СМЕСИТЕЛЬ

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к строительным механизмам, а именно к смесителям гравитационного типа, и может быть использована для приготовления строительных смесей преимущественно при индивидуальном строительстве, а также для получения любых смесей в индивидуальном хозяйстве, в т.ч. для приготовления комбинированных кормов.
Уровень техники.
Из уровня техники известны бетоносмесители "ПРОФМАШ" c чугунным венцом (ПРОФМАШ Б-165.(http://profmash.pro/home/stroitelnoeoborudovanie/betonosmesitel-profmash-b-165).
Корпус емкости изготавливается прессованием из стали толщиной до 2 мм. Привод вращения барабана содержит зубчатое колесо и ведущую шестерню. Чугунный венец закреплен на стыке нижней и средней частей барабана.
Известен  смеситель по патенту на полезную модель №  164051 [3], содержащий раму, на которой установлено переворотное устройство, на котором с возможностью вращения установлен бункер с внутренними лопастями, при этом смеситель снабжен приводом вращения бункера, содержащим зубчатое колесо, жестко закрепленное снаружи на днище бункера. Ось вращения бункера жестко закреплена на днище бункера, а зубчатое колесо фрагментарно приварено к днищу в нескольких местах соосно оси вращения бункера.
У вышеупомянутых смесителей и иных известных смесителей не предусмотрено   выполнение ведущей шестерни с оптимальными параметрами   для получения растворов и смесей для определенных строительных работ.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание смесителя с оптимальными параметрами ведущей шестерни, обеспечивающей   возможность  получения различного вида растворов и сухих смесей.
Технический результат заключается в расширении арсенала смесителей гравитационного типа.
Раскрытие полезной модели.
Технический результат достигается тем, что в смесителе, содержащем опорную раму с переворотным устройством, на котором с возможностью вращения  установлен барабан с внутренними лопастями, при этом смеситель снабжен приводом вращения барабана, содержащим зубчатую пару: ведущую шестерню и ведомое зубчатое колесо, закрепленное на барабане, согласно полезной модели переворотное устройство содержит раму, в центре которой в подшипниковом узле закреплена ось вращения барабана; причем ведущая шестерня снабжена кольцевой канавкой, установлена на ведущем валу и также закреплена на  переворотной раме; причем зубчатое колесо надето снаружи на нижнюю часть барабана соосно оси его вращения; при этом зубчатая пара выполнена из стали; число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары составляет от 9 до 10, коэффициент передаточного числа от 12 до 26.
При этом вал ведущей шестерни установлен в подшипниковом узле, жестко закрепленном на переворотной раме; ведущая шестерня выполнена с возможностью замены и надета  на ведущий вал без зазора; при этом ведущая шестерня выполнена с кольцевой канавкой и фрагментарно приварена к ведущему валу в нескольких местах соосно оси вращения; зубчатое колесо надето на нижнюю часть барабана с помощью круговой накладки, приваренной во  внутреннем отверстии зубчатого колеса; на поверхности барабана над зубчатым колесом закреплен защитный  обод; барабан выполнен из трех частей - верхней, средней и нижней, а нижняя часть имеет сферическую форму; зубчатое колесо  закреплено на нижней, сферической, части барабана между днищем и стыком нижней части со средней частью барабана; переворотная рама выполнена дугообразной или прямоугольной.
Перечень фигур полезной модели.
Фиг.1 - смеситель, общий вид.
Фиг.2 - кинематическая схема.
Фиг.3 - схема крепления зубчатого колеса и защитного обода.
Фиг.4 - ведущая шестерня 12.
1
Фиг.5 - вид А на фиг. 4, шестерня с Z=9,
1
Фиг.6 - вид А на фиг. 4, шестерня с Z=10,
Фиг.7 - зубчатое колесо 13 в разрезе.
Фиг.8 - вид  Б на фиг. 7.
Фиг.9 - схема соединения ведущей шестерни с валом 14.
Фиг.10 - смеситель, общий вид с прямоугольной переворотной рамой 4.
Перечень позиций.
1 - опорная рама,
2 - барабан,
3 - ручной привод переворотного устройства,
4 - переворотная рама,
5 - стойка рамы,
6 - ось переворотного устройства,
7 -ось вращения барабана,
8 - подшипниковый узел оси вращения барабана,
9 - нижняя обечайка барабана,
10 - электродвигатель,
11 - гибкая  передача,
12 - ведущая шестерня барабана,
13 - зубчатое колесо,
14 - ведущий вал шестерни барабана,
15 - полоса для крепления зубатого колеса,
16 - корпус подшипникового узла оси ведущей шестерни,
17 - защитный обод,
18 - шейка ведущей шестерни 12,
19 - зубчатый венец,
20 - кольцевая канавка,
21 - посадочное отверстие,
22 - щека вала 14.
