ФОРМООБРАЗУЮЩАЯ ОСНАСТКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБКИХ БЕТОННЫХ МАТОВ

Устройство относится к формам для производства фасонных изделий, а именно к блокам из отдельных форм и предназначено для изготовления универсальных гибких защитных бетонных матов. Гибкие бетонные маты представляют собой совокупность блоков из бетона, связанных между собой порядно замоноличенными в них канатами. Благодаря гибкости соединительных канатов, а также форме бетонных блоков и наличию достаточного расстояния между ними, обеспечивается подвижность соединения бетонных блоков, в результате чего мат представляет собой гибкое полотно.
Для производства гибких бетонных матов традиционно используют формообразующую оснастку, содержащую ряды литьевых форм, представляющих собой ячейки с выемками, образующими сквозные отверстия в боковых стенках литьевых форм для закладки соединительных канатов (патентный документ US 20090269135 A1: fig. 2 и 3).
В случае, если бетонным блокам необходимо придать бипирамидальную или биконусную форму, что зачастую необходимо исходя из целевого назначения мата, например, для защиты гидротехнических объектов, литьевые формы должны иметь соответствующую геометрическую форму, что ведет к усложнению конструкции оснастки, т.к. для обеспечения возможности извлечения бетонных блоков данной геометрии из литьевых форм ячейки оснастки обязательно должны быть выполнены разъемными, а оснастка, соответственно, представлять собой сборно-разборную конструкцию.
Из патентного документа RU 119353 U1 известно, что при изготовлении гибкого мата с блоками бипирамидальной формы, которую допустимо трактовать как частный случай биконусной формы (Математика в понятиях, определениях и терминах. Ч. 1. Под ред. Л.В. Сабинина. М., 1978, с. 253), соединительные канаты укладывают в литьевую форму, заливают форму раствором со щебнем, замоноличивая таким образом канат в бетонном блоке. Так как бетонные блоки, входящие в состав известного мата соединены между собой порядно и в рядах с зазором перекрещенными гибкими канатами, то соответственно известная формообразующая оснастка для изготовления гибкого бетонного мата содержит ряды литьевых форм, выполненных из нижних и верхних полуячеек, что обеспечивает извлечение из литьевых форм бипирамидальных (биконусных) бетонных блоков. Так как в бетонных блоках замоноличены соединительные канаты (RU 119353 U1: фиг. 3), то полуячейки литьевых форм должны содержать соответствующие выемки для образования сквозных отверстий в боковых стенках форм, через которые закладывают указанные канаты. Формообразующая оснастка для изготовления известного бетонного мата является наиболее близким аналогом настоящей полезной модели.
Однако недостатком оснастки для изготовления известного бетонного мата является невозможность гарантированно точного совмещения ее нижних и верхних полуячеек, из-за чего возможен выход бетонной смеси через оставшиеся щели между нижними и верхними полуячейками и в области выемок из-за взаимного перекоса ячеек, особенно при виброуплотнении бетонной смеси, и как следствие указанного неплотного прилегания к стенкам ячеек закладных канатов, что ведет к перерасходу материала и к снижению качества изготовления бетонных матов. Кроме того, из-за сдвига полуячеек нарушается форма отверстий для соединительных канатов, которые могут быть даже частично перерезаны при этом острыми стенками литьевой формы.
Задачами настоящего технического решения являются предотвращение протечек бетонной смеси из формообразующей оснастки в процессе заливки и виброуплотнения смеси и предохранение соединительных канатов от повреждений.
Обеспечиваемый полезной моделью технический результат заключается в повышении герметичности соединения полуячеек сборно-разборной оснастки между собой и с закладными канатами. Второй технический результат заключается в исключении механических повреждений соединительных канатов стенками литьевой формы.
Указанные технические результаты достигаются благодаря тому, что формообразующая оснастка для изготовления гибкого бетонного мата с блоками бипирамидальной или биконусной формы, содержащая ряды разъемных литьевых форм, выполненных из нижних и верхних полуячеек с выемками для образования сквозных отверстий в боковых стенках форм, также содержит направляющие элементы для взаимного совмещения нижних и верхних полуячеек при их соединении и для фиксации полуячеек относительно друг друга в рабочем положении и/или элементы для образования разъемного неподвижного соединения нижних и верхних полуячеек. Причем расположение направляющих элементов и элементов для образования разъемного неподвижного соединения обеспечивает свободную закладку гибких канатов в отверстия смежных форм.
В частном случае выполнения оснастки направляющими элементами являются являются стенки нижних полуячеек, имеющих больший размер по сравнению с верхними.
