Частоту колебаний вибратора подбирают в зависимости от подвижности бетонной смеси и размера фракций ее заполнителей. Бетонные смеси с крупными фракциями заполнителей уплотняют вибраторами с низкой частотой и большой амплитудой колебаний, с мелкими фракциями — вибраторами с высокой частотой и малой амплитудой колебаний. У большинства вибраторов частота колебаний соответствует средним фракциям заполнителей.

Продолжительность работы вибратора на одной позиции должна быть такой, чтобы обеспечить достаточное уплотнение бетонной смеси; конец вибрирования определяют по внешним признакам уплотнения бетонной смеси — прекращение оседания смеси, появление цементного молока на ее поверхности и прекращение выделения воздушных пузырьков.

По способу воздействия на уплотняемую бетонную смесь различают поверхностные (рис. 6.17, а), наружные (рис. 6.17, б) и глубинные (рис. 6.17, в) вибраторы.

Рис. 6.17. Схемы вибраторов

Поверхностные электрические вибраторы передают колебания уложенной массе бетона через корытообразную прямоугольную площадку (площадочные вибраторы) или удлиненную балку-рейк (виброрейки). Такие вибраторы перемещают по уплотняемой поверхности в процессе работы вручную с помощью гибких тяг. Их применяют при бетонировании неармированных или армированных одиночной арматурой перекрытий, полов, сводов, дорожных покрытий, откосов каналов и других конструкций толщиной не более 0,25 м, выполняемых в монолите.

В качестве вибровозбудителей поверхностных вибраторов применяют одновальные электрические дебалансные вибраторы общего назначения с круговыми колебаниями и встроенным электродвигателем.

Поверхностные электрические вибраторы имеют одинаковые по конструкции одновальные вибрационные дебалансные механизмы со встроенным электродвигателем (мотор-вибраторы), возбуждающие круговые колебания.

Рнс. 6.18. Дебалансный электродвигатель

Для регулирования величины вынуждающей силы, создаваемой вибратором, каждый дебаланс выполнен из двух скрепляемых между собой частей — поворотной и неподвижной относительно вала ротора, при изменении взаимного положения которых изменяется статический момент дебаланса и соответствующая ему величина вынуждающей силы. При настройке вибратора на определенную величину вынуждающей силы подвижные части обоих дебалансов поворачиваются относительно закрепленных на валу ротора неподвижных частей на одинаковый угол.

Частота вращения вала ротора электродвигателя равна частоте колебаний корпуса вибратора. По частоте возбуждаемых колебаний различают вибраторы нормальной частоты, оснащенные электродвигателями с синхронной частотой вращения вала ротора 50 «г1, и вибраторы низкой и высокой частоты с синхронной частотой вращения меньше или больше 50 с-1.

В конструкциях поверхностных вибраторов используются мотор-вибраторы с электродвигателями напряжением 36…42 В, мощностью 0,26…0,6 кВт. Они развивают вынуждающую силу 2…9 кН при частоте колебаний 50 Гц. Вибраторы подключают к электрической сети переменного тока напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц через понижающий трансформатор.

Площадочный вибратор (рис. 6.19) передает колебания уложенной массе бетона через корытообразную прямоугольную в плане металлическую площадку, к которой болтами жестко прикреплен мотор-вибратор. При работе площадочный вибратор уплотняет отдельные участки заранее распределенного слоя бетонной смеси. Вибратор перемещают в процессе работы вручную с помощью тяг с рукоятками или с помощью легких грузоподъемных средств. Электродвигатель вибратора мощностью 0,6 кВт подключают к питающему кабелю через штепсельное соединение. Вибратор развивает вынуждающую силу 4,5…9,0 кН. Размеры опорной площадки вибратора (ширина х длина) составляют 600×1100 мм, масса 60 кг, амплитуда колебаний 0,2…0,3 мм.

Виброрейки применяют для разравнивания, уплотнения и предварительного заглаживания цементно-песчаных и бетонных стяжек. а также бетонных, мозаичных, полимерцементных и полимербетон-ных полов (см. гл. 7).

Продолжительность вибрирования с одной позиции для поверхностных вибраторов составляет 20…50 с.

Наружные вибраторы передают колебания уплотняемой смеси через опалубку или форму, к которым прикрепляются снаружи с помощью специальных крепежных устройств. Такие вибраторы применяют при бетонировании тонких густоармированных и высоких монолитных сооружений, изготовлении различных элементов сборных железобетонных конструкций — колонн, балок и т. п. Их используют также для побуждения выгрузки сыпучих и вязких материалов из воронок, бункеров, бадей и лотков. В качестве наружных вибраторов используют электрические дебалансные вибраторы общего назначения с круговыми колебаниями, электрические маятниковые вибраторы с направленными колебаниями и пневматические прикрепляемые вибраторы с планетарно-фрикционными вибровозбудителями.

