И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

главное управление ОБРАЗОВАНИЯ, науки И КАДРОВ

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра мелиоративных и строительных машин

бетонных смесей

мелиоративных и водохозяйственных работ; 1-74 04 01 – сельское строительство и обустройство территорий

Горки 2004

Одобрено методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства 28.10.2003.

УДК 62-189.2

Приведены основные типы и конструктивные схемы вибрационных площадок для уплотнения бетонных смесей. Даны указания по изучению конструкции, технической эксплуатации и технике безопасности при работе.

Таблиц 1. Рисунков 6. Библиогр. 6.

Для студентов специальностей 1-74 06 04 – техническое обеспечение мелиоративных и водохозяйственных работ; 1-74 04 01 – сельское строительство и обустройство территорий.

Рецензент канд. техн. наук, доцент М. П. Третьяк.

 Составление. В.А. Дремук, В. М. Горелько, 2004

 Учреждение образования

«Белорусская государственная

сельскохозяйственная академия», 2004
Цель работы:

1. Изучить техническую характеристику машин и оборудования для уплотнения бетонных смесей.

2. Изучить устройство, работу и регулировки машин и оборудования для уплотнения бетонных смесей.

3. Ознакомиться с возможными неисправностями машин и оборудования для уплотнения бетонных смесей и способами их устранения.

4. Ознакомиться с правилами техники безопасности во время эксплуатации и при техническом обслуживании машин.

Оснащение и учебно-наглядные пособия: узлы и макеты машин и оборудования для уплотнения бетонных смесей; учебные плакаты по изучению конструкций механизмов; технические средства обучения; литература.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить конструкцию и принцип работы машин и оборудования для уплотнения бетонных смесей.

2. Изучить особенности эксплуатации машин.

3. Изучить технику безопасности при эксплуатации и техническом обслуживании машин.

Наиболее распространен последний способ уплотнения. Сочетание вибрации с другими способами значительно повышает эффективность процесса уплотнения бетонной смеси. Так, сочетание вибрации с прессованием – виброштампование – используется при производстве сборного железобетона, сочетание вибрации с вакуумированием – вибровакуумирование – широко используется при возведении монолитных конструкций, а также при производстве отдельных типов железобетонных изделий.

Для каждого состава бетона существуют минимальная и предельная скорости колебаний.

Некоторые значения предельных скоростей колебаний для различных бетонов приведены в таблице.

Эффективность уплотнения бетонной смеси зависит от размещения виброизлучающей поверхности. При размещении вибратора сверху на смеси уплотнение называют поверхностным. Если вибратор помещен в массив смеси, то уплотнение называют глубинным. Если колебания смеси передаются через колеблющуюся форму, то уплотнение называют объемным.
Предельные скорости колебаний для бетонов

В процессе уплотнения смесь разрушается и в конце его переходит в двухфазную систему (твердая + жидкая фазы), при содержании в ней воздуха не более 2...3%. В результате процесса виброуплотнения тело бетона (железобетона) получает однородную плотную структуру, что обеспечивает готовым железобетонным изделиям заданные физико-механические показатели.

Рационально выбранный режим вибрирования должен оптимизировать динамическую систему, т. е. обеспечить такое ее состояние, при котором будет наименьший уровень реологических сопротивлений и энергозатрат.
2. Вибрационные площадки

для уплотнения бетонных смесей
Изготовление железобетонных изделий на вибрационных площадках и установках осуществляется в специальных формах. Разница между вибрационной площадкой и вибрационной формовочной установкой в том, что первая имеет один или несколько столов, на которые ставят форму, воспринимающую от них колебания, а вторая таких столов не имеет – форму ставят на виброизолирующие опоры и приводят в действие непосредственно вибрационным приводом. Преимущество вибрационных площадок заключается в универсальности, что предопределяет их широкое применение при производстве железобетонных изделий, так как они позволяют формовать различные типы железобетонных изделий: плоские (стеновые панели, плиты, перекрытия и др.), протяженные профильные (балки, опоры, сваи и др.), с криволинейным профилем и трубчатые (тюбинги, лотки, трубы и др.). Одним из существенных недостатков вибрационных площадок является необходимость колебать большие массы, включающие массу конструкции площадки, массу формы и пригруза.

По виду движения рабочего органа вибрационные площадки можно разделить на машины с вертикально направленными, горизонтально направленными и круговыми колебаниями. По характеру движения рабочего органа, наличию или отсутствию периодических ударов их подразделяют на вибрационные и ударно-вибрационные. Первые, в свою очередь, могут быть поделены на синусоидальные (моногармонические) и двухчастотные (бигармонические). Удары у вторых преимущественно осуществляются через упругие прокладки. По типу привода вибрационные площадки подразделяются на машины с силовым возбуждением (дебалансным виброприводом) и кинематическим возбуждением от кривошипно-шатунного привода. По настройке режима площадки делят на нерезонансные, резонансные и ударно-резонансные.

