2. Назначение, конструкция и принцип действия глубинных вибраторов.

Глубинные вибраторы имеют рабочий орган в виде цилиндриче­ского вибронаконечника, погружаемого в уплотняемую смесь. Та­кие вибраторы применяют для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные неармированные бетонные и железобетон­ные конструкции с различной степенью армирования (фундаменты, стены, колонны, сваи, балки и др.), а также при изготовлении круп­ных бетонных и железобетонных изделий для сборного строитель­ства.

Наружный диаметр и длину вибронаконечника вибраторов под­бирают такими, чтобы обеспечить ему беспрепятственное движение в зазорах между арматурой. Глубинные вибраторы выпускают с электрическим и пневматическим приводами. Они могут быть руч­ными (обслуживаются оператором) и навесными (подвешиваются на крюк грузоподъемного устройства) в виде пакетов из 3…15 вибраторов на одной траверсе и применяются при бетонировании массивных бетонных и железобетонных конструкций малоподвижными смесями.. Глубинное вибрирование наиболее выгодно, так как вся энергия вибратора передается уплотняемой смеси с минимальными потерями.

Вибровозбудитель электрических глубинных вибраторов может приводиться в действие через гибкий вал от переносного и распола­гаемого на поверхности электропривода (вибраторы с гибким ва­лом); от встроенного в вибронаконечник электрического двигателя или от пневматического двигателя (вибраторы со встроенным двигателем); от вынесенного электродвигателя, соединенным с рабочим вибронаконечником жестким валом, проходящим внутри полой штанги. Глубинные вибраторы имеют дебалансные и фрикционно-планетарные вибровозбудители.

Глубинные ручные дебалансные вибраторы со встроенным элек­троприводом (рис. 2) имеют единую конструктивную схему. Де-балансный вибровозбудитель представляет собой герметически за­крытый стальной цилиндрический корпус б, в который встроены высокочастотный трехфазный асинхронный электродвигатель 4 с короткозамкнутым ротором 5 и полый дебалансный вал 1 с деба-лансом 3, вращающийся в двух подшипниках качения 2. Подшип­ники смазываются жидкой смазкой, поступающей через полый деба­лансный вал из нижней полости наконечника. В корпус встроен подшипниковый узел 7, на который опирается консоль вала ротора.

а) – общий вид; б) – схема устройства

Рисунок 2. Ручной глубинный электрический дебалансный вибратор.

Вращающийся дебаланс создает непрерывно меняющую свое на­правление вынуждающую силу, благодаря чему вибронаконечник совершает круговые колебания, которые передаются уплотняемой смеси. Частота колебаний вибронаконечника равна частоте враще­ния электродвигателя. Вибронаконечник соединен с рукоятью 10 оператора виброизолирующим резинотканевым рукавом 8 или ме­таллической штангой, внутри которых проходит питающий кабель электродвигателя. В рукоять вмонтирован пакетный выключатель 9 для включения и выключения электродвигателя вибратора. Электродвигатели вибраторов работают на токе повышенной частоты (200 Гц) при напряжении 36...42 В и подключаются к внешней элек­тросети через преобразователь частоты.

Глубинные ручные электрические вибраторы с гибким валом (рис. 3) однотипны по конструкции и состоят из переносного электродвигателя 1 с рукояткой для переноса и выключателем смен­ного вибронаконечника 3 с планетарным механизмом возбуждения колебаний и гибкого вала 2 для передачи крутящего момента от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Такие вибраторы характеризуются повышенной частотой колебаний (167...334 Гц), малыми размерами наконечника (диаметр 51...76 мм, длина 420...430 мм) и применяются для уплотнения бетонных смесей с мел­ким заполнителем при изготовлении густо- и среднеармированных железобетонных конструкций и изделий. Вибронаконечники вибра­торов с гибким валом могут работать в вертикальном или наклон­ном положении.

Рисунок 3. Ручной глубинный электровибратор с гибким валом.

