Строительные машины и оборудование, справочник







Вибраторы

Категория:
   Путевые и дорожные машины


Вибраторы

При уплотнении бетона вибрированием внутреннее трение между частицами значительно уменьшается, вследствие чего они под действием сил тяжести приближаются друг к другу, вытесняя из бетонной смеси воздух в излишки воды. В результате самоуплотнения бетон обладает повышенной плотностью и значительно большей прочностью при одинаковом расходе цемента на 1 м3 бетона. Повышенная плотность бетона улучшает его водонепроницаемость и морозоустойчивость. Вибраторы, применяемые для уплотнения бетонной смеси, классифицируют по назначению, виду привода, степени направленности колебаний и конструкции вибрационного механизма.

По назначению вибраторы делятся на поверхностные, глубинные и наружные (рис. 165); по виду привода — на электрические (электромеханические и электромагнитные), пневматические и с двигателями внутреннего сгорания-, по степени направленности колебаний — на вибраторы с ненаправленными и направленными колебаниями. Чаще применяют вибраторы ненаправленных колебаний, так как масса их меньше, а конструкция более проста.

По конструкции вибрационного механизма вибраторы подразделяются на дебалансные и электромагнитные, пневматические и планетарные (рис. 166). Дебалансные вибрационные механизмы по сравнению с планетарными имеют несколько больший механический КПД. Однако планетарные вибраторы могут создавать одновременные колебания двух наложенных одна на другую частот, что повышает эффективность вибрирования.

Схемы дебалансных (эксцентриковых) вибрационных механизмов показаны на рис. 166, а и г. Дебалансный вибрационный механизм (см. рис. 166, а) смонтирован вместе с электродвигателем, закрепленным на площадке, устанавливаемой на поверхность бетона. Такие вибраторы называются поверхностными (площадочными). В корпусе, закрытом с торцов крышками, помещен трехфазный асинхронный электродвигатель с коротко-замкнутым ротором. На валу ротора двигателя закреплены на шпонках два дебалансных груза. Вал ротора вращается в подшипниках. Вращение дебалансов создает круговые колебания, которые через корпус передаются площадке. Частота колебаний площадки равна числу оборотов вала. При нахождении площадки на бетоне ее колебания передаются бетонной массе, вследствие чего она уплотняется. Вибраторы этого типа широко применяют в дорожном строительстве при уплотнении цементобетонных оснований дорог, площадок и др. Мощность электродвигателя 0,4—0,8 кВт, частота вращения вала двигателя 2800 об/мин, напряжение тока 36 В, возмущающая сила 3950—5700 Н, масса 41— 43,5 кг.

Рис. 165. Схемы вибраторов
а — поверхностный площадочный; б — поверхностный реечный; в —глубинный; г — виброплощадка; д — наружный (опалубочный)

Рис. 166. Вибрационные механизмы вибраторов
а — электромеханические; б—электромагнитный; в — пневматический поршневой; д — планетарный с наружной обкаткой; е — планетарный с внутренней обкаткой

К поверхностным вибраторам относится также и виброрейка, схема которой показана на рис. 165, б. Электромеханический вибратор закреплен на рейке, представляющей собой брус из двутавра или двух швеллеров. Виброрейка баЩмаками опирается на бортовую опалубку, укрепленную в основании клиньями или штырями. Виброрейку за ручки передвигают по опалубке и срезают излишек смеси, выравнивая и уплотняя ее. Виброрейки применяют для уплотнения цементобетонных оснований и покрытий дорог. В зависимости от толщины слоя бетона полное уплотнение достигается за 1—3 прохода.

Произведение массы неуравновешенного груза на его эксцентриситет называют кинематическим моментом вибратора.

Вибрационный механизм глубинного вибратора (см. рис. 166, г) состоит из эксцентрика, собранного на подшипниках качения в металлическом корпусе. Эксцентрик приводится во вращение от жесткого или гибкого вала, соединенного с валом электродвигателя. Круговые колебания, создаваемые вращающимся эксцентриком, через корпус передаются бетонной массе, вследствие чего она уплотняется. Двигатель мощностью 1,2 кВт устанавливается на землю опорной плитой и через гибкий вал длиной 4,3 м передает вращение вибрационному механизму. Поскольку гибкий вал может передавать момент от двигателя только одного направления, то для предупреждения поломки вала при неправильном включении, а также при выключении электродвигателя и для вращения вибрационного механизма по инерции в крышке двигателя установлена храповая обгонная муфта. Вибраторы такого типа применяют для уплотнения бетона, укладываемого в стены, колонны, перегородки, балки и другие конструкции с густой арматурой.

