колесом и с дном равномерно смещены относительно друг друга  вдоль окружности,  а  угол (β) указанного смещения  составляет 0,3 – 07 углового шага (α)  точек сварки.
При этом дно барабана выполнено штампованным и установлено выпуклостью наружу.
В преимущественном варианте использования каждая из осей установлены на двух одинаковых подшипниках  в гильзах,  жестко соединенных с кронштейном.
Конструкция смесителя отражена на чертежах.
Фиг. 1 - общий вид смесителя сбоку.
Фиг. 2 - общий вид сзади.
Фиг. 3 –разрез смесителя по оси барабана.
Фиг. 4 - вид сзади на барабан.
Смеситель содержит раму 1, на которой с возможностью поворота  закреплен изогнутый кронштейн 2. На кронштейне 2 с возможностью вращения  размещен  барабан 3.
Рама 1 выполнена, в виде основания 4, стойки 5 и укосин 6.
Втулка 7 для вала 10 кронштейна 2 переворотного устройства приварена к верхним частям стойки 5 и укосин 6.
Основание 3 рамы снабжено колесами 8 и подпятником 9.
На окончании вала 10 кронштейна 2 установлена рукоятка 11 ручного привода переворотного устройства.
На конце наклонного участка кронштейна 2 закреплена гильза 12, в которой  в подшипниках 13 установлена ось 14 вращения барабана 3.
Барабан 3 имеет дно  15 и боковую стенку из  конической и цилиндрической обечаек 16 и 17.
Ось 14 барабана 3 жестко закреплена в дно 15 сваркой. Дно 15 изготовлено штамповкой и имеет сферическую форму. Для повышения прочности крепления оси 14 к барабану 3 с внутренней стороны ко дну 15 приварен сферический сегмент 18, который также приварен к оси 14.
С наружной стороны ко дну 15 соосно оси 14 закреплено зубчатое колесо 19.
Крепление зубчатого колеса 19 дну 15 осуществляется через промежуточное кольцо 20 из мягкой стали, например, низкоуглеродистая Ст0÷Ст4. Зубчатое колесо 19 точечной сваркой приваривается к промежуточному кольцу 20, которое, в свою очередь, точечной сваркой приваривается ко дну 15.
Точки 21 сварки зубчатого колеса 19 к промежуточному кольцу 20 разнесены (смещены)  на угол α = 30 градусов между собой. Точки 22 сварки промежуточного кольца 20 ко дну 15 также разнесены (смещены)  на угол α = 30 между собой и на угол β= 15 градусов сдвинуты по окружности относительно точек 21.
Для приведения во вращение барабана 3 смесителя на кронштейне 2 установлен электродвигатель 23.
На валу электродвигателя 23 установлен ведущий шкив 24, который через ременную передачу вращает ведомый шкив 25, закрепленный на одном валу 27 с ведущей шестерней (звездочкой) 26 для передачи вращения зубчатому колесу 19 закрепленному ко дну 15 барабана 3. Вал 27 установлен в одинаковых подшипниках 28, запрессованных в гильзу 29 установленную на регулируемом штоке 30. Лопатки 31 приварены с внутренней стороны к обечайкам 16 и 17 боковой стенки барабана 3.
Смеситель работает следующим образом.
Рукояткой 11 ручного привода переворотного устройства через вал 10 кронштейна 2 барабан 3 смесителя переводится в вертикальное положение, и в него загружаются смешиваемые компоненты, например, песок, гравий, цемент и вода для приготовления бетонного раствора. За счет того, что смеситель обладает малыми размерами и весом, приготовление раствора может быть максимально приближено к месту его использования.
Вал 10 кронштейна установлен во втулке 7, закрепленной на раме 1, которая для снижения металлоемкости выполнена в виде ажурной конструкции из основания 4, стоики 5 и укосин 6. Втулка 7 приварена к верхним частям стоики 5 и укосин 6.
Основание 3 рамы снабжено колесами 8 и подпятником 9, что позволяет и легко перемещать, и надежно устанавливать смеситель.
После загрузки смешиваемых компонентов рукояткой 11 барабан 3 смесителя переводится в наклонное положение, включается электродвигатель 23, на валу которого установлен ведущий шкив 24, который через ременную передачу 26  вращает ведомый шкив 25, закрепленный на одном валу с ведущей шестерней 26. Вал 27 шкива 25 и ведущей шестерни 26 вращается в подшипниках 28, запрессованных в гильзу 29, установленной на регулируемом штоке 30.
Шестерня 26 передает вращение зубчатому колесу 19, закрепленному на дне 15 барабана 3, который начинает вращаться.
◦
◦
Зубчатое колесо 19 закреплено на дно 15 через промежуточное кольцо 20, которое демпфирует ударные деформации дна 15. Зубчатое колесо 19 приварено к промежуточному кольцу 20 точечно со сдвигом точек 21 сварки по углу   относительно оси вращения на угол α, промежуточное кольцо 20 приварено ко дну 15 также точечно со сдвигом (см. Фиг.4) точек 22 сварки по углу относительно оси вращения на угол α,  при этом  точки 21 сварки зубчатого колеса к кольцу сдвинуты по углу относительно точек 22 сварки кольца 20 ко дну 15 на угол β, причем α  = 15 – 60,  β  = (0,3 – 0,7) α. Участок промежуточного кольца 20 между соседними точками 21 и 22 демпфирует ударные деформации дна 15 относительно зубчатого колеса 19, выполненного из закаленной стали и, таким образом, предохраняет его от разрушения.
Вращение оси 14 происходит в подшипниках 13, установленных в корпусе 12 приваренном к кронштейну 2.  Смешиваемые компоненты в барабане 3 смесителя под действием гравитации и лопастей 31 интенсивно перемешиваются.
Смешиваемые компоненты в барабане 3 могут быть неоднородны по размеру и весу, поэтому барабан 3 испытывает не только нагрузку за счет веса загруженных компонентов, но и ударную нагрузку от больших фрагментов загруженной смеси. При этом дно барабана в месте крепления к оси 14 испытывает максимальные нагрузки переменного направления. Сферический сегмент 18, приваренный с внутренней стороны ко дну 15 и к оси 14, снимает эти нагрузки.
После окончания смешивания рукояткой 11 барабан 3 смесителя наклонятся ниже горизонта, и полученная смесь удаляется из барабана 3.
При использовании настоящей полезной модели достигается снижение металлоемкости при повышении износостойкости и ремонтопригодности узлов смесителя и повышение надежности его работы.   При этом  обеспечена высокая технологичность крепления, в том числе, и при ремонтных работах,  барабана на оси и зубчатого колеса на дне барабана. Все это приводит к увеличению времени безотказной работы смесителя.