Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

ВИБРАТОРЫ

Обычно применяемые вибраторы относятся к типу инерционных меха­низмов.

По роду привода и движущей энергии различают: вибраторы электро­моторные, электромагнитные и пневматические. Наиболее распространены вибраторы электромоторные и электромагнитные.

Существующие конструкции вибраторов предназначаются для внутрен­него, поверхностного или наружного вибрирования.

Внутренние вибраторы, наиболее эффективные для уплот­нения бетона, помещаются внутри бетонной смеси и непосредственным контактом воздействуют на смесь. Их классифицируют на всплывающие и управляемые.

Объемный вес механизма всплывающего вибратора в целом примерно вдвое меньше объемного веса бетона. Вследствие этого вибратор, разжимая вокруг себя бетонную смесь, всплывает на поверхность.

Эксцентрики (дебалансы) внутренних вибраторов могут быть помещены или непосредственно на оси ротора двигателя, или вынесены и соединены с двигателем при помощи клиноременной передачи, гибкого вала и эластичной муфты.

Поверхностные вибраторы имеют рабочую площадку, уста­навливаемую в процессе вибрирования на открытую поверхность бетонной смеси, вызывая тем самым ее колебания.

Наружные вибраторы прикрепляются к форме или опалубке, которая передает колебания бетонной смеси.

Внутренние вибраторы в зависимости от формы их нако­нечников называют вибробулавами, вибростержнями, виброштыками, вибро­лопатами и виброиглами.

Внутренний высокочастотный вибратор легкого т и п а с гибким валом (фиг. 37) состоит из электродвигателя 1 с редуктором, повышающим число оборотов, гибкого вала 2 и сменных наконечников 3. Электродвигатель асинхронный, трехфазного тока для напряжения 220/127 в. Гибкий вал заключен в специальную броню, поверх которой надет резиновый рукав. По концам вала расположены муфты с левой резьбой для присоеди­нения к электродвигателю и вибрирующему наконечнику. Для предохра­нения двигателя от погружения в бетон последний снабжен тарельчатой подставкой 4.

Внутри наконечника в шарикоподшипниках установлен вал, соединяю­щийся с гибким валом. Внутренний вал наконечника установлен эксцен­трично, вследствие чего при его вращении возникает возмущающая сила, вызывающая вибрирование наконечника.

Некоторые высокочастотные вибраторы с гибким валом в вибрирующих наконечниках имеют планетарные механизмы, что позволяет еще более увеличить частоту колебаний вибраторов. Сменные наконечники имеют диа­метры от 50 до 75 мм. Частота колебаний от 6000 до 14 000 в минуту. Кине­тический момент вибраторов от 0,9 до 0,85 кгсм. Номинальная мощность от 1 до 1,2 кет. Производительность вибраторов от 2 до 8 м31час.

Внутренние высокочастотные вибраторы среднего типа (фиг. 38) имеют эксцентрик, устанавливаемый непосредственно на валу электродвигателя, заключенного в корпусе булавы. Вибратор питается током высокой частоты от умформеров с рабочей частотой на выходе 200 гц, напряжением 36 в.

Вибратор-булава (фиг. 38) состоит из кожуха 1, внутри которого распо­ложен электродвигатель 2 с эксцентриком, закрепленным на его оси. Штан­га 3 состоит из двух частей, соединенных посредством резиновой муфты, для уменьшения вибрации верхней части штанги с ручкой 4. Включение или выключение вибратора осуществляется посредством выключателя 5.

Диаметр корпуса вибробулавы 114 мм. Ча­стота колебаний 5500—5700 в минуту. Кинетиче­ский момент вибраторов от 1 до 1,15 кгсм. Номи­нальная мощность 0,5 квт, производительность 12—15 м3/час.

Высокочастотный вибратор тяжелого типа (вибробулава) аналогичен по принципу действия, конструкции и питанию током вибраторам среднего типа. Диаметр кор­пуса вибробулавьг 135 мм, частота колебаний 5500—5700 в минуту. Кинетический момент вибра­тора 2—2,2 кгсм. Номинальная мощность 1,2—

1,5 квт, производительность 16—20 м3/час.

Расчет внутренних вибрато­ров сводится к определению амплитуды коле­баний, кинетического (дебалансного) момента и производительности.

Амплитуда А г колебаний вибратора вычи­сляется по формуле, предложенной А. Е. Десо - вым:

где А 2 — минимальная амплитуда колебаний, при которой бетонная смесь начинает переходить в состояние жидкости (принимается по табл. 1); ri — радиус корпуса вибра, тора; г2 — расстояние до источника колебания; г о — радиус действия вибратора;

р — коэффициент затухания колебаний бетонной смеси, зависящий от структурной вязкости бетона, частоты колебаний и величины возмущающей силы (принимается по табл. 2), в см-1.

