ВИБРАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ МНОГОПУСТОТНЫХ ПЛИТ
Многопустотными выполняются плиты перекрытий, вентиляционные блоки и другие изделия сборного железобетона. Наличие в плитах пустот круглого, овального или прямоугольного сечений обусловливает некоторую специфику формующего оборудования, предназначенного для формования этих изделий.
Одним из основных узлов любой формовочной машины для многопустотных плит: является каретка пустотообразователей (рис. 1).
Рис. 1. Конструктивная схема каретки с пустотообразователями
Каретка 1 перемещается по рельсам 2. К каретке 1 шарнирно крепятся пустотообразователи 3. С помощью какого-либо привода (установленного на каретке или вне ее) каретка может перемещаться вдоль рельсового пути 2. На схеме (рис.1) каретка с пустотообразователями показана в крайнем левом положении. Для поддержания пустотообразователей в горизонтальном положении они оперты на поддерживающие ролики 4. После установки формы 5 каретка перемещается приводом в крайнее правое положение. При этом пустотообразователи через отверстия в торцовых бортах формы вводятся внутрь формы. После этого форма заполняется бетонной смесью и производится каким-либо способом (обычно вибрационным) ее уплотнение. После окончания процесса уплотнения привод каретки извлекает пустотообразователи и переводит их в крайнее левое положение, а в плите остаются пустоты, конфигурация которых соответствует конфигурации пустотообразователей.
Рис. 2. Схемы расположения приводных электродвигателей ак-тивныхпустотообразователей:
а — внутри пустотообразователя;
б—снаружи пустотообразователя;
в—на каретке пустотообразователя
Уплотнение бетонной смеси в форме может осуществляться на виброплощадках. При этом используются так называемые пассивные пустотообразователи, которые не имеют собственного вибрационного привода.
Часто уплотнение бетонной смеси при формовании многопустотных изделий производится активнымипустотообразователями, т. е. пустотообразователями, снабженными собственными виброприводами. Наиболее широкое распространение получили активныепустотообразователи с круговыми колебаниями. Для улучшения качества уплотнения бетонной смеси и поверхности плит такие установки, как правило, снабжаются вибропригрузами.
Привод активных пустотообразователей осуществляется от асинхронных электродвигателей (рис. 2). Несколько (обычно 3 ... 4) одновальных центробежных вибровозбудителей располагаются внутри пустотообразователя так, чтобы его ось совпадала с осью вращения дебалансных валов. Валы отдельныхвибровозбудптелей связываются между собой упругими муфтами или карданными валами. Корпуса вибровозбудителей жестко крепятся к пустотообразователям. При такой конструкции все параметры активныхпустотообразователей рассчитываются так же, как и соответствующие параметры глубинных вибровозбудителей с дебалансным центробежным приводом. Однако жесткое крепление пустотообразователей и корпусов вибровозбудителей делает очень трудоемким монтаж и демонтаж последних при необходимости их ремонта или замены. Поэтому созданы активные пустотообразователи с дебалансно-планетарными вибровозбудителями (рис. 3). В этом случае вибровозбудители вообще не крепятся к пустотообразователям, и цилиндрический корпус 5 подшипниковых опор дебалансного вала 6 может при их вращении свободно обкатываться по внутренней цилиндрической поверхности трубы пустотообразователя. Дебалансные валы 6 соединяются между собой промежуточными валами 3 и упругими втулками 2, которые крепятся хомутами 4. Такая конструкцияобеспечивает работоспособность нескольких дебалансно-планетарных вибровозбудителей при неизбежнойнесоосности их валов. Принцип действия такого вибропривода напоминает работу планетарного глубинного вибровозбудителя с наружной обкаткой (см. рис. 2.1).
Рис. 2.1. Планетарный глубинный вибровозбудитель с наружной обкаткой
Однако в данном случае бегунком является корпус подшипника, т. е. тело, которое может свободно вращаться относительно вала, поэтому частота колебаний пустотообразователя равна частоте вращения дебалансного вала.
Стационарный режим колебаний пустотообразователя с дебалансно-планетарными вибровозбудителями выдерживается, если ось дебалансного вала располагается с эксцентриситетом е относительно оси пустотообразователя (рис. 3), равным или меньшим чем
(4)
где mо—масса дебаланса;
r—расстояние от оси вращения до центра тяжести разбалансированной части дебаланса;
Мв—масса вала;
Мб—масса бегунков, т. е. корпусов подшипников.
Вибровозбудители всей своей массой обкатываются по внутренней поверхности пустотообразователей с эксцентриситетом е и угловой частотой ω. С учетом этого вынуждающая сила, развиваемая таким приводом,
Соответственно статический момент массы дебалансно-планетарного привода
Угловая скорость вращения бегунков относительно собственной оси при обкатке
где D—диаметр беговой дорожки; d—диаметр бегунка.
Экспериментально установлено, что удельное усилие извлечения пустотообразователей из отформованного изделия р=5000 Н/м2
Исходя из этого, необходимое для извлечения пустото образователей усилие
F = pS, (5)
где S—суммарная площадь контакта всех пустотообразователей с бетонной смесью.
При круглых пустотообразователях
, (6)
где Dк—диаметр пустот, или внешний диаметр пустотообразователей;
L—длина плиты;
z—число пустот.
Длина плит перекрытий примерно равна 6 м. Минимальное число пустот обычно бывает равным пяти при диаметре Dк=180 мм. Из этого легко подсчитать, руководствуясь выражениями (5) и (6), что минимальное усилие извлечения F=80 кН. Учитывая, что число пустот в плитах шириной более 2 м достигает 10 шт., приводу извлечения пустотообразователей приходится развивать весьма значительные усилия.
