МАШИНА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ВИБРОФОРМОВАНИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к промышленности строительных материалов, а именно к установкам для формования длинномерных бетонных и железобетонных изделий, в частности плит перекрытий, стеновых панелей, вентиляционных блоков и других, производимых непрерывным безопалубочным методом вибропрессования.
Известна машина для изготовления бетонных блоков (патент на изобретение ES № 2245522, МПК B28B1/08, опубл.01.01.2006 г), которая для передвижения использует рельсы; содержит один или несколько бункеров подачи бетонной смеси; отделочную форму; форму вибратор с расширяющимися ячейками; два жестко закрепленных к форме вибратору синхронных вибратора, причем передний из них меньшей мощности, а задний большей мощности.
Недостатком известного технического решения является малое уплотнение заполнителя, недостаточное для получения качественных изделий.
Также известна машина для непрерывного виброформования бетонных и железобетонных изделий (патент на полезную модель RU 186574 МПК B28B1/08, B28B13/02, B28B15/00, опубл. 24.01.2019 г), которая содержит станину; жестко закрепленные на ней загрузочный и рабочий бункера с соответствующими разгрузочными отверстиями; пресс-форму, а также установленную на эластичные элементы и состоящую из двух частей виброформу, на задней части которой сверху установлена ограничивающая плита, имеет жесткое соединение с вибровозбудителями, расположена за разгрузочным отверстием рабочего бункера и шарнирно связана пружинными блоками с первой, располагающейся под разгрузочным отверстием рабочего бункера, частью.
Недостатком известного решения является низкое трамбующее воздействие, создаваемое жестко связанной со второй частью виброформы ограничивающей плитой, не обеспечивающей высокое уплотнение верхнего слоя изделия.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, принятым за прототип, является машина для непрерывного производства железобетонных изделий (патент ES на изобретение № 538447, МПК B28B 23/02, опубл. 10.12.1984 г.), содержащая перемещаемую раму (станину); бункер с разгрузочным отверстием, расположенный в ее центральной части; пресс-форму с пластинами (пустотообразователями); противовес; закрепленные эластичные элементы; разделенную поперечно и образующую два отдела (части) виброформу с пластинами (пуансонами), причём на каждом из них размещены вибровозбудители.
В заявленной полезной модели совпадает следующая совокупность признаков с прототипом: станина, установленная с возможностью перемещения с жестко закрепленными на ней эластичными элементами; рабочим бункером с разгрузочным отверстием; пресс-формой и виброформу, жестко закрепленную на эластичных элементах и поперечно разделенную на две части, оснащенные вибровозбудителями, первая из которых размещена под разгрузочным отверстием рабочего бункера, а вторая расположена за ней, со стороны пресс-формы.
Однако известное устройство не обеспечивает однородности уплотнения бетонной смеси на всей длине формуемого изделия, что приводит к снижению его качественных характеристик.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества изделия за счет повышения прочности верхнего слоя бетонной смеси.
Это достигается тем, что машина для непрерывного виброформования бетонных и железобетонных изделий содержит установленную с возможностью перемещения станину, с жестко закрепленными на ней эластичными элементами, рабочим бункером с разгрузочным отверстием, пресс-формой и виброформу. Виброформа жестко закреплена на эластичных элементах и поперечно разделена на две части, оснащенные вибровозбудителями, первая из которых размещена под разгрузочным отверстием рабочего бункера, а вторая расположена за ней, со стороны пресс-формы. В предложенном техническом решении вторая часть виброформы снабжена уплотняющей плитой, шарнирно связанной с верхней частью виброформы пружинами сжатия, установленных на осях, жестко связанных с боковыми плитами.
