РУЧНОЙ НАСТОЛЬНЫЙ НЕВЕСОМЫЙ КАТОК ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПЛОТНОСТЬЮ, СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ПРЕДЕЛУ ИХ ПРОЧНОСТИ
MANUAL TABLE TYPE IMPONDERABLE RINK FOR MOULDING OF BUILDING PRODUCTS FROM POWDERED MATERIAL WITH DENSITY CORRESPONDING TO THEIR STRENGTH LIMIT

Изобретение относится к настольному ручному неприводному инструменту для формования строительных изделий из порошкообразных материалов, в том числе из грунтовых, бетонных и других смесей.
Известны ручные трамбовки и песты - стержни с утолщенным концом для набивки в форму строительных смесей. Например, для изготовления земляного необожженного «битого» кирпича (В.Даль. Толковый словарь великорусского языка. T. 1, М., 1954).
Недостаток всех трамбовок в том, что ими нельзя достичь равномерного во всем объеме формы предельного уплотнения, равного пределу прочности уплотняемого материала, так как усилие удара, оказываемое трамбовкой на уплотняемый материал, не должно превосходить предела его прочности. В противном случае будет происходить обратное выдавливание уплотняемого материала из-под трамбовки в стороны и вверх и разрушение уплотняемого слоя материала вместо его уплотнения.
Недостаток трамбовки состоит также в затрате 50% усилий впустую на подъем трамбовки над уплотняемым материалом.
Известны ручные катки, например виброкатки фирмы "BOMAG", но они весят 500-900 кг и пригодны только для уплотнения дорог. Эти катки также не могут уплотнить дорожно-строительный материал до предела его прочности из-за непосредственного опирания на уплотняемый материал.
Известен невесомый каток для уплотнения грунтов и других порошкообразных материалов с плотностью, соответствующей пределу их прочности (патент РФ №2386743).
В этом катке валок не опирается на уплотняемый слой, не давит на него, а опирается и давит на раму, которая переносит валец над уплотняемым слоем, опираясь не на уплотняемый слой, а на другую поверхность с боков уплотняемого слоя. Конструктивная схема такого невесомого катка неудобна и малопригодна для настольного варианта катка из-за опирания рамы катка на другую поверхность, распложенную сбоку от вальца.
В основу изобретения положена задача создания ручного настольного невесомого катка для формования строительных изделий из порошкообразных материалов с плотностью, соответствующей пределу их прочности, в котором вальцы действуют на материал своей поверхностью, но при этом не опираются на него, то есть невесомы относительно уплотняемого материала.
Поставленная задача решается тем, что ручной настольный невесомый каток для формования строительных изделий из порошкообразных материалов с плотностью, соответствующей пределу их прочности, включает раму и валец, причем рама выполнена с возможностью ее перемещения вдоль уплотняемого слоя по поверхности, расположенной за пределами уплотняемого слоя, а валец смонтирован на раме с возможностью вывешивания его над уплотняемым слоем, а поверхность для перемещения рамы вальца вдоль уплотняемого слоя расположена под рабочей формовочной поверхностью.
А также тем, что передвижная рама, переносящая валец над поверхностью уплотняемого слоя, при формовании опирается на поверхность нижней (обратной) стороны рабочей плиты (формы), на которой осуществляется формование изделия.
Кроме того, и тем, что валец смонтирован на раме посредством механизма, позволяющего регулировать положение вальца над уплотняемым слоем по высоте.
Посредством ручного настольного невесомого катка достигается равномерная плотность по всей толщине уплотняемого слоя в форме с непосредственным контролем качества уплотнения в ходе формования.
На фиг.1 показана конструктивная схема ручного настольного невесомого катка для изготовления изделий в формах с механизмом, позволяющим регулировать положение вальца над уплотняемым слоем по высоте (вид спереди).
На фиг.2 показан вид сбоку по фиг.1.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - опорный элемент (рама) катка,
2 - валец,
3 - ручка,
4 - ролик,
5 - щит опорного элемента,
6 - верхняя ось,
7 - нижняя ось,
8 - крепежный элемент (гайка),
9 - подшипник вальца,
10 - подшипник ролика,
11 - винт-гайка - механизм регулирования положения вальца над уплотняемым слоем по высоте при вывешивании его над поверхностью формования,
12 - плита,
13 - опора,
14 - форма-рамка,
15 - упор.
Настольный невесомый каток для формования изделий из порошкообразных материалов с плотностью, соответствующей пределу их прочности (фиг.1 и 2), содержит опорный элемент (рамку) 1, валец 2, устройство для продольного передвижения катка относительно рабочей позиции, включающее ручки 3 и ролики 4.
Опорный элемент выполнен в виде двух щитов 5, соединенных одной верхней 6 и двумя нижними осями 7, которые фиксируются крепежными элементами 8. Посредине верхней оси 6 смонтирован на подшипниках 9 валец 2, а по ее концам закреплены ручки 3, которые фиксируют верхнюю ось в качестве крепежного элемента.
Механизм регулирования положения вальца над уплотняемым слоем по высоте выполнен, например, в виде двух кинематических пар винт-гайка 11, гайки которых выполнены в теле верхней оси, а винты закреплены на щитах с возможность вращения вдоль своей оси. На нижних осях установлено на подшипниках 10 по два ролика 4.