Осуществление полезной модели.
Смеситель содержит опорную раму 1, на которой закреплено переворотное устройство, предназначенное для переворота барабана 2 во время загрузки и выгрузки (фиг. 1). В переворотном устройстве с возможностью вращения закреплен  барабан 2.
Барабан выполнен из трех обечаек: верхней с конусообразной горловиной и загрузочным отверстием; средней цилиндрической формы; нижней сферической формы. Внутри барабана закреплены лопасти. На нижней, сферической, части 9 барабана закреплено зубчатое колесо 13.
Переворотное устройство состоит из ручного привода 3 и переворотной рамы 4, преимущественно дугообразной. В другом исполнении переворотная рама 4 может быть выполнена прямоугольной формы (фиг.10). Ручной привод 3  может быть выполнен в виде штурвала; возможно также выполнение в виде одного или нескольких прямолинейных рычагов.
Переворотная рама 4 шарнирно установлена на стойках 5 опорной рамы 1 с возможностью  совершения  свободного поворота вокруг оси 6 переворота и надежного фиксирования в необходимых положениях.
Ось 7 вращения барабана жестко закреплена в нижней обечайке 9 барабана сваркой и установлена в подшипниках подшипникового узла 8, жестко закрепленного в центре рамы 4 переворотного устройства (фиг.3).
Привод вращения барабана содержит закрепленный на переворотном устройстве электродвигатель 10, который через гибкую ременную передачу 11 приводит в движение стальную зубчатую пару, состоящую из ведущей зубчатой шестерни 12 и ведомого зубчатого колеса 13 (фиг. 2).
Ведущая шестерня 12 закреплена на ведущем валу 14, который установлен в корпусе подшипника 16, жестко закрепленном сваркой на переворотной раме 4.
Ведущая шестерня 12 может быть установлена на валу 14 с возможностью ее замены. Такая необходимость возникает при износе шестерни, поломке зубьев или когда для работы требуется ведущая шестерня с иными параметрами для определенных строительных работ.
Ведущая шестерня 12 содержит корпус с зубчатым венцом 19, шейку 18 для размещения на валу 14, кольцевую канавку 20, отделяющую шейку 18 от зубчатого венца 19, и посадочное отверстие 21 (фиг.4-6). Автором опытным путем было обнаружено, что наличие кольцевой канавки 20 препятствует деформации зубчатого венца из-за перегрева металла при сварке.
Параметры ведущей шестерни 12 приведены  в табл.1. Ведущую шестерню изготавливают с предварительной закалкой и цементацией зубьев. Ведущая шестерня 12 установлена на валу 14 без зазора и со стороны шейки 18 фрагментарно приварена к щеке 22 вала 14 (фиг.9) в нескольких местах.
Ведомое зубчатое колесо 13 по внутреннему отверстию закреплено сваркой на накладке 15 в виде стальной полосы, приваренной к барабану 2 по окружности на нижней обечайке 9 между днищем и средней частью (фиг.3).
Над зубчатым колесом закреплен обод   17 для защиты зубчатого колеса от  попадания песка и раствора.
Автором опытным путем разработаны оптимальные параметры ведущей шестерни привода вращения барабана   (фиг.4-6) и соответствующие ей параметры зубчатого колеса (фиг.7,8), приведенные в табл. 1, 2 и 3. При числе зубьев ведущей шестерни от 9 до 10 указанные параметры позволяют  изготовить зубчатые пары с коэффициентом передаточного числа от 12 до 26,  что дает возможность использовать смеситель  для получения   растворов для различных видов строительных работ и сухих смесей (см. ниже примеры конкретного выполнения).
Ниже приведены примеры конкретного выполнения, помогающие понять аявленное техническое решение.
1
2
Пример 1. Смеситель содержит опорную раму с переворотным устройством, на котором с возможностью вращения установлен барабан с внутренними лопастями. Смеситель снабжен приводом вращения барабана, содержащим зубчатую пару: ведущую шестерню и ведомое зубчатое колесо, закрепленное на барабане. Переворотное устройство содержит дугообразную раму, в центре которой в подшипниковом узле закреплена ось вращения барабана. Ведущая шестерня, снабженная кольцевой канавкой, установленная на ведущем валу, также закреплена на переворотной раме. Зубчатое колесо  надето снаружи на нижнюю часть барабана соосно оси его вращения. Зубчатая пара выполнена из стали. Число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=236, коэффициент  передаточного числа i=26.
Для приготовления сельскохозяйственной сухой смеси состав: ячмень 20%, кукуруза 20%, пшеница или отруби 20% , рисовая мучка 40%, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 14 об/мин.
1
2
Пример 2. Смеситель выполнен согласно примеру 1, однако, переворотная рама выполнена прямоугольной формы. Зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=169, коэффициент передаточного числа i=19.
Для производства тротуарной плитки состав: цемент марки  А-Ш-400 60%;пластификатор C-3 0,5%; пигментный краситель 2%; отсев гранитный 10%; вода остальное, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 19,7 об/мин.
1
2
Пример 3. Смеситель выполнен согласно примеру 1, однако, переворотная рама выполнена прямоугольной формы. Зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=150, коэффициент передаточного числа i=17.
Для приготовления раствора состав: портландцемент ПЦ М300 45%; песок 45%, пластификаторы и модификаторы 0,5%, вода остальное, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 22 об/мин.
1
2
Пример 4. Смеситель выполнен согласно примеру 3, для приготовления раствора того же состава, однако, зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=154, коэффициент передаточного числа i=17.
Скорость вращения барабана 22 об/мин.
1
2
Пример 5. Смеситель выполнен согласно примеру 3 для приготовления раствора того же состава, однако зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=153, коэффициент передаточного числа i=17.
Скорость вращения барабана 22 об/мин.
1
2
Пример 6. Смеситель выполнен согласно примеру 1, однако, зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=141, коэффициент  передаточного числа i=15.
Для приготовления бетона состав: портландцемент ПЦ М400 45%; песок 40%, пластификаторы и модификаторы 1%, вода остальное, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 24 об/мин.
1
2
Пример 7. Смеситель выполнен согласно примеру 1, однако зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=145, коэффициент передаточного числа i=16.
Для приготовления бетона состав: портландцемент ПЦ М500 40%; песок 40%, пластификаторы и модификаторы 1%, вода остальное, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 23 об/мин.
1
2
Пример 8. Смеситель выполнен согласно примеру 7, для приготовления бетона  того же состава, однако зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=144, коэффициент передаточного числа i =16.
Скорость вращения барабана 23 об/мин.
1
2
Пример 9. Смеситель выполнен согласно примеру 1, однако, зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=9, число зубьев Z зубчатого колеса=115, коэффициент  передаточного числа i=13.
Для производства шлакоблока состав смеси портландцемент ПЦ М400-15%;гравий 80%; пластификаторы и модификаторы 1%, вода остальное, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 30 об/мин.
1
2
Пример 10. Смеситель выполнен согласно примеру 1, однако, зубчатая передача выполнена с параметрами: число зубьев ведущей шестерни зубчатой пары Z=10, число зубьев Z зубчатого колеса=125, коэффициент передаточного числа i=12.
Для производства шлакоблока состав смеси – портландцемент ПЦМ400-15%, азовская морская техническая ракушка 80%, пластификаторы и модификаторы 1%, вода остальное, использована зубчатая передача с параметрами
Скорость вращения барабана 31 об/мин.
Порядок замены ведущей шестерни.
При повреждении зубьев шестерни 12 или при необходимости  установки  шестерни с другими параметрами производят ее замену следующим образом.
Предварительно срезают сварку в местах соединения зубчатой шестерни 12 со щекой 22 вала 14.
Относительно большая толщина шейки 18 позволяет не заботиться о возможных повреждениях поверхности шестерни 12 в этих местах.
Благодаря тому, что сварка шестерни 12 с валом 14  выполнялась только в некоторых точках, щека 22 вала 14  после съема отслужившей шестерни 12 может служить шаблоном для установки новой шестерни  на место прежней. Одновременно этому способствует и жесткое  крепление подшипникового корпуса 16 вала 14 вращения ведущей шестерни к переворотной раме.
При выполнении соединения шестерни 12 с валом 14 плоскость контакта щеки 22 вала 14 и новой шестерни 12 обеспечивается той частью плоскости щеки, на которой не было следов сварки с отслужившей шестерней 12. При этом точки сварки новой шестерни и плоскости щеки 22 вала могут совпадать с точками сварки прежней шестерни или быть в других местах.
Промышленная применимость.
Заявляемый смеситель  обеспечивает  возможность получения растворов для различных видов строительных работ и сухих смесей благодаря использованию ведущей шестерни привода вращения барабана с оптимальными параметрами.
Заявляемый смеситель может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов и найдет широкое применение в индивидуальном строительстве и домашнем хозяйстве.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1.Бетоносмеситель. ПРОФМАШ. Интернет-ресурс http://profmash.pro/home/stroitelnoeoborudovanie/betonosmesitel-profmash-b-165.
2. Патент на полезную модель № 20640. Бетоносмеситель. Опубликован: 20.11.2001.
3. Патент на полезную модель № 164051. Смеситель. Опубликован: 20.08.2016.