Выполнение второй части виброформы с установленной на пружинах сжатия уплотняющей плитой обеспечивает повышение плотности и однородности за счёт увеличения интенсивности вибрационного воздействия на формуемую бетонную смесь, что в конечном итоге позволяет повысить качество изделия.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлен общий вид машины с местным вырезом в области формующей части, на фиг.2 - совмещенные разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1, на фиг.3 выносной элемент В на фиг. 1, на фиг.4 - вид сверху на первую часть виброформы, на фиг.5 - совмещенные разрезы вида Г-Г и Д-Д на фиг.4, на фиг.6 - вид сверху на вторую часть виброформы, на фиг.7 - совмещенные разрезы вида Е-Е и Ж-Ж на фиг.6.
Машина для непрерывного виброформования бетонных и железобетонных изделий, согласно заявленному в полезной модели техническому решению содержит станину 1, установленную с возможностью перемещения по рельсовой колее (на фигуре не показана) посредством двух пар передних 2 и задних 3 колес (показано на фиг. 1). На станине жестко закреплены электродвигатель 4 и наматывающий барабан 5, соединенный тросом 6 с якорем (на фигуре не показан). Питание всех основных потребителей электроэнергии машины осуществляется от электросети переменного тока, например, через электрокабель, наматываемый на барабан 7. На станине 1 жестко закреплены, например, с помощью болтового соединения, загрузочный бункер 8, расположенный под рабочим бункером 9 с разгрузочными отверстиями.
Под рабочим бункером 9 располагается первая часть 10 виброформы, опирающаяся боковыми упорами 11 на жестко закрепленные на бортах станины 1 эластичные элементы 12 (показано на фиг. 2). Первая часть 10 виброформы содержит параллельные колее рельсов и относительно друг друга боковые плиты 13 и 14, соединенные между собой плитами 15, 16 (показано на фиг. 4, 5). Соединение плит между собой осуществляется, например, сваркой, таким образом, что ограниченное ими пространство остается открытым со стороны разгрузочного отверстия рабочего бункера 9, со стороны дна виброформы и расположенной за первой частью 10 второй части 17 виброформы. На поверхности плиты 16 жестко закреплены вибровозбудители, например, вибраторы 18 малой частоты и большой амплитуды. Вибраторы 18 связаны клиноременной передачей с закрепленным на станине 1 электродвигателем 19.
Вторая часть 17 виброформы, размещается со стороны пресс-формы (показано на фиг. 1), опирается боковыми упорами 11 на жестко закрепленные на бортах станины 1 эластичные элементы 12 (показано на фиг. 2, 3), и включает боковые плиты 20 и 21, параллельные и соосные боковым плитам 13 и 14. Соединение плит 20 и 21 между собой осуществляется в верхней части плитой 22 и уплотняющей плитой 23 (показано на фиг. 6, 7). Плита 22 жестко соединена с боковыми плитам 20 и 21, перпендикулярна им и параллельна уплотняющей плите 23. На поверхности плиты 22 жестко закреплены вибровозбудители, например, вибраторы 24 большой частоты и малой амплитуды. Вибраторы 24 связаны клиноременной передачей с закрепленным на станине 1 электродвигателем 25. Уплотняющая плита 23 шарнирно соединена с установленными на второй части 17 виброформы пружинами сжатия 26, перпендикулярна боковым плитам 20 и 21, и параллельна плите 22. Уплотняющая плита 23 имеет отверстия 27 соосные осям 28 и пружинам сжатия 26 жестко установленным на боковых плитах 20 и 21. Оси 28 имеют, например, резьбовые части, позволяющие изменять положение уплотняющей плиты 23 для регулирования жесткости пружин сжатия посредством упоров 29.