В другом частном случае нижние полуячейки закреплены в поддоне, верхние полуячейки закреплены в крышке. Причем в стенках поддона и крышки выполнены выемки для образования сквозных отверстий, соответствующих отверстиям в боковых стенках форм. Направляющие и/или крепежные элементы прикреплены к поддону и/или крышке и расположены между их выемками.
Также в частном случае выполнения оснастки по меньшей мере часть крепежных элементов расположена в ее центральной части.
В другом частном случае оснастка содержит не менее четырех направляющих и/или крепежных элементов.
В еще одном частном случае оснастка содержит 36 литьевых форм в 4 рядах по 9 форм и не менее 6 направляющих и/или 8 крепежных элементов.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами.
Фиг. 1 - гибкий бетонный мат.
Фиг. 2 - бетонные блоки мата в разрезе (вид сбоку).
Фиг. 3 - формообразующая оснастка с заложенным в нее канатом (вид спереди оснастки в разрезе и вид сверху на нижний поддон с полуячейками литьевых форм).
Фиг. 4 - вид на внутреннюю полость полуячейки литьевой формы.
Фиг. 5 - нижний поддон оснастки (вид спереди в разрезе и вид сверху).
Фиг. 6 - верхний поддон оснастки с полуячейками литьевых форм.
Фиг. 7 - формообразующая оснастка в собранном виде (вид сбоку в разрезе).
Фиг. 8 - литьевая форма в разрезе (вид сбоку), между полуячейками которой присутствуют нежелательные зазоры.
Фиг. 9 - боковой разрез литьевой формы при выполнении направляющих элементов в виде стенок нижних полуячеек,
Формообразующая оснастка предназначена для изготовления универсальных гибких защитных матов, содержащих блоки 1 из бетона, соединенных при помощи канатов 2 или других подходящих гибких элементов, выпуски которых образуют монтажные петли 3. Части блоков 1 имеют выраженную пирамидальную или конусообразную форму, предпочтительно форму правильных усеченных пирамид или конусов, соединенных своими основаниями. Для изготовления данного мата необходим блок из рядов отдельных разъемных литьевых форм, геометрическая форма и размеры которых должны соответствовать характеристикам конкретного изделия.
Формообразующая оснастка имеет следующую предпочтительную конструкцию.
Оснастка содержит сборно-разборные литьевые формы 4, внутреннее пространство которых имеет вид усеченных правильных бипирамид или биконусов, выполненные с возможностью закладки в них соединительных канатов 2. Литьевая форма 4 образована из нижней и верхней открытых полуячеек 5, стенки которых имеют вид боковой поверхности усеченных пирамид или конусов с одинаковыми основаниями, в которых выполнены выемки 6 для канатов 2. Нижние полуячейки 5 жестко закреплены в поддоне 7, а верхние полуячейки 5 - в крышке 8, имеющей заливные отверстия 9. В стенках поддона 7 и крышки 8 выполнены выемки 10 для монтажных петель 3, соответствующие выемкам 6 прилегающих полуячеек 5. Оснастка содержит направляющие элементы 11 для совмещения крышки 8 с поддоном 7, а следовательно и полуячеек 5 каждой литьевой формы 4, в процессе их соединения. Поддон 7 и крышка 8 выполнены с проушинами 12 и с отверстиями 13, 14 соответственно, для разъемного соединения поддона 7 с крышкой 8 посредством болтов 15. В отверстиях 13 и проушинах 12 поддона 7 нарезана резьба для болтов 15. Направляющие элементы 11 и элементы для образования разъемного неподвижного соединения 12, 13, 14 и 15 расположены так, чтобы обеспечить свободную закладку гибких канатов в отверстия смежных форм, благодаря которой канаты 2 (и их части, образующие монтажные петли 3) не мешают плотному соединению литьевых форм 4 и не повреждаются их стенками.
Полуячейки 5 изготавливают из стальных листов при помощи сварки. Поддон 7 и крышку 8 сваривают из более толстых стальных листов и балок Г-образного сечения (или труб квадратного сечения). Направляющие элементы 11 приваривают к поддону 7, хотя допустимо их прикрепление к крышке 8 или прикрепление некоторых направляющих элементов 11 к поддону 7, а других - к крышке 8.
Выемки 6 полуячеек 5 образуют сквозные отверстия в боковых стенках литьевой формы 4, предназначенные для канатов 2. Сквозным отверстиям придают такую форму, чтобы заложенный в литьевую форму 4 канат 2 или другой подходящий гибкий элемент плотно прилегал к стенкам отверстия 6 без образования зазора, через который возможна протечка бетонной смеси в процессе ее заливки и виброуплотнения.
