Сущность процессов доставки бетонной смеси на стройплощадку и укладки ее в опалубку, уплотнение и уход за ней (в летних и зимних условиях)

Содержание

Введение

Сущность процессов доставки бетонной смеси на стройплощадку и укладки ее в опалубку, уплотнение и уход за ней (в летних и зимних условиях)

Подбор типов машин для выполнения отдельных процессов

Определение технологических и технических показателей выбранных машин

Выбор оптимальной машины для выполнения каждого процесса для комплекта машин по механизации заданной работы

Рекомендуемые технические средства автоматизации и автоматические устройства для оснащения выбранных машин вошедших в комплект

Список используемой литературы

Цель и задачи курсовой работы

Целью выполнения курсовой работы является проверка и закрепление приобретенных навыков и умения выбора, использования и применения наиболее производительных и современных машин, механизмов, строительной техники с возможной их автоматизацией, для выполнения заданной строительно-монтажной работы на основе полученных теоретических знаний .

Задачи выполнения курсовой работы:

· подробно изучить назначение, классификацию, индексацию, устройство и технические характеристики строительных машин;

· ознакомиться со строительными процессами и операциями, которые необходимо механизировать;

· научиться работать со справочной, нормативной и технической литературой по строительным машинам и выбирать машины, механизмы;

· назначить средства автоматизации машин, которые могли бы выполнять строительные процессы и операции;

· выписать из справочной литературы технические характеристики машин и механизмов;

· выбрать наиболее оптимальную строительную машину для эффективного выполнения строительного процесса.

Введение

Современное строительство является одной из наиболее механизированных сфер человеческой деятельности. Строительные машины используются на всех этапах строительного производства – в карьерной добыче строительных материалов (песка, гравия, глины, мела и т.п.); в изготовлении железобетонных, металлических, деревянных и других строительных элементов заводским способом; на погрузке, разгрузке и транспортировке материалов и строительных конструкций; в технологических процессах возведения зданий и сооружений, строительстве дорог, подземных коммуникаций, объектов гидротехнического, энергетического и других видов строительства – от работ освоения строительных площадок и нулевого цикла до завершающих стадий отделочных и т.п. работ. Строительные машины являются также средствами механизации ремонтных и восстановительных работ.

В первой половине прошлого столетия внедрением в строительное производство машин решалась задача замены трудоемких ручных строительных процессов машинными, а впоследствии – вытеснения ручного труда широким внедрением средств малой механизации. В настоящее время в области механизации строительства решаются проблемы более высокого уровня. В сфере повышения эффективности машинного строительного производства – создание комплексов машин, обеспечивающих наиболее высокую выработку строительной продукции при минимальных затратах на ее создание. В социальной сфере – обеспечение комфортных условий персоналу, обслуживающему машины; широкое внедрение автоматических систем управления с целью облегчения труда человека-оператора и повышения качества строительных работ. Если прежде строительные машины создавались под уже существующие технологии как средства, облегчающие труд строителей, то в дальнейшем сама возможность механизации определенных строительных процессов в ряде случаев явилась побудителем создания более совершенных строительных технологии.

Из сказанного следует, что весь строительный цикл от создания проекта строительного объекта до его реализации представляет собой комплекс взаимно увязанных составных частей, включая механизированную технологию и строительные машины как средства ее обеспечения. Для эффективного решения строительных задач каждый участник строительного процесса должен быть, прежде всего, специалистом в своей узкой области и на познавательном уровне быть способным оценивать влияние на нее смежных частей указанного комплекса. Например, для специалиста-строителя в отношении строительных машин это означает, прежде всего, способность ориентироваться в технологических возможностях различных моделей машин определенного назначения для оптимального комплектования ими (по номенклатуре и по количественному составу) технологических процессов в заданных производственных условиях.

Сущность процессов доставки бетонной смеси на стройплощадку и укладки ее в опалубку, уплотнение и уход за ней (в летних и зимних условиях)

Транспортирование бетонной смеси.Транспортирование бетонной смеси, как правило, осуществляется в два этапа: от бетонного завода к строящемуся объекту и от места приемки бетона на стройплощадке непосредственно в бетонируемую конструкцию. Бетонную смесь с бетонного завода на стройплощадки различных объектов доставляют в автосамосвалах (в 1987 г. до 92%), автобетоновозах и автобетоносмесителях.

Использование для транспортирования бетонных смесей автосамосвалов сопряжено с рядом существенных недостатков: бетонная смесь в открытом кузове автобетоносамосвала в жаркую погоду отдает влагу (уменьшается В/Ц), а в дождь или снег увлажняется (увеличивается В/Ц) и за счет этого расслаивается; часть бетонной смеси (до 3...5%) при перевозке теряется через края бортов и неплотности кузова; применяется ручной труд при очистке кузова (с грузоемкостью 0,04...0,1 чел.-ч/м3); снижается качественные характеристики смеси (отклонение от средних величин по прочности достигает 7...12 %, подвижности 15%), что сдерживает использование для ее перекачки бетононасосов, пневмобетоноукладчиков других средств механизации.