В верхней части к боковым плитам 13 и 14, расположенным на первой части 10 виброформы, и к боковым плитам 20 и 21, расположенным на второй части 17 виброформы, жестко закреплены планки 30 и 31, с жестко закрепленными на них, например, болтовыми соединениями, пуансонами 32 и 33, соответственно. Пуансоны 32 расположены с промежутками относительно друг друга и параллельны боковым плитам 13 и 14 первой части 10 виброформы. Пуансоны 33 расположены с промежутками относительно друг друга, параллельны боковым плитам 20 и 21 второй части 17 виброформы и соосны соответственным пуансонам 32 первой части 10 виброформы. Пуансоны 32 и 33 имеют, например, при формовании пустотного изделия, овальное сечение с более узкими и менее закругленными краями в верхней части, по сравнению с краями нижней части. За второй частью 17 виброформы к станине 1 неподвижно прикреплена пресс-форма 34 с жестко закрепленными пустотообразователями 35, соосными соответственным пуансонам 33 второй части 17 виброформы. Пустотообразователи 35 устанавливаются в случае необходимости наличия пустот в формуемом изделии, например, многопустотной плите. При формовании не полых изделий пустотообразователи не устанавливаются. За пресс-формой 34 к станине 1 жестко прикреплен противовес 36.
Машина для непрерывного виброформования бетонных и железобетонных изделий работает следующим образом. Установка машины осуществляется на рельсовую колею парами колес 2 и 3. Между рельсовой колеей располагается подогреваемый металлический стенд (на фигуре не показан). Вращение, создаваемое электродвигателем 4, посредством клиноременной передачи, передается наматывающему барабану 5, который в свою очередь жестко связан с одним концом троса 6, расположенного параллельно рельсам. Противоположный конец троса 6 жестко, например, с помощью якоря, крепится в конце стенда. Таким образом, соединенный со станиной 1 разъемным соединением наматывающий барабан 5, обеспечивает движение машины вдоль стенда.
При движении машины вдоль стенда бетонная смесь из загрузочного бункера 8, выполняющего роль загрузочной воронки, подается в рабочий бункер 9, назначение которого заключается в непрерывном и равномерном питании, или дозировании, бетонной смесью первой части 10 виброформы. Вибраторы 18, закрепленные на верхней плите 16 первой части 10 виброформы и приводимые в действие электродвигателем 19 посредством клиноременной передачи, совершают вибрационные колебания (например, круговые) малой частоты и большой амплитуды. Питание электроэнергией электродвигателя 19 вибраторов 18 осуществляется через электрокабель, наматываемый на барабан 7. Вибрационные колебания от вибраторов 18 через верхнюю плиту 16 передаются на все конструктивные элементы первой части 10 виброформы: боковые плиты 13 и 14 плиту 15, планку 30 и  пуансоны 32. Поступившая в первую часть 10 виброформы бетонная смесь подвергается вибрационными колебаниями со стороны боковых плит 13 и 14, установленной перпендикулярно им плиты 15, верхней плиты 16 и пуансонов 32 объемному воздействию. Низкая частота их колебаний (например, 50 Гц), и высокая амплитуда (например, 0,7 мм), обеспечивают на первой стадии виброформования придание бетонной смеси начальной формы изделия, достижение компактной упаковки зерен заполнителя и частичное удаление воздуха. Форму изделию придают боковые плиты 13 и 14, а в случае изготовления пустотного изделия - и пуансоны 32. Жесткое закрепление первой части 10 виброформы боковыми упорами 11 к эластичным элементам 12, жестко закрепленным к станине 1, не позволяет изменять при работе машины положение части виброформы относительно станины, следующей за ней второй части 17 виброформы и устраняет препятствие их колебаниям со стороны станины и распространение колебаний на станину.