Наибольшее распространение получили виброплощадки блочной конструкции с гармоническими вертикально направленными колебаниями, работающие в зарезонансном режиме (рис.1).

Блочная виброплощадка содержит раму 4, на которой установлены на пружинах 2 унифицированные двухвальные виброблоки 1. Момент на валы виброблоков передается от электродвигателей 5 через синхронизаторы 6 и 8 карданными валами 7. Жесткая кинематическая связь между двумя рядами виброблоков осуществляется через синхронизаторы 8, снабженные приставками 9 из конических зубчатых колес, что обеспечивает синхронное и синфазное вращение всех валов виброблоков, необходимое для возбуждения вертикально направленных колебаний. Форма крепится к виброблокам электромагнитами 3.

Конструкция унифицированного виброблока грузоподъемностью 2000 кг показана на рис.2. Виброблок состоит из двухвального вибровозбудителя 2 со ступенчатой регулировкой статического момента и электромагнита 1, служащего для крепления формы, и опирается на четыре опоры, каждая из которых состоит из верхней 3 и нижней 4 витых пружин, стянутых шпилькой 5.

Рис. 1. Схема блочной виброплощадки с вертикально направленными колебаниями.

Рис. 2. Виброблок:

Виброплощадки различной грузоподъемности компонуют из разного числа блоков. При формовании изделий шириной менее 1800 мм виброплощадки компонуют из одного ряда блоков и синхронизаторы 5 (см. рис. 1) не устанавливают. Синхронизаторы представляют собой редукторы, состоящие из ведущей, двух промежуточных (для увеличения межцентрового расстояния) и ведомой шестерен с общим передаточным числом, равным единице. Промышленностью выпускаются виброплощадки этого типа грузоподъёмностью 10 т, 15, 24, и 40 т с частотой колебаний 300 с^-1.

Для формования длинномерных тонкостенных изделий из бетонных смесей средней подвижности применяют виброплощадки с горизонтально направленными колебаниями (рис.3). Виброплощадка состоит из двух колеблющихся частей: реактивной, включающей в себя резонаторную плиту 3 с установленным на ней двухвальным вибровозбудителем 2, и корпусной 5, соединяемой клиновым замком с формой. Эти части связаны между собой цилиндрическими пружинами 4. Корпусная часть опирается на фундамент через мягкие виброизолирующие элементы 6, а форма с бетонной смесью устанавливается на упругие опоры 7. Вибровозбудитель приводится от двигателя 1 через синхронизатор и карданные валы.

Рис.3. Схема виброплощадки с горизонтально

направленными колебаниями.
При малой грузоподъемности применяют виброплощадки с одной резонаторной плитой и одним вибровозбудителем. Уплотнение бетонной смеси в таких виброплощадках происходит в основном под действием горизонтально направленных колебаний, поэтому амплитуды колебаний распределены по длине формы более равномерно. Эти виброплощадки имеют более простую конструкцию, обладают меньшей металло- и энергоемкостью, чем виброплощадки с вертикально направленными колебаниями, так как они работают в околорезонансном режиме. Мощность, затрачиваемая на преодоление трения в подшипниках вибровалов, на порядок ниже за счет того, что заданная амплитуда колебаний достигается при вынуждающей силе, в 10 раз меньшей, чем в машинах, работающих в зарезонансном режиме.

Основным недостатком таких виброплощадок является сложность поддержания стабильного режима колебаний, необходимого для обеспечения резонанса. Амплитуда колебаний формы зависит от массы бетонной смеси и изменения ее свойств по мере уплотнения, т. е. изменяется коэффициент присоединения бетонной смеси к колебаниям, а это приводит к изменению частоты собственных колебаний. Это обстоятельство вызывает необходимость применения регулируемого по скорости привода и соответствующих автоматических устройств, обеспечивающих условия резонанса.

В ударно-вибрационных площадках форма с изделием опирается на упругие резиновые прокладки, расположенные на верхней поверхности блоков. При формовании изделия на такой площадке уплотнение бетонной смеси происходит в результате соударения формы с вибровозбудителем через резиновые прокладки. Ударный эффект при этом определяется величиной вынуждающей силы, жесткостью резиновых прокладок и зависит от способа опирания формы. По способу опоры формы ударно-вибрационные площадки выполняют в двух вариантах: со свободным опиранием формы на упругие прокладки (рис. 14, а) с безынерционным прижатием формы к упругим прокладкам с установкой дополнительных пружин (рис. 4, б). Второй вариант исполнения ударно-вибрационной площадки наиболее распространен.