При уплотнении больших масс бетона, балласта и других материалов используют более мощные внутренние вибраторы, называемые вибробулавами (см. рис. 166, в). Корпус вибробулавы представляет собой отрезок трубы с приваренным снизу дном, снабженным ребрами для лучшей передачи вибрации бетону. Сверху на корпус навинчена крышка с трубчатой штангой, разрезанной на две части. Верхняя часть штанги соединена с нижней фланцами, между которыми зажат резиновый амортизатор, предохраняющий руки рабочего от вредного воздействия вибрации. Внутри корпуса булавы размещен электродвигатель и дебалансный вибрационный механизм. Питание к двигателю подводится электрокабелем, расположенным в трубчатой штанге. Мощность двигателя 0,5 кВт, частота вращения 5700 об/мин. Для работы двигателя требуется трехфазный ток высокой частоты и напряжением 36 В. Вибрационный механизм создает возмущающую силу 4000 Н при амплитуде колебаний в воздухе 1,1 мм. Масса вибробулавы 20 кг.

Вибратор с электромагнитным вибрационным механизмом (см. рис. 166, б) состоит из электромагнита переменного тока, который крепится на основании. Якорь электромагнита подвешен на пружинах так, что между ним и сердечником имеется зазор. Пружины ограничивают ход якоря на болтах. При протекании электрического тока через катушку 3 вокруг обмоток ее создается электромагнитное поле, вследствие чего якорь притягивается к сердечнику, сжимая нижние пружины. Разрыв электрической цепи осуществляется установкой в линии селеновых выпрямителей, якорь под действием пружин отталкивается вверх, и между ним и сердечником цепь разрывается. Поскольку селеновый выпрямитель пропускает ток одного направления, то переменный ток превращается в постоянный пульсирующий. Под действием электромагнитных сил якорь притягивается к сердечнику 50 раз в секунду, и вибратор совершает 3000 колебаний в 1 мин.

В электромагнитных вибровозбудителях последних образцов вместо витых пружин применяют прорезные пружины растяжения-сжатия. Прорезные пружины изготовляют из трубчатой заготовки путем прорезания в ней сквозного винтового паза. Торцами эта пружина соприкасается с якорем и катушкой и крепится к ним болтами. Применение прорезных пружин обеспечивает бесшумную работу и позволяет создать конструкцию вибровозбудителя более компактной. Электромагнитные вибраторы применяют для стационарных виброплощадок, виброгрохотов и вибропитателей.

В последнее время наибольшее распространение получили пневматические вибраторы. В вибраторе с поршневым вибрационным механизмом (см. рис. 166, в) колебания возникают вследствие возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре. Сжатый воздух из воздухосборника компрессора попадает в цилиндр через распределительную коробку по впускным каналам. При открытом левом канале поршень под действием сжатого воздуха перемещается вправо. При этом правый впускной канал в это время закрыт поршнем. Отработавший сжатый воздух из правой полости цилиндра выталкивается поршнем через отверстие. Пройдя среднее положение, поршень в определенный момент закрывает левый впускной канал и правый выпускной и открывает правый впускной канал и левый выпускной. Сжатый воздух при этом начинает поступать в правую полость цилиндра и смещает поршень влево.

Периодические перемещения поршня передаются цилиндру, колебания которого через площадку или другое крепежное устройство воздействуют на бетонную массу. Частота колебаний вибратора регулируется изменением давления сжатого воздуха в питающем трубопроводе. Наряду с поршневыми применяют также планетарные пневматические вибрационные механизмы, основным элементом которых является дебалансный ротор, вращающийся под действием сжатого воздуха.