Рис. 6.20. Вибровозбудитель

Рис. 6.21. Пневматический прикрепляемый вибратор

Пневматические прикрепляемые вибраторы выполнены по единой конструктивной схеме и состоят из планетарного возбудителя и гибкого резинового шланга с пусковым краном, подсоединяемого к источнику сжатого воздуха — компрессору или внешней воздухопроводной линии. Основными элементами планетарно-фрикционного вибровозбудителя (рис. 6.20) являются статор с одной текстолитовой лопаткой, закрепленный неподвижно в боковых щитах корпуса, и полый неуравновешенный относительно собственной оси ротор. Ротор выполняет роль бегунка-дебаланса и планетарно обкатывается вокруг статора. Лопатка, помещенная в продольном пазу статора, разделяет пространство между статором и ротором на две полости — рабочую А и выхлопную Б. Сжатый воздух, поступающий в рабочую полость через отверстие в статоре, приводит во вращение ротор, который планетарно обкатывается по цилиндрической поверхности статора, прижимаясь к ней под действием центробежной силы. Отработанный воздух из выхлопной полости выбрасывается в атмосферу через выпускные отверстия в щитах корпуса.

Лопатка постоянно прижата к бегунку-дебалансу под давлением воздуха во внутренней полости статора. За счет планетарной обкатки вибратор возбуждает колебания высокой частоты 133…200 Гц.

Глубинные вибраторы имеют рабочий орган в виде цилиндрического вибронаконечника, погружаемого в уплотняемую смесь. Такие вибраторы применяют для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные неармированные бетонные и железобетонные конструкции с различной степенью армирования (фундаменты. стены, колонны, сваи, балки и др.), а также при изготовлении крупных бетонных и железобетонных изделий для сборного строительства.

Наружный диаметр и длину вибронаконечника вибраторов подбирают такими, чтобы обеспечить ему беспрепятственное движение в зазорах между арматурой. Глубинные вибраторы выпускают с электрическим и пневматическим приводами. Они могут быть ручными (обслуживаются оператором) и навесными (подвешиваются на крюк гидроподъемного устройства).

Вибровозбудитель электрических глубинных вибраторов может приводиться в действие через гибкий вал от переносного и располагаемого на поверхности электропривода (вибраторы с гибким валом) или от встроенного в вибронаконечник электрического или пневматического двигателя (вибраторы со встроенным двигателем). Глубинные вибраторы имеют дебалансные и фрикционно-планетар-ные вибровозбудители.

Глубинные ручные дебалансные вибраторы со встроенным электроприводом (рис. 6.22) имеют единую конструктивную схему. Де-балансный вибровозбудитель представляет собой герметически закрытый стальной цилиндрический корпус, в который встроены высокочастотный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и полый дебалансный вал с дебалансом, вращающийся в двух подшипниках качения. Подшипники смазываются жидкой смазкой, поступающей через полый дебалансный вал из нижней полости наконечника. В корпус встроен подшипниковый узел, на который опирается консоль вала ротора. Вращающийся дебаланс создает непрерывно меняющую свое направление вынуждающую силу, благодаря чему вибронаконечник совершает круговые колебания, которые передаются уплотняемой смеси. Частота колебаний вибронаконечника равна частоте вращения электродвигателя. Вибронаконечник соединен с рукоятью оператора виброизолирующим резинотканевым рукавом или металлической штангой, внутри которых проходит питающий кабель электродвигателя. В рукоять вмонтирован пакетный выключатель для включения и выключения электродвигателя вибратора. Электродвигатели вибраторов работают на токе повышенной частоты (200 Гц) при напряжении 36…42 В и подключаются к внешней электросети через преобразователь частоты.

Рис. 6.23. Ручной глубинный электровибратор с гибким валом

Глубинные ручные электрические вибраторы с гибкий валом (рис. 6.23) однотипны по конструкции и состоят из переносного электродвигателя с рукояткой для переноса и выключателем сменного вибронаконечника с планетарным механизмом возбуждения колебаний и гибкого вала для передачи крутящего момента от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Такие вибраторы характеризуются повышенной частотой колебаний (167…334 Гц), малыми размерами наконечника (диаметр 51…76 мм, длина 420…430 мм) и применяются для уплотнения бетонных смесей с мелким заполнителем при изготовлении густо- и среднеармированных железобетонных конструкций и изделий. Вибронаконечники вибраторов с гибким валом могут работать в вертикальном или наклонном положении.

Вибронаконечник (рис. 6.24) состоит из корпуса, шпинделя, опирающегося на шарикоподшипники, дебаланса-бегунка и упругой муфты, позволяющей бегунку-дебалансу отклоняться от оси вращения шпинделя на расчетный угол. Колебания корпуса вибронаконечника создаются бегунком-дебалансом, планетарно обкатывающимся по конусной поверхности неподвижной втулки или сердечника, жестко соединенных с корпусом. Бегунок-дебаланс выполнен заодно со штангой.

Различают вибронаконечники с внутренней (рис. 6.24, о) и внешней (рис. 6.24, а) обкаткой дебаланса. У первых бегунок своей внутренней конической поверхностью обкатывается по конической поверхности пальца, запрессованного в днище корпуса, у вторых бегунок своей наружной конической поверхностью обкатывается по внутренней конической поверхности втулки, приваренной к корпусу.

При пуске вибратора бегунок-дебаланс сначала вращается в воздухе, а затем под действием центробежной силы начинает отклоняться от геометрической оси вибронаконечника на угол до 5° и наносить удары по втулке или пальцу, возбуждая колебания корпуса наконечника.

Рис. 6.24. Вибронаконечники с внешней (а) и внутренней (б) обкаткой бегунка-дебаланса

Соответствующим подбором соотношения диаметров втулки и бегунка-дебаланса можно получать высокую частоту колебаний корпуса вибратора при сравнительно небольшой частоте вращения вала электродвигателя.