ВИБРОПЛОЩАДКА

Устройство относится к машиностроению и предназначено для обеспечения однородного вибрационного поля в технологических процессах.
В настоящее время большинство железобетонных конструкций изготовляются вибрационным уплотнением бетонных смесей. Наиболее характерным оборудованием для уплотнения бетона являются виброплощадки.
При всем разнообразии типов вибрационных машин каждая из них состоит из трех основных элементов:
рабочего органа, привода (вибровозбудителя) и упругих связей. Наибольшее распространение получили эксцентриковые, пневматические, гидравлические типы приводов (вибровозбудителей).
В эксцентриковых вибровозбудителях [1] вращательное движение вала преобразуется в колебательное с помощью шатуна, связанного с рабочим органом вибромашины. Такие приводы используются в низкочастотных резонансных вибромашинах, работающих с частотой до 25 Гц.
При большом числе колебаний эти приводы, как правило, не применяются, поскольку существенно возрастает усилие, действующее на подшипники.
Инерционные вибровозбудители [2] являются наиболее распространенным типом привода вибромашин. В них вынуждающая сила создается вследствие вращения одной или нескольких неуравновешенных масс - дебалансов.
Они подразделяются на вибровозбудители со встроенным и выносным электродвигателем.
Инерционные вибровозбудители при небольших габаритах и массе привода обеспечивают значительные вынужденные силы.
Вместе с тем, применение их в низкочастотных вибромашинах нерационально, так как значительно увеличивается масса дебаланса, а при частотах свыше 25 Гц существенно увеличивается масса дебаланса и резко возрастают нагрузки на подшипники.
Для высокочастотных вибромашин, работающих при небольших амплитудах колебаний, наиболее приемлемыми являются электромагнитные вибровозбудители [3].
В них необходимое возвратно-поступательное движение получается без каких-либо промежуточных механизмов. Они легко обеспечивают плавную регулировку вынуждающей силы. Однако, несмотря на отмеченные достоинства, область их применения из-за
режима вибраций (большая частота - малая амплитуда) ограничена. Кроме того, они обладают большой массой, сложны в регулировке и требуют повышенной точности монтажных работ.
Пневматические вибровозбудители [4] так же, как и электромагнитные целесообразно применять для высокочастотных вибрационных машин, если требуется их взрывобезопасность. Гидравлические вибровозбудители [5, стр. 14] позволяют создавать вынуждающие усилия при больших амплитудах и при этом имеют простое регулирование режима работы. К недостаткам следует отнести сложность конструкции, нагрев и утечку рабочей жидкости.
Известно также устройство для уплотнения бетонной смеси в скользящей опалубке [6].
Изобретение относится к возведению монолитных железобетонных зданий и сооружений.
Устройство содержит домкратные рамы с щитами опалубки, снабженными пъезокерамическими излучателями уплотнения бетона, генератором ультразвуковых колебаний, тиристорным коммутирующим устройством и микроконтроллером управления.
Пъезокерамические излучатели подключены к генератору ультразвуковых колебаний через тиристорное коммутирующее устройство, управляющий вход которого связан с выходом микроконтроллера управления.
Наиболее близким решением является вибромашина, представленная в работе [5,стр. 348](прототип).
Виброплощадка - прототип предназначена для формования наружных стеновых панелей жилых домов.
Конструкция этого типа виброплощадки включает опорную раму, виброблоки с электромагнитами, синхронизатор, приводы с электродвигателями, карданные валы. Процесс формования заключается в укладке бетонной смеси в специальные формы, распределении и уплотнении смеси. Основными параметрами вибрирования являются частота и амплитуда вибрации. При расчетах процессов вибрационного уплотнения помимо амплитуды и частоты вибраций учитывают также значения максимальной скорости, ускорения и интенсивность колебаний.
Опыт эксплуатации указанного типа показал, что форма заполняется неравномерно по высоте, так как меняется масса бетонной смеси при разной загрузке, а также из-за изменений конструктивных параметров виброплощадки с течением времени.
Результаты исследования существующих устройств (включая устройство - прототип) показали, что однородность вибрационного поля на вибростолах мала, коэффициент однородности равен 41%.
Поэтому приходилось каждое изделие вибрировать не менее 10 минут.
Целью данного устройства является обеспечение однородного вибрацонного поля по всей площади виброплощадки, тем самым обеспечивая высокую степень уплотнения бетонной смеси, точное соответствие формы и размеров изделия проектным, хорошее качество получаемой поверхности, нетребующей дополнительной обработки.
Цель достигается тем, что межсекционный синхронизатор снабжен механизмом установки фазы, который работает по команде прибора измерения однородности вибрационного поля. Команда рассчитана в результате обработки информации о перемещениях и ускорениях в заданных точках опорной рамы, полученной от датчиков.
Устройство поясняется чертежами на фиг.1, на которой представлена в плане общая схема предлагаемой виброплощадки.
Устройство содержит электродвигатели 1, синхронизаторы секционные 2, синхронизатор межсекционный 3, виброблоки 4, карданные валы 5, опорную раму 6, на которую устанавливается форма 7 для бетонной смеси, механизм установки фазы 8, включающий систему датчиков 9 виброизмерительной аппаратуры, соединенных с прибором 10 для измерения однородности вибрационного поля.
Виброплощадка работает следующим образом.
Форма 7 устанавливается на опорную раму 6, затем заливается бетонная смесь. После чего включаются электродвигатели 1 и через карданные валы 5 и синхронизаторы 2 и 3 начинают работать виброблоки 4, подвергая бетонную смесь вибрированию. В случае, если бетонная смесь заполняется в форме 7 неравномерно, датчики 9 передут информацию о перемещении и ускорении в заданных точках опорной рамы на прибор 10 для измерения однородности вибрационного поля. В нем происходит сравнение вертикальных перемещений и ускорений опорной рамы 6 и вычисление угла фазы, который должен обеспечивать однородность вибрационного поля.
С помощью механизма установки фазы 8 форма 7 занимает положение, которое позволяет создать однородное вибрационное поле.
Для проверки действия установки были проведены исследования однородности вибрационного поля действующих вибростолов на заводе ЖБИ.
Как показали эксперименты, использование предлагаемого устройства позволило сократить время вибрирования в два раза.
Список литературы:
1. Спиваковский О.А., Гончаревич И.Ф. Вибрационные кон-вейры, питатели и вспомогательные устройства. - М.: Машиностроение, 1972.-327 с.
2. Вибрационные машины в строительстве и производстве строительных материалов. Справочник / Под ред. В.А. Баумана и др. - М.: Машиностроение, 1978.-548 с.
3. Гончаревич И.Ф., Стрельников Л.П. Электровибрационная транспортная техника. - М.: Госгортехиздат, 1959.-261 с.
4. Герц Е.Ф. Пневматические приводы. - М.: Машиностроение, 1969.-360 с.
5. Гозбенко В.Е., Управление динамическими свойствами механических колебательных систем. - Иркутск: Изд-во Иркутского Университета, 2000.-412 с.
6. Патент РФ №21713 43. МПК Е 04 G 21 /Об «Устройство для уплотнения бетонной смеси в скользящей опалубке» авторы Булгаков А.Г., Паршин О.Д., Бок Т.О.