Планетарные вибраторы с приводом от электродвигателя показаны на рис. 166, д и е. Вибрационные механизмы этих вибраторов изготовляют с наружной (см рис. 166, д) и внутренней обкаткой (см. рис. 166, ё). В корпусе этих вибраторов имеются беговые дорожки, по которым совершают обкатку бегунки. При внутренней обкатке роль беговой дорожки выполняет наружная поверхность центрального сердечника. Бегунки закреплены на валах, приводимых во вращательное движение через шарниры от вала электродвигателя. Благодаря шарнирной подвеске нижняя часть вала отклоняется от продольной геометрической оси на угол до 5°. За одно полное обегание бегунка корпус вибратора совершает одно колебание. Сам дебалансный бегунок за это время совершает несколько оборотов, создавая корпусу вибратора колебания второй, более высокой частоты. При постоянной частоте вращения вала электродвигателя число полных обеганий бегунка в 1 мин зависит от соотношения диаметров бегунка и беговой дорожки. Высокочастотные вибраторы этого типа применяют при уплотнении бетона с мелкими заполнителями. Отсутствие подшипников придает этим вибраторам большую долговечность и надежность в работе.

Низкая частота вибратора соответствует частоте вращения вала двигателя и обычно равна 2800—2850 кол/мин. Высокая частота вибратора достигает 15000— 20000 кол/мин. Амплитуда колебаний глубинных вибровозбудителей находится в пределах 0,5—0,7 мм при частоте 200 Гц. Применяются также глубинные вибровозбудители со встроенными электродвигателями. По конструкции они очень компактны, но сложны в ремонте.

Виброплощадки применяют для изготовления изделий из жесткого бетона. Вибровозбудители площадок создают колебания круговые гармонические, направленные гармонические — вертикальные и горизонтальные.

Виброплощадка с круговыми гармоническими колебаниями (рис. 167, а) имеет один ряд вибраторов, подвешенных к вибрирующей раме, которая через пружины опирается на фундаментную плиту. Эксцентриковые механизмы вибраторов размещаются последовательно на одном валу, который через клиноременную передачу получает вращение от электродвигателя. Эксцентрики, вращаясь, -создают круговые колебания, направление которых соответствует положению эксцентриков.

Виброплощадка с направленными гармоническими колебаниями, в отличие от предыдущей, имеет не менее двух рядов вибраторов, приводимых во вращение через зубчатые синхронизаторы одним или двумя электродвигателями. Унифицированный виброблок сдвоенного вибратора показан на рис. 167, б. Валы вибратора сдебалансными грузами вращаются на подшипниках качения, установленных в корпусе виброблока. Вертикальные направленные колебания вибратора через пружины передаются вибрирующей раме. Направленные колебания создаются двумя одинаковыми дебалансными грузами, вращающимися с одинаковой угловой скоростью в противоположных направлениях. Отечественной промышленностью виброплощадки выпускаются грузоподъемностью от 1 до 24 т, которые позволяют изготовлять изделия с габаритными размерами от 3X16 до 4,5Х X 13,8 м.

Рис. 167. Схемы машин для уплотнения бетона вибрированием
а — виброплощадка с круговыми колебаниями; б— унифицированный виброблок направленных колебаний; в —виброштамп

Перспективным является также изготовление элементов сборного бетона и железобетона методом виброштампования. Виброштамп (см. рис. 167, в) представляет собой пуансон, на котором установлен вибратор . Для увеличения эффективности виброштампования на пуансон сверху через пружины опирается пригрузочная плита. Специальным грузоподъемным устройством виброштамп опускается на матрицу, на которую предварительно укладывается бетонная масса. После того как виброштамп будет убран, изделие примет форму, указанную на рисунке пунктиром.

Наряду с уплотнением производится и вакуумирова-ние бетона с целью еще большего увеличения прочности бетона. Физическая сущность вакуумирования заключается в механическом удалении из бетонной смеси избыточной воды и воздуха специальными вакуум-щитами, расположенными на поверхности свежеуложенной бетонной смеси. Вакуумированию обычно подлежат те элементы бетонных конструкций, которые подвергаются омыванию быстро движущихся потоков воды или многократному замораживанию и оттаиванию.


Читать далее:

Категория: - Путевые и дорожные машины





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины