Registration Number
0826U003661, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
08-09-2026
popup.evolution
o
Title
Substantiation of the feed hopper parameters for a concrete batching plant
Author
Oleksandr Levchenko,
popup.head Bogdan Korobko
popup.opponent Volodymyr Blazhko
popup.opponent Kostyantyn Pochka
popup.review Mykola Nesterenko
popup.review Oleksii Vasyliev
popup.rada
Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic National University
Description
Бетонозмішувальні установки — ключова ланка сучасного будівництва, адже від точності дозування, рівномірності перемішування та стабільності процесу залежить якість бетону. Однак на практиці сипкі матеріали (цемент, пісок, щебінь) часто подаються з бункерів нерівномірно через утворення склепінь при вологих матеріалах та коливання насипної густини заповнювачів, через що похибка дозування сягає 5–7% замість нормативних 2–3%, знижується міцність конструкцій і зростають перевитрати цементу. Крім того, традиційні системи живлення, побудовані на одному стрічковому конвеєрі для всіх заповнювачів, ускладнюють автоматизацію та паралельне дозування, тому вдосконалення конструкцій бетонозмішувальних установок є актуальним завданням для підвищення продуктивності та енергоефективності будівельного виробництва.
Підвищення енерговитрат є ще однією суттєвою проблемою. Значна частина електроенергії витрачається на привід стрічкових конвеєрів великої довжини, подолання опору тертя при транспортуванні матеріалів та роботу допоміжного обладнання. В умовах зростання тарифів на енергоносії та необхідності декарбонізації будівельної галузі пошук енергозберігаючих технічних рішень є актуальним завданням.
Таким чином, науково–технічна задача обґрунтування раціональних параметрів бетонозмішувальної установки, зокрема її систем живлення та дозування, з урахуванням впливу вологості та фізико–механічних властивостей сипких матеріалів є актуальною та має важливе значення для підвищення ефективності виробництва залізобетонних конструкцій.
Метою дисертаційної роботи є обґрунтування конструктивних та кінематичних параметрів системи живлення бетонозмішувальної установки для виробництва монолітного та збірного залізобетону, що забезпечують стабільність масової витрати та точність дозування сипких матеріалів незалежно від їх вологості за рахунок переведення режиму течії з воронкового в масовий шляхом активного механічного розпушування.
Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі завдання:
1. Встановити причини нестабільності дозування та зниження продуктивності систем живлення бетонозмішувальних установок при використанні заповнювачів зі змінною вологістю.
2. Теоретично обґрунтувати умови переходу від воронкового до масового режиму течії вологих матеріалів через зниження ефективного кута внутрішнього тертя шляхом механічного руйнування динамічних склепінь.
3. Встановити математичні залежності для визначення мінімально необхідної частоти обертання та довжину дії штирів розпушувача (із кутовим зміщенням 90°), за яких масова витрата матеріалу стає незалежною від його вологості та фракції.
4. Експериментально визначити порогову частоту обертання розпушувача як функцію вологості та фракційного складу матеріалу і перевірити адекватність розробленої теоретичної моделі.
5. Розробити інженерну методику розрахунку конструктивних і кінематичних параметрів розпушувача для бетонозмішувальних установок продуктивністю 30...120 м³/год.
Об'єкт дослідження – процес живлення та дозування сипких заповнювачів у бетонозмішувальних установках.
Предмет дослідження – закономірності впливу конструктивних та кінематичних параметрів активного розпушувача на режим течії та стабільність дозування вологих сипких матеріалів.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Вперше теоретично обґрунтовано механізм стабілізації витікання вологих сипких матеріалів, який полягає у переведенні воронкового режиму течії в масовий за рахунок механічного зниження ефективного кута внутрішнього тертя нижче критичного значення за допомогою активного розпушувача з кутовим зміщенням штирів на 90°.
2. Вперше розроблено математичну модель процесу витікання сипких матеріалів, яка встановлює аналітичний зв’язок між масовою витратою матеріалу, його вологістю та кінематичними параметрами розпушувача (частотою обертання та радіусом дії штирів), що дозволяє визначати умови стабільного дозування.
3.Експериментально доведено існування порогової частоти обертання розпушувача (ωкр)перевищення якої робить коефіцієнт варіації продуктивності системи дозування незалежним від абсолютної вологості та фракційного складу заповнювачів.
Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці конкретних технічних рішень для підвищення стабільності роботи та точності дозування бетонозмішувальних установок:
1.Розроблено інженерну методику розрахунку конструктивних та кінематичних параметрів розпушувача з урахуванням заданої продуктивності БЗУ (в діапазоні 30...120 м³/год) та максимальної вологості матеріалу.
2.Створено конструкцію активного розпушувача для запобігання динамічному склепінню вологих сипких матеріалів у бункерах систем живлення.
Результати дисертаційної роботи впроваджено при модернізації системи живлення бетонозмішувальної установки продуктивністю 60 м³/год на підприємстві ТОВ «Асфер Груп».
Registration Date
2026-07-17
popup.nrat_date
2026-07-17 / 2026-10-02
