Вибрационное формование бетонных смесей и формующие машины
В соответствии с методами вибрационного уплотнения бетонных смесей, в свою очередь подразделяются на машины поверхностного, глубинного и объемного уплотнения.
Для поверхностного уплотнения бетонных смесей используют виброплиты (рис.17.1,а) и виброрейки (рис. 17.1,6).
Их применяют для уплотнения массивов бетонной смеси (подвижных или средней подвижности) толщиной до 200 мм. Особенно часто они применяются при сооружении железобетонных покрытий в дорожном строительстве. Виброплиты часто используют как вибропригрузы при формовании путем объемного или глубинного уплотнения. В этом случае улучшается уплотнение бетонной смеси за счет комбинированного вибрационного воздействия на нее и достигается высокое качество поверхности изделий.
К поверхностному уплотнению следует также отнести формование бетонных и железобетонных изделий в формах и кассетных установках с навеснымивибровозбудителями, которые возбуждают изгибные колебания их стенок или специальных гибких листов. В качестве вибрационного привода поверхностных уплотнителей используют вибровозбудители общего назначения.
Глубинное уплотнение бетонных смесей осуществляется специальными машинами—глубинными вибровозбудителями. Ими уплотняют бетонные смеси (подвижные и средней подвижности) при сооружении монолитных конструкций при строительстве гидротехнических, промышленно-гражданских и дорожных сооружений. В производстве сборного железобетона они обычно применяются при стендовом формовании крупных элементов конструкций—ферм перекрытий и мостов, балок различного профиля и др.
При производстве сборного железобетона для формования многопустотных плит перекрытий, вентиляционных блоков и других полых изделий применяют машины с активнымипустотообразователями, которые также относятся к глубинным уплотнителям.
В последние годы для уплотнения бетонных смесей при конвейерном способе изготовления сборных конструкций (особенно на вибропрокатных конвейерах) и при стендовом способе производства используют вибронасадок (рис. 17.2). Эти устройства сочетают два метода уплотнения — поверхностный и объемный. Смесь, находящаяся в вибрирующем бункере 1, подвергается объемному уплотнению и уже в уплотненном виде в состоянии текучести поступает под заглаживающую часть 2вибронасадка, где осуществляется поверхностное уплотнение. Эти устройства используются для уплотнения смесей средней подвижности. Вибрационный привод вибронасалков чаще всего осуществляется посредством центробежныхвибровозбудителей общего назначения. Реже для этой цели применяют специализированные вибровозбудители.
Наилучшее качество уплотнения бетонной смеси достигается при ее объемном уплотнении, которое осуществляется на вибрационных машинах (виброплощадках), обеспечивающих колебания в целом всей формы со смесью. Виброплощадки по направлению колебаний, сообщаемых форме, подразделяются на машины с круговыми или эллиптическими траекториями, с горизонтально и вертикально направленными колебаниями. Виброплощадки с круговыми и эллиптическими траекториями движения рабочих органов (форм) из-за транспортного эффекта, который приводит к разностенности изделий и подсосу воздуха, в настоящее время практически не применяются.
Виброплощадки с горизонтально направленными колебаниями применяются для формирования длинномерных тонкостенных изделий из бетонных смесей средней подвижности (рис. 17.3,а). Виброплощадки с вертикально направленными колебаниями применяются для формования толстостенных (до 0,5 м) изделий из бетонных смесей малой подвижности и жестких.
По форме колебаний виброплощадки подразделяются на машины с гармоническими, бигармоническими, поличастотными и пространственными колебаниями. Наибольшее распространение получили машины с гармоническими колебаниями (рис. 17.3,а, б) и ударно-вибрационные (рис. 17.3,е). Второй тип машин позволяет формовать изделия из бетонных смесей с малой подвижностью и жестких. В последние годы применяются виброплощадки с пространственными колебаниями, которые достигаются за счет смещения оси одновального центробежного вибровозбудителя относительно центра тяжести машины.
По конструктивному исполнению виброплощадки подразделяются на рамные и блочные. В рамныхвиброплощадках форма устанавливается на единую жесткую раму, на которой установлены вибровозбудители. В блочныхвиброплощадках каждый вибровозбудитель имеет свою небольшую самостоятельную раму. Эта рама с вибровозбудителем, опорными упругими элементами и устройствами для крепления формы, если таковые имеются, составляет виброблок. Комбинируя число виброблоков и расстояние между их осями, можно из одних и тех же элементов компоновать виброплощадки различной грузоподъемности. Это обстоятельство обусловило широкое распространение блочныхвиброплощадок.
Глубинные (внутренние или погружные) вибровозбудители предназначены для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные железобетонные конструкции и при изготовлении крупных или насыщенных арматурой изделий сборного железобетона. Они используются, как правило, при стендовом способе производства. Современные глубинные вибровозбудители хорошо уплотняют бетонные смеси с осадкой конуса до 0,5 см. Для уплотнения более жестких смесей требуется применение объемного формования на виброплощадках.