Рис. 4. Виброблок ударно-вибрационной площадки.

На рис.5 показана принципиальная схема прижимного устройства для безынерционного прижатия формы к упругим прокладкам. За счет жесткости и предварительного поджатия винтовой пружины 1 определяется ее сила натяжения. Регулирование предварительного поджатия пружины осуществляется гайкой 2. Для прижатия формы к упругим прокладкам служит пневмопривод 3.


Рис. 5. Схема прижимного устройства для безынерционного прижатия формы к упругим прокладкам:

1 – винтовая пружина; 2 – гайка; 3 – пневмопривод; 4 – опорная рама; 5 – форма.

На рис.6 представлена конструктивная схема ударно-вибрацион­ной площадки. Дебалансы 6 вибровозбудителей приводятся во вращение от асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором 1 через синхронизаторы 2 и карданные валы 3. Синхронно-синфазная работа обоих рядов виброблоков осуществляется через синхронизаторы с коническими приставками и телескопический карданный вал. Виброблоки на опорную раму 7 опираются через виброизоляторы 8. Упругие резиновые прокладки 4 устанавливаются на кронштейны 5.

Уплотнение бетонной смеси при формовании изделий происходит за счет передачи поддону формы ударных импульсов при соударении с упругими резиновыми прокладками.

Рис.6. Схема ударно-вибрационной площадки.

Упругие резиновые прокладки должны плотно прилегать к опорной поверхности кронштейнов и быть надежно закреплены. Прижимные устройства должны располагаться симметрично относительно линии действия всех сил и обеспечивать равномерное прижатие всей площади формы. В качестве упругого элемента используются винтовые пружины или резиновые столбики.

Эти виброплощадки работают с пониженной частотой ударов (около 140 с^-1), что существенно повышает долговечность их элементов. Недостатком виброплощадок является значительный уровень шума.
3. Основы эксплуатации вибраторов
Вибрационные механизмы работают в тяжёлых режимах, обусловленных самой спецификой их рабочего процесса: быстроходность, вибрация и т.п. Особенно тяжело нагруженными элементами являются подшипниковые узлы, опорные пружины, дебалансные валики. Поэтому при эксплуатации вибраторов необходимо следить за состоянием подшипников, регулярно проверять их нагрев, производить смазку и регулировку. Особое внимание нужно уделять состоянию крепёжных деталей и соединений, так как из-за вибрации они могут выходить из строя или ослабевать.

В вибраторах с регулируемым эксцентриситетом дебалансов необходимо проверять их положение и крепление, а при регулировках не допускать увеличения их момента против максимальных значений.

При работе с ручными вибраторами необходимо выполнять требования защиты от поражения электротоком, следить за состоянием сети, кабелей и электроарматуры. Если не применять специальных мер защиты, вибрация весьма вредно сказывается на здоровье человека. При конструировании вибрационных машин должны быть предусмотрены такие решения их элементов, с которыми соприкасается рабочий, чтобы их частоты и амплитуды не превышали нормативных величин, допускаемых санитарной инспекцией. В стационарных условиях должна предусматриваться специальная защита рабочих мест от вибрации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование. – М.: Высш. шк., 1987. – 376 с.: ил.

2. Мартынов В. Д., Алешин Н. И., Морозов Б. П. Строительные машины и монтажное оборудование.– М.: Машиностроение, 1990.– 352 с.: ил.

3. Бауман В. А., Клушанцев Б. В., Мартынов В. Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций.– М.: Машиностроение, 1981.– 324 с.: ил.

4. Дорожно-строительные машины и комплексы / Под общ. ред. В. И. Баловнева. – М.: Машиностроение, 1988.– 384 с.: ил.

5. Мартынов В. Д., Сергеев В. П. Строительные машины. – М.: Высш. шк., 1970. – 304 с.: ил.

6. Васильев А. А. Дорожные машины.– М.: Машиностроение, 1987.– 416 с.: ил.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е и з д а н и е

Владимир Алексеевич Дремук

Владимир Михайлович Горелько

вибрационные площадки для уплотнения бетонных смесей

Техн. редактор Н. К. Шапрунова

Корректор Е.А. Юрченко
Подписано в печать 08.07.2004.

Формат 6084 ¹/₁₆. Бумага для множительных аппаратов.

Печать ризографическая. Гарнитура "Таймс".

Усл. печ. л. 0,70. Уч.-изд. л. 0,61.

Тираж 125 экз. Заказ . Цена 950 руб.

Редакционно-издательский отдел БГСХА

213410, г. Горки Могилёвской области, ул. Студенческая, 2

Отпечатано на ризографе копировально-множительного бюро Б

ГСХА,