Рабочая позиция для формования изделий в формах посредством ручного настольного невесомого катка выполнена, например, в виде плиты 12, которая может устанавливаться на закрепленную на столе опору 13, фиксирующую плиту от горизонтального перемещения. Опора 13 выполнена, например, в виде протяженной пластины, по концам которой выполнены стойки с вырезами в четверть. Расстояние между внешними сторонами вырезов стоек соответствует длине плиты 12, так чтобы она могла свободно входить между ними. Сверху на плиту в центральной ее части устанавливается форма-рамка 14, которая фиксируется от продольного и поперечного перемещения посредством упоров 15, закрепленных на плите 12. Величина зазора между нижней поверхностью плиты в центральной ее части и опорой 13 соответствует при этом размеру диаметра роликов 4, обеспечивая возможность перемещения роликов в этом зазоре. Протяженность центральной части плиты с этим зазором, по крайней мере, равняется сумме величины размера формуемого изделия в направлении продольного перемещения катка и величины диаметра ролика. Предпочтительнее, чтобы эта протяженность была, по крайней мере, равна сумме величины длины формы в направлении продольного перемещения катка и величины диаметра вальца. Форма-рамка 14 может быть выполнена так, что высота всех бортов равна толщине формуемого изделия либо высота продольных бортов (по направлению продольного перемещения катка) больше толщины формуемого изделия.
Работа предлагаемого невесомого катка осуществляется следующим образом.
При формовании, например, строительного кирпича из грунта, смеси песка с глиной, бетонной смеси и других аналогичных сыпучих порошкообразных материалов на столе или верстаке закрепляют опору 13. Между стойками опоры 13 помещают каток, опирая его роликами 4 на пластину опоры. Затем между щеками 6 катка вводят плиту 12 с закрепленными на ней упорами 15 и устанавливают ее между вырезами стоек опоры, после чего на верхнюю рабочую поверхность плиты 12 между упорами 15 устанавливают форму-рамку 14.
Форму-рамку 14 можно выбрать либо с бортами высотой, равной толщине формуемого изделия, либо с продольными бортами (по направлению продольного перемещения катка), высота которых больше толщины формуемого изделия. В первом случае валец 2 катка посредством механизма регулирования положения вальца над уплотняемым слоем по высоте 11 устанавливают так, чтобы нижняя образующая вальца касалась верха формуемого изделия.
Затем в форму-рамку 14 засыпают формовочную смесь доверху и перемещают каток взад-вперед от одного края формуемого изделия до другого, подсыпая перед ним слой смеси, который валец может захватить и вмять под себя.
Перемещают каток до тех пор, пока валец 2 вдавливает смесь под себя. Если валец 2 начинает гнать волну слоем перед собой, не вдавливая ее, подсыпку смеси прекращают, каток перемещают к одному из краев формы-рамки 14 вслед за волной. Появление волны характеризует достижение во всем объеме уплотняемого слоя плотности, соответствующей пределу прочности (пределу текучести). Затем снимают форму-рамку 14 с отформованным изделием и переносят на площадку распалубки, где освобождают форму-рамку 14 от изделия путем разборки формы-рамки 14 либо выпрессовки из нее изделия, которое подвергают, при необходимости, например, термообработке или сушке. Освободившуюся форму-рамку 14 вновь переносят на рабочую позицию и устанавливают на плиту 12 и процесс повторяют.
Во втором случае формование осуществляют следующим способом.
В установленную на плиту 12 форму-рамку 14 засыпают формовочную смесь вровень с верхом продольных бортов. Валец 2 посредством механизма регулирования положения вальца над уплотняемым слоем по высоте 11 опускают до касания со смесью и перемещают каток вдоль формуемого изделия от одного его края до другого. Затем вновь опускают валец вниз на величину, не превосходящую высоту слоя, который валец может захватить и подмять под себя. И перемещают каток в обратном направлении опять от одного края формуемого изделия до другого. Снова опускают валец вниз и снова перемещают каток аналогичным образом. Последовательно осуществляют описанные действия до появления волны перед вальцом. Если при очередном проходе нижняя образующая вальца 2 достигла проектного уровня верха формуемого изделия, а волна не образовалась, то производят подсыпку материал перед вальцом 2 и доформовывают изделие так же, как описано в первом случае. Если волна образовалась раньше, чем нижняя образующая вальца 2 достигла проектного уровня верха формуемого изделия, то каток перемещают к одному из краев формы-рамки 14 вслед за волной, сбрасывая таким образом излишки материала, после чего вновь опускают валец и перемещают каток в обратном направлении, при этом перемещении вновь образованная волна также сбрасывается с другой стороны формы-рамки. Последовательно осуществляют опускание вальца и перемещения катка вдоль формы-рамки, сбрасывают излишки материала образующейся волны до тех пор, пока нижняя образующая вальца не достигнет проектного уровня формуемого изделия. Затем, как описано выше, снимают форму-рамку 14 с отформованным изделием и переносят на площадку распалубки, где освобождают форму-рамку 14 от изделия путем разборки формы-рамки 14 либо выпрессовки из нее изделия, которое подвергают, при необходимости, например, термообработке или сушке. Освободившуюся форму-рамку 14 вновь переносят на рабочую позицию и устанавливают на плиту 12 и процесс повторяют.