К образованию зазоров 16, 17 между частями литьевой формы 4 ведет неточное совмещение нижних и верхних полуячеек 5 и неплотное прилегание данных полуячеек друг к другу. Особо нежелательно одновременное наличие в литьевой форме 4 как бокового зазора 16, так и зазора по вертикали 17. Канаты 2 не способны обеспечить центрирование полуячеек 5 из-за своей мягкости (в защитных бетонных матах обычно используют мягкие синтетические канаты) и относительно малого диаметра. К появлению вертикального зазора 17 приводит неправильная геометрическая форма поддона 7 и/или крышки 8, а также недостаточная масса крышки 8 при высокой мощности виброуплотнения бетонной смеси.
Точное совмещение полуячеек 5 в горизонтальной плоскости и их боковую фиксацию относительно друг друга в рабочем положении обеспечивают направляющие элементы 11, пример выполнения и размещения которых показан на фиг. 3, 5 и 7. Благодаря своей форме направляющие элементы 11 центрируют крышку 8 во время ее опускания на поддон 7. В результате верхние полуячейки 5 оказываются точно совмещенными с нижними полуячейками 5, а боковой зазор 16 между ними при этом отсутствует. Для предотвращения перекоса в процессе сборки и образования бокового зазора 16 оснастку целесообразно снабдить не менее чем четырьмя направляющими элементами 11 пластинчатого типа, размещенными в различных местах остастки. В зависимости от размера оснастки число данных направляющих элементов 11 следует увеличить. Так, если оснастка содержит 36 литьевых форм в 4 рядах по 9 форм, то данная оснастка должна быть выполнена не менее чем с шестью направляющими элементами 11. Чем больше число направляющих элементов 11, тем выше герметичность соединения полуячеек 5, т.к. направляющие элементы 11 также предотвращают сдвиг полуячеек 5 в собранных литьевых формах 4, который при отсутствии направляющих элементов 11 был бы возможен, в том числе, из-за деформаций поддона 7 и/или крышки 8. Также функцию направляющих элементов 11 могут выполнять непосредственно стенки полуячеек 5. Для этого они должны быть выполнены так, чтобы одна из полуячеек 5 литьевой формы 4 проникала внутрь своей ответной части, имея меньший размер. Благодаря тому, что полость большей полуячейки 5 сужается, меньшая полуячейка 5 самоцентрируется при их сближении, а в конечном положении происходит фиксация полуячеек относительно друг друга, т.к. их сдвиг в горизонтальной плоскости становится невозможен. Выполнение направляющих элементов 11 в виде стенок полуячеек 5 является примером расположения направляющих элементов 11 внутри поддона 7 и крышки 8.
Для предотвращения появления зазора 17 между полуячейками 5 крышку 8 необходимо плотно соединить с поддоном 7, для чего служат проушины 12, отверстия 13 и 14, а также болты 15, являющиеся элементами для образования разъемного неподвижного соединения нижних и верхних полуячеек 5. На практике данные элементы целесообразно располагать не только по периметру оснастки, когда направляющие 11 и/или крепежные элементы 12, 13, 14 и 15 прикреплены к поддону 7 и/или крышке 8 и расположены между их выемками 10 (что удобно для обеспечения свободной закладку гибких канатов 2 в отверстия смежных форм, учитывая недостаток свободного места во внутренней части оснастки), но и в ее центральной части оснастки, чтобы предотвратить образование там зазора 17 из-за гибкости конструкции (отверстия 13 и 14 имеют небольшой диаметр и не нарушают геометрию литьевых форм 4). Данные элементы допустимо применять в качестве единственного средства как для повышения герметичности соединения полуячеек 5, так и для исключения механических повреждений канатов 2, но наилучшие результаты достигаются при их совместном использовании с направляющими элементами 11.
В рабочей зоне размещают поддон 7 с нижними полуячейками 5. В выемки 6 и 10 закладывают канат 2. После чего начинают опускать крышку 8 с верхними полуячейками 5. Направляющие элементы 11 точно совмещают верхние полуячейки 5 с нижними, при этом канат 2 зажимают между крышкой 8 и поддоном 7. В результате соединение полуячеек 5 характеризуется высокой герметичностью, в том числе и в местах прохождения каната 2, который остается неповрежденным. Для увеличения герметичности соединения затем стягивают болтами 15 крышку 8 с поддоном 7 по периметру оснастки и в ее центральной части, что также предотвращает в дальнейшем сдвиг крышки 8 относительно поддона 7, ведущий к образованию бокового зазора 16 и повреждению каната 2, в случае последующего удаления направляющих элементов 11, например, по технологическим причинам.