Вибронаконечник (рис. 4) состоит из корпуса 4, шпинделя 1, опирающегося на шарикоподшипники, дебаланса-бегунка 5 и упру­гой муфты 2, позволяющей бегунку-дебалансу отклоняться от оси вращения шпинделя на расчетный угол. Колебания корпуса вибро­наконечника создаются бегунком-дебалансом, планетарно обкаты­вающимся по конусной поверхности неподвижной втулки или сер­дечника 6, жестко соединенных с корпусом. Бегунок-дебаланс выполнен заодно со штангой 3.

Различают вибронаконечники с внутренней (рис. 4, б) и внеш­ней (рис. 4, а) обкаткой дебаланса. У первых бегунок своей внут­ренней конической поверхностью обкатывается по конической по­верхности пальца, запрессованного в днище корпуса, у вторых бегунок своей наружной конической поверхностью обкатывается по внутренней конической поверхности втулки, приваренной к кор­пусу.

Рисунок 4. Вибронаконечники с внешней (а) и внутренней (б) обкаткой бегунка – дебаланса.

При пуске вибратора бегунок-дебаланс сначала вращается в воз­духе, а затем под действием центробежной силы начинает отклоняться от геометрической оси вибронаконечника на угол до 5° и на­носить удары по втулке или пальцу, возбуждая колебания корпуса наконечника. Соответствующим подбором соотношения диаметров и втулки и бегунка-дебаланса можно получать высокую частоту колебаний корпуса вибратора при сравнительно небольшой частоте вращения вала электродвигателя.

Частота колебаний вибронаконечника (Гц) зависит от угловой скорости планетарного движения бегунка-дебаланса.

Вращение шпинделю с дебалансом сообщается от переносного электродвигателя через гибкий вал правого вращения (во избежание его раскручивания) диаметром 8...12 мм, заключенный в защитный резинометаллический шланг-броню. За гибкий вал вибратор удерживается при работе. На обоих концах гибкого вала имеются наконечники для присоединения к валу электродвигателя и шпинделю вибронаконечника. В качестве привода планетарных вибраторов используют асинхронные электродвигатели с короткозамкнуты ротором, работающие на токе нормальной частоты (50 Гц) при напряжении 36...42 В и подключаемые к внешней электросети через понижающий трансформатор. Электродвигатели монтируют на ко­рытообразной подставке, позволяющей устанавливать привод на свежеуложенную смесь.

Вибраторы с пнев­моприводом (см. рис. 5) при­водятся в движение пластинча­тым пневмомотором, составля­ющим одно целое с бегунком 7, обкатывающимся по внутренней поверхности корпуса 4. Сжатый воздух подается от компрессора по шлангу 6 в рабочую камеру 12 пластинчатого пневмомотора, а отработанный — через выхлоп­ную камеру 11 по шлангу 5 вы­водится в атмосферу. Статор 9 с одной лопаткой 10 закреплен не­подвижно, а ротор (бегунок) 8 обкатывается вокруг статора. Ос­новным недостатком пневмо-вибраторов является повышен­ный уровень шума и высокая энергоемкость.

Рисунок 5. Глубинный вибратор с пневмоприводом.

Уплотняют бетонную смесь глубинными вибраторами вертикальным или наклонным погружением вибронаконечника в уплотняемый слой с частичным (на 5... 10 см) заглублением в ранее уложенный и еще не схватившийся слой. В зависимости от подвижности или жесткости смеси продолжительность работы виб­ратора на одной позиции составляет 20...40 с, увеличиваясь с уменьшением подвижности и увеличением жесткости. Шаг позиционирования назначают не более полуторного радиуса действия вибратора.

Общим недостатком глубинных вибраторов является сравни­тельно небольшой радиус их действия и, следовательно, неболь­шая производительность. Для повышения радиуса действия (в 1,3 – 1,5 раза) корпуса некоторых глубинных вибраторов делают ребристыми.