116. Метод центробежного формования. Параметры центрифугирования.

118. Виды центрифуг и их характеристики.

У плотнение БС центрифугированием эффективно используется при изготовлении напорных и б/напорных труб, опор линии эл. передач, колонн и др. конструкций кольцевого сечения. Основное оборудование при центробежном способе формования – центрифуги, кот. различают по конструкции:

а ) роликовые (I – роликовая двухгнездная центрифуга, 1 – ведомые ролики, 2 – приводной ролик, 3 – форма, 4 – вариатор скорости, 5 – эл. двигатель; II – роликовая одногнездная центрифуга: 1 – предохранит. скоба с прижимным роликом, 2 – форма, 3 – поддерживающий ролик, 4 – приводной ролик);

б) ременные (III – ременная центрифуга: 1 – защитный кожух, 2- форма, 3 – ведомый вал, 4 – ведущий вал, 5 – ремни, 6 – поддержив. ролик, 6 – ограждение привода);

в) осевые (IV – осевая центрифуга: 1 – бабка с разгонным двигателем, 2 – бабка с редуктором, 3 – рабочий двигатель, 4 – торцевые планшайбы, зажимающие форму, 5 – форма);

г ) люнетные (V – люнетная центрифуга);

д ) шпиндельные (VI – шпиндельная центрифуга: 1- бабка с эл. двигателем, 2 – форма, 3 – шпиндель, 4 – опорная рама для поддержания)

Формы д.б. неразъемными и разъемными, собираемыми из двух полуформ. В проц. формования окружная скорость достигает 40 м/с, поэт. необх. высокая точность изготовления форм. Процесс формования состоит из трех стадий: 1 – загрузка БС в форму, 2 – распределение БС по периметру формы, 3 – уплотнение БС с отжатием воды. Форма вместе с загруженной в нее БС вращается вокруг своей продольной оси с заданной скоростью. Под действ-м развивающ-ся центробежных сил частицы смеси отбрасываются к стенкам формы, прижимаются к ним, и смесь распределяется в форме слоем, равномерной толщины. Возникающее при этом прессующее давление, величина кот. пропорциональна массе частиц БС, их расстоянию от оси вращ-я и квадрату угловой скорости, способ-т отжатию части воды затворения, что ведет к уплотнению бетона. На первой стадии происх-т распред-е БС равном-м слоем по стенкам формы, сохраняя сплошность своего строения. При вращ-ии формы частицы БС испыт-т одноврем-но возд-е 2-ух силовых полей: сил тяжести и цетробежных сил. Чтобы БС в верхней части не отрывалась от стенок необх. соблюдение условия: gm=rmw² (g – ускор. св. пад., см/с², m – масса частиц, кг, r – внутр. радиус формы, см, w – угловая скорость, рад/сек). Необх. число оборотов формы для уплотнения укладки БС: n₀=300/√R. Число оборотов формы при распределении БС на второй стадии формования: n_p=(1,8…2)*n₀. Число оборотов формы для уплотнения БС: n_y=10375*p*√(r₁/(r₁³-r³)) (r, r1 – внутр. и наружн. радиусы изделия, см, р – центробежное давлении на БС, МПа) Начальная скорость вращ-я 85-150 мин^-1 в зав-ти от диаметра труб. На стадии уплотнения ско-рость повыш-ся 400-900 мин^-1. Поскольку для центобежного форм-я прим-т пластичные БС, на бетон перед-ся прессующее давление и оно равномерно распред-ся через прослойки цем. теста. Уплотнение и распр-е БС происх-т при вращении формы. При этом возн-т центо-бежное давление, в рез-те которого части-цы твердой фазы сепарируют по крупности и сближаются. Прессующее давление (0,02 – 0,15 МПа) распред-ся неравномерно – от минимума на внутренней до максимума на наружной поверхности, зерна большей массы распол-ся ближе к наружной пов-ти, а вода отжи-мается внутрь. Плотность бетона выше в наружных слоях изделия. В целом структура бетона по сечению оказыв-ся неравномерной – плотная у наружного слоя и пористая во внутренних слоях. Для устранения этого ограничивают крупность заполнителя, подбирают вязкопластичные смеси, производят формование в несколько слоев. В качестве исходной м.б. принята продолжительность центрифугирования из расчета 1-1,5 мин. На каждые 10 см внутр. диаметра изделия. Продолжительность распределения смеси в формах не превышает 8 мин, уплотнения – 12 мин. Общий цикл формования – 25-50 мин.

Ц ЕНТРОБЕЖНЫЙ ПРОКАТ. – примен. для производства низконапорных и напорных труб длиной 5 м и диаметром 1200-3000м. Центробежная сила служит в основном для распределения БС, ее участие в уплотнении стенки трубы незначительно. Стенка трубы формуется прокатом БС между вращающимся валом прокатной машины (1 – вал прокатной машины, 2 – съемное кольцо, 3 – форма, 4 – ленточный питатель) и формой, которую пронизывает вал, на кот. она опирается кольцами катания. Вал сообщает вращательное движение форме и БС жесткостью 150-300 с, подаваемая ленточным питателем центробежной силой вовлекается во вращательное движение и распределяется по стенкам формы. При скорости вращения 3-8 м/с центробежные силы создают давление на БС от 80 до 200 Па. Смесь уплотняется под давлением 1-5 МПа, создаваемым силой тяжести формы с бетоном на приводной прокатный вал. Формование заканчивают опрыскиванием вала водой и подачей пескоструйным аппаратом внутрь мелкого песка. Образовавшаяся пленка воды поглощается песком, кот. вдавливается в стенки трубы после чего ее поверхность становится матовой и гладкой. Частота вращения формы для распределения смеси 30-260 об/мин, а при уплотнении – 70-520 об/мин.Продолжительность формования зависит от диаметра трубы и равна 10-40 мин. Для больших диаметров устанавливают меньшие скорости и наоборот.