1. Определяют вибрируемую массу (кг)

где m_k - масса колеблющихся частей виброплощадки (суммарная масса виброблоков);

k₂ - коэффициент присоединения пригруза;

m’_пр - масса пригруза (если таковой имеется).

Значение коэффициента k₂ = 0,1 и по своей сути он имеет тот же смысл, что и k₁. Для предварительных расчетов на основе опыта конструирования блочных виброплощадок допускается принимать m_ф = m_бс, а m_k = (0,3 ... 0,4) m_гр. Следовательно, в зависимости от принятого значения m_в (1 ... 1,1) m_гр.

При проектировании новой машины m_k определяют путем предварительной эскизной проработки виброплощадки с последующим уточнением ее значения.

2. Находят статический момент массы дебалансов, при котором выдерживается принятое значение х_а. Поскольку рассматриваемые виброплощадки работают в далеко зарезонансном режиме, ω₀<ω. Тогда, принимая ω₀ = 0, найдем статический момент массы (кг·м)

где m₀ - суммарная масса всех дебалансов виброплощадоки; принимают φ = 145 ... 160°.

р=145 ... 160°.

3. Рассчитывают геометрические размеры основного и дополнительного дебалансов. Согласно принятой конструкции вибровозбудителя он имеет четыре дебаланса. Таким образом, число дебалансов n_д должно быть кратно четырем для однорядных виброплощадок и кратно восьми для двухрядных виброплощадок, поскольку в последнем случае число виброблоков должно быть четным.

Рис. . Схема дебаланса

Кроме того, исходя из условий долговечности и надежности подшипниковых узлов при ω =300 с^-1, статический момент массы одного дебаланса 8 обычно не должен превышать 0,2 кг·м. С учетом указанных рекомендаций задаются n_д,

Тогда

Чаще всего основной дебаланс имеет форму, близкую к прямоугольнику и принимается равным 2/3S_д. Считая форму основного дебаланса прямоугольной можно выразить статический момент массы через его геометрические размеры:

где δ - толщина дебаланса, м;

ρ - плотность материала, из которого изготовлен дебаланс (обычно сталь имеет ρ = 7800 кг/м³).

Кроме того, виброплощадки снабжаются двумя дополнительными дебалансами, которые представляют собой кольцевой сектор. Статический момент массы одного из них принимают равным (1/3)S_д, а второго - (1/6) S_д.

Таким образом, при установке первого дополнительного дебаланса виброплощадка при расчетном значении m_в имеет x_а = 7·10^-4 . При установке вместо первого дополнительного дебаланса второго x_а снижается на 10^-4 м, а без дополнительных дебалансов снижается на 2·10^-4 м.

Выражение статического момента массы дополнительного дебаланса через его геометрические размеры имеет вид

4. Далее определяют усилие, необходимое для закрепления на виброплощадке формы с бетонной смесью. Согласно расчетной схеме на форму с бетонной смесью действуют сила тяжести Q и инерциониая сила Р, при этом рассматривается тот полупериод движения, когда инерционная сила стремится оторвать форму от виброблоков. Исходя из этого, усилие закрепления

где q – ускорение свободного падения

Расчетнэе усилие закрепления формы:

где β - коэффициент запаса; при механическом, гидро- и пневмомеханическом креплениях рекомендуется принимать β = 1,25, при электромагнитном -β=1,4.

5. Находят мощность приводных электродвигателей. С учетом того, что ω₀ = 0 и выражения, мощность запишется в следующем виде:

Кроме мощности Nср, необходимой для поддержания колебаний, при центробежном возбуждении расходуется мощность на преодоление трения в подшипниковых узлах вибровозбудителей.

Эта мощность (Вт)

где μ - приведенный к валу коэффициент трения скольжения подшипника качения (при жидкой смазке μ = 0,005); - диаметр шейки вала под подшипником.

где η_т - КПД трансмиссии (η_т = 0,96);

η_с - КПД синхронизаторов (η_с = 0,9).

Значения для φ приведены в п. 2.

6. Определяют коэффициент жесткости опорных упрутих элементов. Согласно обозначениям ω_о = Опорные упругие элементы, с одной стороны, должны обеспечивать необходимую по санитарным нормам виброизоляцию рабочих мест, с другой - они должны обеспечить надежную устойчивость всей машины. Первое требование к опорным упругим элементам выполняется тем полнее, чем меньше их коэффициент жесткости, а второе, наоборот, чем больше. Опыт эксплуатации виброплощадок показал, что оба противоречивых требования в достаточной мере удовлетворяются в виброплощадках, работающих на частое ω =300 с^—1 при ω_о=30 с^-1. Исходя из этого, суммарная жесткость всех опорных упругих элементов виброплощадок с =30²m_вН/м.

При установке опорных пружин в соответствии с расчетной схемой коэффициенты жесткости верхних пружин С_в и коэффициенты жесткости нижних пружин С_н суммируются, т. е. имеет место параллельное включение С_в и С_н. Обычно в виброблоках С_в =1/3· С_н, а число верхних и нижних пружин одинаково - по четыре на каждом виброблоке. В виброблоках повышенной грузоподъемности нижних пружин восемь, а верхних - четыре.

Исходя из этого, для виброблоков нормальной грузоподъемности коэффициент жесткости одной верхней пружины

где n_бл - принятое число виброблоков.

Коэффициент жесткости нижней пружины (Н·м^—1)

для виброблоков повышенной грузоподъемности С_в определяется так же, как и для виброблоков нормальной грузоподъемности:

Максимальная деформация нижних пружин (м) будет в случае, когда на виброплощадке установлена форма с бетонной смесью и в процессе выбега виброплощадки она проходит через резонанс:

где f_г - гарантированная деформация верхней пружины, f_г =3·10^-3 м.

Максимальная деформация верхней пружины (м) будет иметь место в процессе выбега виброплощадки в случае, если на ней не установлена форма с бетонной смеью

Далее по полученным значениям С и f производится прочностной расчет витых цилиидрических пружин по методике, приводимой в курсах «Детали машин».