Зная амплитуду А г вынужденных колебаний вибратора, можно вычис­лить кинетический момент эксцентриков по формуле «

мкин = GxR= G2A1 кгсм, (74)

где G — вес дебаланса в кг;

R — расстояние от оси вращения вала с дебалансами до центра тяжести дебаланса в см

62 — вес вибрируемых масс (вибратора и присоединенной части бетона) в кг.

Таблица 2

Присоединенная часть бетона принимается равной весу массы бетона, находящемуся в зоне радиуса действия вибратора, умноженному на коэффи­циент присоединения, который колеблется от 0,15 до 0,2.

Мощность, расходуемая на колебания при угле сдвига фаз в бетоне между направлением перемещения вибратора и направлением возмущающей силы, который приближенно принимается равным 20—30°, определяется по фор­муле

N = 0,98Qoo) А! sin 610-4 кет, (75)

где Qо — возмущающая сила вибратора, равная

<30 = mRa)2 кгш,

здесь т — масса неуравновешенной части дебалансов в кгсекУсм; со — угловая скорость вала вибратора в сек-1.

Мощность, затрачиваемую на внутренние потери, в зависимости от частоты колебаний и конструкции вибратора можно принимать в пределах 0,1— 0,3 кет.

Номинальная мощность двигателя вибратора будет равна

Nnp = N + (0,1 ч-0,3) кет. (76)

Производительность Q внутреннего вибратора определяется по формуле

Q = 2krkl -5?- м3/час, (77)

І і і

где г о — радиус действия вибратора в м d — толщина слоя бетона в м

t — продолжительность вибрирования в каждой точке в сек.;

tr — время перестановки вибратора с одной позиции на другую в сек.;

к = 0,85 — коэффициент использование вибратора. Поверхностный вибратор (фиг. 39, а) электромоторного типа состоит из двигателя / с двумя эксцентриками 2 на валу ротора 3 и площадки 4, передающей колебания бетонной массе.

Частота колебаний поверхностных вибраторов 2800 в минуту. Кинети­ческий момент от 2,08 до 5 кгсм. Мощность электродвигателей от 0,4 до 0,8 кет, напряжение тока 36 е.

Поверхностный вибратор (фиг 39, б) электромагнитного типа состоит из основания, на котором смонтирован набранный из пластин трансформа­торного железа сердечник 1. На сердечнике закреплена катушка 2, создаю­щая при пропускании переменного тока пульсирующее магнитное поле.

Якорь 3, набранный из пластин трансформаторного железа, подвешен на спиральных пружинах 4 и опирается на амортизатор 5. Вибратор осно­ванием жестко прикрепляется к рабочей площадке. Электромагнит питается от сети через селеновый выпрямитель. Частота колебаний вибратора 3000 в минуту. Номинальная мощность 1,1 кет. Кинетический момент 2—3 кгсм. Напряжение тока 220/380 в.

Для определения производительности поверхностных вибраторов П. М. Миклашевский [1] рекомендует пользоваться формулой

п GeCiо[2] (78)

— -

где G6 — вес массы, колеблющейся при вибрировании, в кг;

Ge — вес вибратора в кг; е — амплитуда колебаний вибратора в лг;

со — ускорение движения массы (П. М. Миклашевский рекомендует принимать эту величину равной 5—7,5 м/сек2).

А. Е. Десов предложил определять производительность поверхностных вибраторов по формуле

т0е

!М А.-.

Ж Аб

где Мб — колеблющаяся масса бетона в кгсекУм; т0 — масса дебаланса в кгсек2/м е — амплитуда колебаний вибратора в м

масса вибратора в кгсек2!м коэффициент 0,113 имеет размер­

ность массы, отнесенной кіл2 площади вибратора;

F — площадь вибратора в м2

Аб — амплитуда колебаний вибратора на бетоне к концу вибриро­вания в м.

Наружный вибратор (фиг. 40) состоит из корпуса 1, статора 2, ротора 3, на валу которого установлен эксцентрик 4, штепсельного соеди­

нения 5, гибкого кабеля 6, зажимных губок 7, при помощи которых вибратор крепится к опалубке.

Раскрытие губок от 40 до 75 мм. Частота колебаний вибратора 2800 в минуту. Вибратор питается от сети переменного тока через понижающий трансформатор. Номинальная мощность 0,45—0,55 кет. Кинетический мо - момент от 2 до 3 кгсм. Напряжение тока 36 в.