Для снижения усилия извлечения пустотообразователей их часто выполняют с небольшой конусностью (3 ... 5%). На концах пустотообразователей со стороны каретки иногда устанавливают вибровозбудители общего назначения, которые включаются при извлечении. Эти вибровозбудители приводят к возникновению изгибных колебаний пустотообразователя и, следовательно, возникновению относительных проскальзываний между его поверхностью и частицами бетонной смеси. Последнее вызывает существенное снижение усилия извлечения. Перед каждой формовкой пyстотообразователи должны быть тщательно отчищены и смазаны,
Общий вид машины с активными пустотообразователями представлен на рис.4,а. Машина состоит из каретки 2, которая движется по рельсовому пути 1. На каретке 2 установлены пустотообразователи 9 и их приводные электродвигатели 11. Привод пустотообразователей осуществляется через промежуточную опору 10. Кроме того, на каретке имеются продольные борта 7. Поддон 3 устанавливается на опоры 5. Машина снабжена откидными поперечными бортами 4 и 8. Схема канатного механизма открывания и закрывания переднего поперечного борта 8 показана на рис. 4,6, а заднего 4—на рис. 4, е. Перемещение каретки 2 осуществляется с помощью канатного механизма лебедкой 12. Схема канатного механизма перемещения каретки показана на рис. 18.14, в. Бетоноукладчик движется по рельсовым путям 6. Формование многопустотных плит на такой машине осуществляется следующим образом. Поддон 3 с напряженной арматурой устанавливается на опоры 5. Включается лебедка 12, -и канатный механизм опускает на поддон поперечные борта 4 и 8. Одновременно с этим начинается движение каретки 2 с продольными бортами 7 и пустотообразователями 9. Когда каретка занимает крайнее правое положение (на рис. 4,а каретка показана в крайнем левом положении), поперечные борта 4 и 8, продольные борта 7 и поддон 3 образуют форму, в которую бетоноукладчик укладывает первый слой бетонной смеси. Смесь прорабатывается путем включения виброприводапустотообразователей. Во время обратного хода бетоноукладчик окончательно заполняет форму. Далее на поверхность формуемой плиты каким-либо грузоподъемным устройством устанавливают щит вибропригруза и включают его вибропривод. Одновременно с этим повторно включают пустотообразователи.
После окончания вибрационного уплотнения бетонной смеси снимают щит вибропригруза и включают лебедку 12 на режим извлечения пустотообразователей. Далее происходит все так же, как и при движении каретки в положение формования плиты, но в обратном порядке. Поддон с отформованной плитой передается в пропарочную камеру. Перемещение поддона обычно производится с помощью формоукладчика.
Основным недостатком формующих машин с активными пустотообразователями является их низкая уплотняющая способность. Такие машины позволяют формовать изделия лишь из пластичных бетонных смесей, которые не всегда обладают достаточной первоначальной прочностью, что приводит иногда к обрушению пустот в процессе извлечения
пустотообразователей и недопустимым отклонениям геометрических размеров изделий при немедленной распалубке. В связи с этим иногда многопустотные плиты формуют на виброплощадках и, кроме того, для образования пустот используют активные пустотообразователи. Такое комбинированное воздействие на бетонную смесь позволяет повысить ее жесткость и за счет этого улучшить качество изделий.
Расчет машин сактивнымипустотообразователями производится по заданным геометрическим размерам изделий. Предварительно задаются частотой колебаний пустотообразователей: ω=280 . . . 300 с-1 и амплитудой их колебаний xа = 6*10-4... 8*10-4м.
Расчет активныхпустотообразователей производится так же и в той же последовательности, что и расчет глубинных вибровозбудителей. Необходимо лишь в выражении длятес считать L не длиной корпуса вибровозбудителя, а длиной формуемого изделия (м).
Расчет активных пустотообразователей с дебалансно-планетарными вибровозбудителями по изложенным выше причинам обладает некоторой спецификой (исключая определение значения mбс) и производится в следующем порядке.
1. Определяют статический момент массы дебалансно-планетарного привода
одного пустотообразователя (Нм), при котором
где Мпо—масса корпуса пустотообразователя, кг; φ=145 ... 155°.
2. Задаются числом дебалансно-планетарных вибровозбудителей одного пустотообразователя (nв) так, чтобы длина соединительных валов вибровозбудителей не превосходила 1 м, S/nв<0,5 Н.м,
3. Используя неравенство (4), определяют статический момент массы дебалансов (Нм), при котором обеспечивается стационарный режим работы дебалансно-планетарного вибропривода:
4. По найденному значению Sдвычисляют статический момент массы одного дебаланса (Нм)
,
где nд—число дебалансов одного вибровозбудителя;
nд =1 или nд =2.
5. Определяют мощность (Вт), необходимую для поддержания колебания:
6. Находят мощность (Вт), необходимую для преодоления трения в подшипниках
,
где μ—приведенный к валу коэффициент трения скольжения подшипника
качения (μ =7-10-3);
dв—диаметр вала под подшипником.
7. Рассчитывают мощность (Вт), которая необходима для преодоления трения
качения:
,
где
μк — коэффициент трения качения, при текстолитовом бегунке
μк =2-10-3м.
8. Определяют мощность приводного электродвигателя (Вт):
.
При обоих типах вибрационного привода активных пустотообразователей мощность электродвигателя механизма извлечения рассчитывается с учетом (5) по следующему выражению:
,Где ν—скорость извлечения пустотообразователей (ν =0,1 ... 0,16 м/с)