Глубинныйвибровозбудитель представляет собой трубу с вмонтированным в нее возбудителем круговых колебаний. Эффективность уплотнения бетонных смесей глубиннымивибровозбудителями определяется частотой, амплитудой колебаний корпуса и величиной его излучающей поверхности, т. е. зависит от диаметра корпуса. В вибровозбудителях с малым диаметром корпуса не представляется возможным получить значительных вынуждающих сил из-за ограниченности величины разбалансированной массы, т. е. малости статического момента массы дебалансов. В этих случаях необходимая эффективность уплотнения бетонной смеси достигается повышением частотыколеба
Вопрос 49
Вибрационные площадки с направленными вертикальными колебаниями изготавливают из отдельных унифицированных узлов: виброблоков, вибраторов, электромагнитов, муфт и т. п. Вибрационная площадка грузоподъёмностью 2 т состоит из следующих основных узлов: вибрирующей рамы, фундаментной рамы, синхронизатора и электродвигателя. Вибрирующая рама через опорные пружины опирается на фундаментную раму. Вибрирующая и фундаментная рамы – сварные, изготовленные из стального проката. На вибрирующей раме установлено два сдвоенных вибратора, соединённых между собой и с синхронизатором промежуточными валами с эластичными муфта-ми. Электродвигатель и синхронизатор расположены на отдельной фундаментной раме. В верхней плоскости вибрирующей рамы есть два отверстия, закрываемые гибкими фактурами, обеспечивающими монтаж и демонтаж вибраторов. Для крепления формы к вибрирующей раме на ней устанавливают восемь клиновых зажимов.
Вибрационная площадка с вертикально направленными колебаниями предназначена для формования железобетонных изделий размером 3*6 м.
Виброплощадка состоит из восьми отдельных, расположенных в два ряда вибростолов, четырёх синхронизаторов и четырёх электродвигателей мощностью 20 кВт.
Для крепления форм к виброплощадке применены сдвоенные электромагниты постоянного тока. Он получает питание от сети 220/380 В через селеновые выпрямители или от генератора постоянного тока небольшой мощности. Максимальное усилие притяжения каждого электромагнита 20 – 30 кН. Грузоподъёмность виброплощадки 15 т. Частота колебаний 307 рад/с; амплитуда колебаний 0,5 мм. Максимальный кинетический момент 64 Нм. Установленная мощность электродвигателей 80 кВт. В последнее время на заводах железобетонных изделий стали применять виброплощадки с направленными горизонтальными колебаниями. Эти виброплощадки отличаются от рассмотренных выше тем, что вибратор крепится не посредственно к вибрационной раме, а через пружинные ограничители. Существуют вибрационные и виброударные площадки с горизонтально направленными колебаниями. У вибрационных площадок частота вынужденных колебаний должна быть меньше частоты собственных колебаний.
В вибрационных площадках применяют также вибраторы с одним дебалансным валом и сдвоенные бегунковые вибраторы.
Вопрос 50
Конструктивная схема резонанснойвиброплощадки с горизонтально направленными колебаниями показана на рис. 17,26. Как.следует из схемы, такая виброплощадка состоит из двухколеблющихся масс, связанных между собой витыми цилиндрическими пружинами сжатия. Первая—реактивная масса, состоит из резонаторной плиты 5 с установленным на нейдвухвальным центробежным вибровозбудителем. Вторая масса состоит из корпусной части 4, снабженной клиновым замком, и формы с бетонной смесью. Клиновой замок служит для жесткого соединения корпусной части с формой. Открытие клинового замка осуществляется отпневмоцилиндра 3 через систему рычагов, а запирание — с помощью груза 2. Корпусная часть 4 с резонаторными плитами и вибровозбудитслямн опирается на фундамент через мягкие виброизолирующие упругие элементы 6. На опоры 9 опирается форма. Для привода таких
виброплощадок используют двухвальныевибровозбудители общего назначения. В некоторых конструкциях.впброплощадок применяютвибровозбудители от виброплощадок с вертикально направленными колебаниями. При этом привод вибровозбудителя осуществляется от электродвигателя 6 через синхронизатор и карданные валы 7, закрываемые щитами 8. Упругие виброизолирующие опоры обычно выполняются из резины, работающей на сдвиг. По схеме навыполняются виброплощадкигрузоподъемностью до 20 т. При меньшей грузоподъемности применяют виброплощадки с одной резонаторной плитой и одним двухвальнымвибровозбудителем. В отличие от зарезонансныхвиброплощадок, расчетная схема которых полностью соответствует модели с одной степенью свободы ,в резонансных виброплощадках имеется две массы, т. е. это система с двумя степенями свободы. Расчетная схемаее представлена на рис. 17.27. Необходимость усложнения схемы резонансных машин вызвана тем, что коэффициент жесткости упругих элементов, при котором обеспечивается околорезонансный режим работы машины, весьма значителен. В схеме на рис. 1.6 большая по значению упругая сила, возникающая при деформации упругих элементов св процессе движения массы т,воспринимается неподвижной стойкой, т. е. фундаментом, несущими конструкциями и т. д.