6.2.2. Расчет основных параметров виброплощадки с дебалансными грузами

При выполнении работы необходимо определить следующие основ­ные параметры виброплощадки: мощность привода, размеры дебалансов, опорных пружин.

Мощность привода виброплощадки затрачивается на уплотнение бетонной смеси, находящейся в форме, на преодоление сопротивлений трения в подшипниках дебалансных валов, на дополнительные затраты мощности в муфтах, карданных соединениях, сальниках, синхронизаторах и т.п.

, (6.1)

где k₁ - коэффициент, учитывающий характер колебаний, k₁ = 1 - для круговых гармонических колебаний; k₂ - коэффициент, учитывающий потери на трение в муфтах, карданных соединениях, сальниках, синхронизаторах, k₂ = 1,1..1,2; M_k – кинетический момент дебалансов, Нм.

M_k = G_by A, (6.2)

где А – амплитуда колебаний, м. Для виброплощадок А = 0,4...0,6 м; G_by – общий вес вибрирующих частей:

G_by = G_k + G_ф + k₃G_б, (6.3)

где G_k – вес вибрирующих частей виброплощадки, H;

G_ф – вес формы, Н;

G_б – вес бетонной смеси в форме, Н;

k₃ – коэффициент присоединения формуемой массы, учитывающий, что в процессе вибрирования большая часть бетонной смеси находится во взвешенном состоянии, k₃ = 0,2 … 0,35;

ω – угловая скорость дебалансов, рад/с; , где n – частота вращения дебалансного вала, об/мин; обычно n = 3000 об/мин;

α – угол сдвига фаз, т.е. угол между направлением вынуждающей силы и перемещением виброплощадки. Для круговых гармонических колебаний α = 30..35­­⁰, для направленных колебаний α = 14..16 ⁰;

μ – приведенный коэффициент трения в роликоподшипниках дебалансного вала, μ = 0,005;

d – диаметр дорожки внутреннего кольца роликоподшипника, d = 0,06..0,1 м;

g – ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с².

Пользуясь вибрографом, неоходимо измерить действительные показатели режима вибрирования площадки.

Для определения размеров дебалансных грузов принимаем их форму в виде сектора (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Схема дебалансного груза

Размеры дебаланса рекомендуется принимать в следующих пределах:

r₁=0,12…0,16 м, r₂=0,06…0,12 м, α = 90...180⁰.

Расстояние от центра тяжести до оси вращения

; (6.4)

где α - в градусах.

Массу (вес) дебалансного груза определяем из соотношения для кинетического момента:

m_дг R = G_by A; (6.5)

откуда

. (6.6)

В этом расчете необходимо учесть количество дебалансных грузов, закрепленных на валу. Зная частоту (вес) дебалансного груза, определяем его объем из зависимости

(6.7)

где V – объем одного дебаланса, м³, j – объемная масса материала дебаланса, кг/м³.

Имея в виду, что

, (6.8)

определяем толщину дебаланса

(6.9)

Число рабочих витков пружин определяется по формуле

(6.10)

где d – диаметр проволоки пружин, см;

D – диаметр пружины, см;

Y­ – модуль сдвига стали, равный 8,5*10⁵ кг/см²;

С₁ – жесткость отдельной пружины, Н/м.

, (6.11)

где С – жесткость опорных пружин, Н/м;

Х – количество пружин.

Жесткость пружин виброплощадки определяется по зависимости

, (6.12)

где - собственная угловая частота системы.

По данным института «ВНИИСТРОЙДОРМАШ»

, (6.13)

где - вынужденная частота колебаний виброплощадки, принимаемая равной 3000 об/мин.

По конструктивным соображениям рекомендуется, чтобы .