При движении машины далее по рельсовой колее вторая часть 17 виброформы наезжает на предварительно сформованную и уплотненную в первой части 10 виброформы бетонную смесь, охватывая ее боковыми плитами 20, 21, ограничивая сверху верхними плитой 22, уплотняющей плитой 23 и заполняя пуансонами 33 пустоты, образованные пуансонами 32. Вибраторы 24 второй части 17 виброформы, закрепленные на верхней плите 22 и приводимые в действие электродвигателем 25 посредством клиноременной передачи, совершают вибрационные колебания (например, круговые) большой частоты и малой амплитуды. Питание электроэнергией электродвигателя 25 вибраторов 24 осуществляется через электрокабель, наматываемый на барабан 7. Вибрационные колебания уже высокой частоты (например, 75 Гц) и малой амплитуды (например, 0,3 мм) от вибраторов 24 через верхнюю плиту 22 передаются следующим конструктивным элементам второй части 17 виброформы: боковым плитам 20 и 21, пружинам сжатия 26, осям 28, упорам 29, планке 31 и пуансонам 33. При возникновении возмущающей силы, сообщенной вибраторами 24 второй части 17 виброформы, в пружинах 26 возникают колебания, которые через них передаются уплотняющей плите 23. Оси 28 закрепленные на боковых плитах 20 и 21, соосные пружинам сжатия 26, перемещаясь в сквозных отверстиях 27 уплотняющей плиты 23 и ограниченные упорами 29, исключают колебания уплотняющей плиты 23 в горизонтальной плоскости, вынуждая колебаться с большей, чем плита 22 амплитудой (например 0,5 мм) в вертикальной. Амплитуда колебаний уплотняющей плиты 23 зависит от жесткости пружин 26 и может регулироваться как заменой пружин, так и изменением положений упоров 29. Жесткое закрепление второй части 17 виброформы боковыми упорами 11 к эластичным элементам 12, жестко закрепленным к станине 1, не позволяет изменять при работе машины положение части виброформы относительно станины, первой части 10 виброформы и устраняет препятствие их колебаниям со стороны станины и распространение колебаний на станину.
Вибрирующая верхняя уплотняющая плита 23, с предварительно подобранной жёсткостью пружин сжатия 26, или настройкой положения упоров 29, обеспечивает большую амплитуду чем вибрирующая плита 22, увеличивает трамбующий эффект и интенсивность вибрационного воздействия на формуемую бетонную смесь, что увеличивает плотность изделия. Высокая частота и малая амплитуда колебаний, передаваемых на бетонную смесь, боковыми плитами 20, 21 и пуансонами 33 обеспечивают на второй стадии виброформования корректировку формы бетонной смеси, эффективное удаление воздуха, значительное увеличение разжижения цементного теста между компактно упакованными зернами заполнителя. Частицы цемента сближаются и в результате их взаимодействия, удельная поверхность цемента значительно возрастает, что приводит к увеличению степени гидратации цемента и плотности цементного теста. Все это приводит к увеличению степени гидратации цемента и плотности цементного теста, прочности изделия, а, следовательно – к увеличению его качества. Наличие верхней вибрирующей уплотняющей плиты 23 на пружинах сжатия 26 обеспечивает выравнивание верхней поверхности формуемой бетонной смеси в изделии, приводящее к увеличению качества изделия, выражающееся в повышении его прочности. Вся бетонная смесь последовательно поступает в первую часть 10, а затем во вторую часть 17 виброформы, что оказывает на нее однотипное и одинаковое по времени вибрационное воздействие.
Так как, предложенная машина непрерывно перемещается вдоль металлического стенда, на котором формуется изделие, то предварительно сформованная, уплотненная бетонная смесь оказывается в пресс-форме 34 с пустотообразователями 35, где ей придается форма и размеры сечения конечного изделия. Противовес 36, жестко закрепленный в конце станины 1, обеспечивает нужное расположение центра тяжести машины, препятствующее отрыву пары задних колес 3 от рельсовой колеи во время работы машины. Перемещаясь по рельсовой колее, машина оставляет за собой на металлическом стенде окончательно сформованное из бетонной смеси изделие. При необходимости оно может формоваться с предварительной укладкой арматуры.
Таким образом, конструкция машины для непрерывного виброформования бетонных и железобетонных изделий позволяет повысить прочность, а, следовательно, и качество изделия, за счет увеличения степени уплотнения верхнего слоя формуемой бетонной смеси увеличением амплитуды создаваемого вибротрамбующего эффекта на стадии воздействия с повышенной частотой и пониженной амплитудой.