Типы вибрационных уплотняющих машин и области их применения

В соответствии с методами вибрационного уплотнения бетонных смесей, изложенными в гл. 1, машины и установки, предназначенные для выполнения этой операции, в свою очередь подразделяются на машины поверхностного, глубинного и объемного уплотнения.

Для поверхностного уплотнения бетонных смесей используют виброплиты и виброрейки. Их применяют для уплотнения массивов бетонной смеси (подвижных и и 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 навесными вибровозбудителями, 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 активными пустотообразователями, 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 . 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 2 вибронасадка, где осуществляется поверхностное уплотнение. Эти устройства используются для уплотнения смесей средней подвижности. Вибрационный привод вибронасадков чаще всего осуществляется посредством центробежных вибровозбудителей общего назначения. Реже для этой цели применяют специализированные вибровозбудители.

Рис. . Схемы машин для поверхностного уплотнения бетонных смесей

Рис. . Схема вибронасадка

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 кругоными 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. 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, поличастотньнми и пространственными колебаниями. Наибольшее распространение получили машины с гармоническими колебаниями и ударновибрационные. 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 рамных виброплощадках форма устанавливается на единую жесткую раму, на которой установлены вибровозбудители. В блочных виброплощадках 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 блочных виброплощадок.

Рис. . Схемы виброплощадок: 1 - вибропривод; 2 - механизм крепления формы; 3 - форма с бетонной смесью; 4 - внброизолирующие упругие элементы

По способу крепления формы виброплощадки подразделяются на машины без крепления формы, на машины с механическим, пневмомеханическим, гидромеханическим и электромагнитным креплением. Последний способ крепления форм наиболее прост в эксплуатации и получил наибольшее распространение.

По характеру настройки виброплощадки бывают зарезонансными и резонансными, О преимуществах и недостатках виброплощадок с этими настройками будет сказано ниже при рассмотрении соответствующих типов машин.

ВИБРОВОЗБУДИТЕЛИ ОБЩЕГО НА3НЧЕНИЯ

Вибровозбудители такого типа являются наиболее распространенными виброприводами многоцелевого назначения. Их корпуса снабжены лапами или другими устройствами, предназначенными для крепления к различным рабочим органам. По принципу возбуждения колебаний они подразделяются на две основные группы. В первой истюользуется центробежное возбуждение колебаний, во второй - электромагнитное.

Рис. . Пневматический вибровозбудитель

Вибровозбудители общего назначения широко применяются в качестве вибрационного привода различных устройств для уплотнения бетонных смесей при формовании бетонных и железобетонных изделий; устанавливаются на бункерах и течках для устранения зависания в них сыпучих материалов; используются в качестве вибропривода на вибротранспортирующих машинах (виброконвейерах, вибропитателях, виброгрохотах). В последние годы они широко применяются для интенсификации различных технологических процессов в химической, металлургической и других отраслях промышленности для ускорения фильтрации различных суспензий, перемешивания разнородных ингредиентов, растворения различных веществ в растворителях, резки грунтов, глин и т. д.

Вибовозбудители с центробежным возбуждением наиболее распространены. Их подразделяют по следующим признакам. По типу привода - на вибровозбудители с пневматическим и электрическим приводами. По направлению генерируемых колебаний - на вибровозбудители с круговыми или эллиптическими колебаниями и направленными колебаниями. Последние выполняются либо двухвальными, либо с маятниковой подвеской. По частоте генерируемых колебаний - на вибровозбудители с нормальной частотой колебаний (ω = 290. . .300 с^—1), с пониженной частотой колебаний (ω =145...150 с) и повышенной частотой колебаний (ω =800... 1400 с—1).

В свою очередь, вибровозбудители с электрическим приводом подразделяются на вибровозбудители с питанием от промышленной сети переменного тока (220.. . 380 В) и с питанием от пониженного напряжения (36 В). Последний тип применяется для работы в условиях повышенной влажности.

На рис. показан пневматический вибровозбудитетть общего назначения. Эти высокочастотные вибровозбудители (ω = 800 ... 1400 с^—1) в основном используют для формования железобетонных изделий путем установки на внешних поверхностях опалубки и форм для установки на бункерах и течках с целью предотвращения зависания в них сыпучих материалов.

По принципу действия этот вибровозбудитель представляет собой обращенный роторный пневмодвигатель. В этом двигателе статор 8 представляет собой полую ось. Он снабжен одной текстолитовой лопаткой 7 и неподвижно закреплен в торцовых щитах 1 корпуса 3. Ротор 2 представляет собой втулку, которая обкатывается вокруг полой оси статора 8 и выполняет при этом функцию дебаланса. Таким образом, по принципу действия - это планетарный центробежный вибровозбудитель. Текстолитовая лопатка 7 установлена в продольном пазу оси 8 и разделяет объем между ротором 2 и осью 8 на рабочую и выхлопную полости. Ротор-дебаланс приводится во вращение сжатым воздухом, поступающим в рабочую полость пневмодвигателя через патрубок 6, вентиль 5, шланг 4 и отверстия оси 8. Отработанный воздух из выхлопной полости выбрасывается в атмосферу через отверстия в торцовых щитах. Под действием сжатого воздуха, поступающего в рабочую полость, ротор-дебаланс планетарно обкатывается вокруг оси статора, прижимаясь к ней под действием центробежной силы.

В прикрепляемых пневматических вибровозбудителях общего назначения центр тяжести ротора-дебаланса смещен относительно его оси. Благодаря этому такие вибровозбудители генерируют бигармонические колебания. Низкая частота соответствует угловой скорости вращения ротора-дебаланса относительно собственной оси (ω₁ = 130...250 с^—1), а высокая частота соответствует угловой скорости обкатки ротором-дебалансом неподвижной оси ста- тора (ω ₂ = 800 . .. 1400 ^с—1).

Основными недостатками таких вибровозбудителей являются повышенный шум (уровень шумов превышает допустимые сани тарные нормы), создаваемый ими при работе, и высокая энергоемкость. Эти обстоятельства резко снижают возможные области применения пневматических вибровозбудителей общего назначения.