В этой связи применение автосамосвалов все больше и больше ограничивается. Транспортирование бетонной смеси автосамосвалами разрешается на расстояние не более 20 км при условии, что борта машины наращиваются не менее чем на 40 см, зазор между задним бортом и кузовом уплотнен резиновой прокладкой, кузов со смесью накрыт брезентом, а при отрицательных температурах кузов должен быть затеплоизолирован или обогреваться выхлопными газами.

Автобетоновозы - специализированные машины, предназначенные для транспортирования готовых бетонных смесей и растворов на расстояние до 45 км. Высокие кузова каплевидной формы с крышкой, имеющие двойную обшивку с пространством между листами, куда в холодную погоду направляют выхлопные газы или помещают теплоизоляцию, располагаются в зоне минимальной вибрации рамы базового автомобиля, благодаря чему обеспечивается нерасслаиваемостъ бетонной смеси и предотвращается её разбрызгивание в процессе перевозки.

Рис.1. Автобетоновоз: а — транспортное положение, б — положение разгрузки; 1 — автомобильное шасси, 2 —опорная рама, 3—кузов, а — транспортное положение, б — положение разгрузки; 1 — автомобильное шасси, 2 —опорная рама, 3—кузов

Автобетоносмесители (рис.2) представляют собой грузовой автомобиль, на шасси которого смонтирована двухконус-ная мешалка. При транспортировании в обычных самосвалах бетон начинает расслаиваться и твердеть, что приводит к снижению его качества. В автобетоносмеситель загружают сухую смесь, транспортируют к месту укладки и перемешивают с водой за 5—10 мин до выгрузки.

Рис.2. Автобетоносмеситель: 1 — загрузочный бункер; 2 — смесительный барабан; 3 — бак для воды; 4 — привод смесительного барабана; 5 — механизм управления; б — рама смесителя; 7 — шасси; 8 — разгрузочный лоток

Сухие компоненты смеси загружают через загрузочный бункер 1 во вращающийся барабан, где перемешиваются винтовыми лопастями. После загрузки барабан останавливается, дозировочный бак 3 заполняется водой и автобетоносмеситель направляется к объекту, где должен быть уложен бетон.

Разгружают бетон через разгрузочный лоток при вращении барабана в обратном направлении. Водяной дозировочный бак разделен перегородкой на две части: одна предназначена для подачи воды в барабан, вторая — для промывки барабана после выгрузки бетона.

Рис.3. Загрузка автобетоносмесителя дозированными компонентами бетонной смеси на бетоносмесительной установке.

Перед выгрузкой поворотный лоток устанавливают на угол, достаточный для свободного выхода бетонной смеси. При загрузке в барабан готовой смеси автобетоносмеситель служит только средством транспортирования. В этом случае барабан в пути следования медленно вращается, предотвращая расслоение бетонной смеси.Для загрузки автобетоносмесителей предназначены бетоносмесительные установки (рис.3).

Приемка и укладка бетонной смеси.Бетонную смесь подают в бетонируемую конструкцию с помощью различных грузоподъемных кранов в неповоротных или поворотных бадьях либо ленточными конвейерами, бетононасосами, пневмонагнетателями, звеньевыми хоботами и виброхоботами, ленточными бетоноукладчиками.

Неповоротные бадьи загружаются бетонной смесью из автобетоновозов, автобетоносмесителей, автосамосвалов и других средств с помощью перегрузочных устройств-эстакад, обеспечивающих достаточную высоту разгрузки.

Неповоротные бадьи вместимостью 0,5 м3 и 1 м3 (рис.4) используют преимущественно на заводах сборных железобетонных изделий. Бадья состоит из каркаса, к которому приварен корпус 3 цилиндроконической формы, закрываемый снизу затвором 5. Затвором управляют с помощью рычага.

В гидротехническом строительстве применяют неповоротные бадьи вместимостью 8 м3 (рис.5), загружаемые бетонной смесью из автобетоновозов или железнодорожных силобусов. Бадья оборудована секторным затвором с ручным управлением. Привод затвора гравитационный гидравлический.

Бункер бадьи выполнен в форме конуса с углом наклона стенок 78°. Диаметр выходного отверстия конуса бункера 1150 мм.

Для удобства загрузки бадья снабжена приемным лотком 5 длиной 2800 и шириной 2700 мм. Диаметр бадьи 2850 мм, высота вместе с траверсой 5600 мм. Масса порожней бадьи 5640 кг, с бетонной смесью — 24840 кг.

Рис.4. Неповоротная бадья вместимостью 8 м3:

Рис.5. Неповоротная бадья вместимостью 1 м3

Поворотные бадьи (рис. 33) бывают вместимостью 0,5; 1; 1,5; 2; 3,2; 6,4 и 8 м3. Конструкция их одинакова, различаются они только размерами и устройством затвора.

