Строительные машины и оборудование

Расчет основных параметров работы переносных вибровозбудителей

Расчет основных параметров работы дебалансных вибровозбу­дителей общего назначения для уплотнения бетонных смесей. Вы­бор необходимого типоразмера вибровозбудителя при поверхност­ном уплотнении бетонных смесей определяется заданной амплиту­дой колебаний рабочего органа а (м) (при частоте 50 Гц а— =0,0004 ... 0,0005 м), массой рабочего органа mv (кг) и массой самого вибровозбудителя тв (кг).

По приближенной формуле статический момент 5Д (Н-м) массы Небалансов вибровозбудителя определится по формуле

SA= (mp-j-mB) а.

По найденному значению 5Д подбирают типоразмер и при не­обходимости уточняют массу тв.

Исходными данными для расчета основных параметров работы виброуплотняющего органа при формовании плоских железобетон­ных изделий являются: частота колебаний, п (Гц); оптимальная ам­плитуда колебаний в точке захвата бетонной смеси виброорганом Лщах (м) (по большой оси эллипса траектории) (см. рис. 18.9,а); относительная скорость перемещения виброоргана и (м/с); ширина виброоргана В (м); водоцементное отношение или жесткость по вискозиметру уплотняемой бетонной смеси.

Определение основных параметров работы виброуплотняющего органа. Длина рабочей части виброоргана определится из условия обеспечения качественного уплотнения бетонной смеси

Где fB — время вибрирования (с)

FB=2fp/ti, (18.15)

Где tp — вискозиметрическое время расплыва бетонной смеси; ц — коэффициент, учитывающий вид колебаний (для одномерных коле­баний ц=1; для плоскостных колебаний ц=1,2 ... 1,25).

Вискозиметрическое время расплыва бетонной смеси

Tp—C-pJ (В/Ц—0,24)2, (18.16)

Где СР — коэффициент, определяющий эффективность вибрацион­ного режима (табл. 18.1); В/Ц — водоцементное отношение бетон­ной смеси; 0,24 — оптимальное значение В/Ц.

Подставив в (18.14) значения (18.16), получим

^раб=2СР/ [[х (В/Ц—0,24)2], (18.17)

Общая длина виброоргана (см. рис. 18.9,а) Ь05щ= (1,2 ... l,25)Lpa6.

Профиль рабочей части виброуплотняющего органа при формо­вании железобетонных изделий должен обеспечивать нормативный объемный коэффициент уплотнения бетонной смеси

Купл=5рыхл/5упл,=1)2 ... 1,25, (18.18)

Где 5Рыхл=-Л5БГ — площадь неуплотненной бетонной смеси; 8уПЛ — БВГД — площадь уплотненной бетонной смеси (см. рис. 18.9,а).

В зависимости от толщины формуемого изделия б определяется высота точки захвата бетонной смеси h (см. рис. 18.9,6). Для этой цели криволинейный профиль рабочей части виброоргана разбива­ют на отдельные прямолинейные участки с длинами W, /2; 4 и со­ответственно высотами h, h, h2. Тогда 5упл=ЬРаб8, 5рыхл"=(1, 2 ... ... 1,25) Оупл-

Разность Д5=5Рыхл—5упл, равная сумме площадей 5Ь S2 и 53 (см. рис. 18.9,6), а высота точки захвата бетонной смеси

2AS — [Мх— (fti + МУ + Уз (18 19)

H

Для определения углов захвата бетонной смеси азах и ее выхода СЕвых необходимо в точках Л и £ (см. рис. 18.9,а) построить эллип­сы траекторий, а для представления рациональности направления экстремальных амплитуд колебаний эллипсов траекторий относи­тельно плоскости формуемого изделия следует построить эллипсы траекторий в двух-трех промежуточных точках рабочей части виб­рооргана. С этой целью на рабочей части виброоргана строятся со - фокусные эллипсы и гиперболы с фокусным расстоянием 26, опре­деляющихся уравнением

У 2

(18.20)

(6М2/а2) 62(Л/а—1)»

B —------ большая полуось эллипса, или фокальная полуось ги­

Перболы; 6 (Л/а—1) — малая полуось эллипса, или мнимая полуось гиперболы; X, Y — координаты рассматриваемой точки в прямо­угольной системе.

Обычно оптимальной амплитудой колебаний в точке захвата (по большой оси эллипса траектории) задаются в зависимости от при­нятой частоты колебаний: 33 Гц — Лтах=0,0008 м; 60 Гц — Атгх= =0,0006 м; 66 Гц — Лтах=0,0004 м. По заданной оптимальной ам­плитуде в точке захвата Лтах определяют амплитуду круговых ко­лебаний в центре масс системы из выражения (18.14):

А - 2bAlv, J(VY-{-bT + X*+ y(Y-bf + X*). (18.21)

217

Если после построения фокусных эллипсов и гипербол и направ­ления больших осей эллипсов траекторий в точках захвата и вы­хода величины углов азах и авых будут отличаться от рекомендуе­мых значений, необходимо за счет регулируемых грузов, перемеща­емых в направлении оси OY, сместить центр массы системы С относительно оси вращения дебалансов так, чтобы получить реко­мендуемые значения.

Суммарный статический момент массы дебалансов (Н-м)

25д = К-а смтсм)а, (18.22)

Где тв — масса вибрирующей системы, кг; /псм — масса бетонной смеси, кг; асм — коэффициент присоединения смеси; а — амплиту­да круговых колебаний в центре масс системы, м.

Зная количество дебалансов в вибровозбудителе и величину статического момента одного из них, назначают его геометрические размеры (по методике, изложенной в § 18.3).

Навесной виброуплотняющий орган должен быть изолирован от опорных конструкций. Наиболее рациональным виброизолятором является резиновая втулка. Деформация виброизолятора-втулки Таблица 18.2. Значения Е для резины

Носит сложный характер, так как имеют место сжатие, сдвиг и растяжение. При длине виброизолятора (втулки) I, превышающей ее диаметр 2R, и при отношении R/r<2, что возможно, радиаль­ное перемещение внутренней обоймы.

F=-*Ll*=HL У. (18.23)

ЗпЕІ R2+ г2 Г

Где Р — радиальное усилие, передаваемое на втулку, Н; Е—мо­дуль сдвига резины, МН/м2 (табл. 18.2); R — наружный диаметр втулки, м; г — внутренний диаметр втулки, м; I — длина втул­ки, м.

Радиальная жесткость виброизолятора-втулки

Из условия виброизоляции опорных конструкций суммарная жесткость виброизоляторов

С=твшо2, (18.24)

Где тв — масса вибрирующей системы; Юо = 28 с-1 — собственная частота виброуплотняющего органа на виброизоляторах. 218

Нии корпуса вибровоз будителя в точке при­ложения вынуждаю­щей силы принимается в зависимости от при­нятой частоты колеба­ний. Для ручных виб­ровозбудителей она со­ставляет не менее 0,0003 ... 0,0005 м при частоте более 250 Гц и не м^енее 0,0005 ... ... 0,0007 м при часто­те 200 Гц и ниже.

Во избежание расслоения бетонной смеси амплитуда не дол­жна превышать 0,0012 ... 0,0013 м. Для подвесных виброуплотни­телей амплитуда колебаний принимается 0,0007 ... 0,0010 м при частоте 200 ... 150 Гц и не менее 0,002 ... 0,004 м при частоте ни­же 150 Гц.

Мощность, расходуемая на поддержание колебаний вибровоз­будителя в бетонной смеси (Вт),

(18.26)

Где /Пд — масса дебаланса, кг; г — эксцентриситет дебаланса, м; а — амплитуда колебаний корпуса в точке приложения вынужда­ющей силы, м; со — угловая скорость обкатки бегунка, с-1; <р — угол сдвига фазы между вынуждающей силой и перемещением корпуса.

Максимальное значение мощности будет в случае, когда дис* сипагивные сопротивления среды достигнут значения, при кото­рых угол сдвига фаз <р=я/4. Следовательно, рассеиваемая виб­ровозбудителем мощность в бетонной смеси

JV=jVmaxsin2<p. (18.27)'

N—— тлгаш3 sin 2<р,

Необходимо иметь в виду, что с увеличением силы сопротив­ления амплитуда колебаний корпуса вибровозбудителя умень­шается в соответствии с зависимостью:

Ai = acos<p (18.28)

И при сдвиге фаз <р=я/4 амплитуда колебаний корпуса

Ai=a со s я/4=0,7 а.

Техническая производительность виброуплотнителей (м3/ч)

Пт = 2 KR'H---------- ^----------- , (18.29)

^пер. виб

Где К — коэффициент использования виброуплотнителя (К = = 0,85); R— радиус действия виброуплотнителя, м (обычно R= = (4 ... 6)Z)H, где DH — наружный диаметр корпуса); Н — толщи­на вибрируемого слоя, м [H = L— (0,05 ... 0,15), где L — длина рабочей части вибровозбудителя, м, (0,05 ... 0,15)—глубина проникновения виброуплотнителя в предыдущий слой при прора­ботке очередного слоя бетонной смеси]; tBИб — оптимальное вре­мя вибрирования бетонной смеси в каждом месте погружения виброуплотнителя, ^Виб=15 ... 40 с; ^пер. виб — время перемещения вибратора с одной позиции на другую, ^Пер. виб=5 ... 15 с.