Загружают их непосредственно из транспортных средств; устраивать перегрузочные эстакады не требуется. Для загрузки бадей вместимостью 0,5 м3 в зоне действия крана укладывают щиты из досок и на них вплотную одна к другой в горизонтальном положении размещают четыре бадьи.

Автобетоновоз с кузовом, вместимость которого соответствует вместимости четырех бадей, задним ходом подъезжает к ним и разгружается. При этом бетонная смесь равномерно заполняет бадьи. Затем кран поочередно поднимает бадьи и в вертикальном положении подает их к месту выгрузки.

Корпус бадей опирается на полозья, служащие направляющими при подъеме бадей в вертикальное рабочее положение.

Бадьи вместимостью 1,5; 3,2; 6,4 и 8 м3 обычно загружают бетонной смесью из бетоновозов, вместимость кузова которых равна или кратна вместимости бадьи.

Рис.5. Выгрузка бетонной смеси в поворотную бадью вместимостью 3,2 м3: 1 — корпус бадьи, 2 — полозья, 3 — затвор, 4 — траверса, 5 ~ крюк крана

Бетоноукладчик ЛБУ-20 с одной стоянки может подать бетонную смесь в любую точку под стрелой на площади 800 м2. Производительность бетоноукладчика 25 м3/ч.

Бетононасосы применяют для подачи бетонной смеси в конструкции, куда затруднена подача бетонной смеси другими способами. Широко применяют бетононасосы при бетонировании обделок туннелей, возведении сооружений в скользящей опалубке и др.

Отечественная промышленность выпускает бетононасосы СБ-9 с механическим приводом производительностью 10 м3/ч и СБ-95А с гидравлическим приводом производительностью 20—30 м3/ч.

Бетононасос с механическим приводом является горизонтальным одноцилиндровым поршневым насосом одностороннего действия с двумя принудительно действующими пробковыми клапанами. Бетонная смесь загружается в приемную воронку, где непрерывно перемешивается лопастями смесителя для сохранения однородности и предупреждения расслоения. Затем смесь с помощью побудителя подается через открытый всасывающий клапан в цилиндр насоса. После наполнения цилиндра смесь поршнем подается в бетоновод.

Бетоновод изготовляют из стальных труб. В его комплект входят прямые трубы одинакового диаметра длиной 3; 1,5; 0,9; 0,6; 0,3 м и колена, изогнутые под углом 90°, 45°, 22°30’ и 1Г15. Диаметр бетоновода в свету равен 150 мм.

В бетононасосах с гидравлическим приводом поршень движется с помощью жидкости, подаваемой в цилиндр насосом.

Основное достоинство поршневых насосов с гидравлическим приводом по сравнению с поршневыми насосами с механическим приводом — незначительные динамические нагрузки на узлы и детали насоса и бетоновода и гарантированное максимальное давление, превышение которого исключается. Эти два обстоятельства способствуют надежной работе насоса без поломок и аварий.

Бетононасос СБ-95А (рис.6) оснащен распределительной стрелой длиной 19 м, на которой закреплен гибкий бетоновод диаметром 123 мм. Это позволяет подавать бетонную смесь на 21 м по вертикали и на 19 м по горизонтали без дополнительного монтажа бетоновода и устройства поддерживающих лесов или креплений.

Распределительная стрела используется для перемещения закрепленного на ней бетоновода. Стрела крепится на поворотной платформе, присоединенной к раме бетононасоса через шариковое опорно-поворотное устройство, и приводится во вращение относительно вертикальной оси от двигателя. Стрела состоит из трех звеньев, соединенных шарнирно, и складывается гидроцилиндрами в транспортное положение. Путем изменения угла наклона между звеньями обеспечивается перемещение головки стрелы с концевым звеном бетоновода по вертикали и горизонтали.

Все узлы бетононасоса смонтированы на сварной раме, снабженной винтовыми аутригерами для обеспечения поперечной устойчивости при работе бетононасоса со стрелой.

Без применения стрелы бетононасос может подавать бетонную смесь по бетоноводу диаметром 150 мм на расстояние по горизонтали до 300 м, по вертикали до 50 м. Звенья бетоновода соединяют посредством быстродействующих рычажных замков, обеспечивающих необходимую прочность и герметичность стыков.

Бетононасос СБ-95А представляет собой двухцилиндровый поршневой насос. При движении поршней бетонная смесь из приемной воронки 4 под действием силы тяжести и создающегося в цилиндрах разрежения засасывается в рабочий цилиндр, а оттуда нагнетается в бетоновод. Оба поршня работают в противоположных направлениях синхронно, т. е. когда один поршень засасывает смесь из приемной воронки, другой нагнетает ее в бетоновод.

Для улучшения всасывания бетонной смеси в приемной воронке предусмотрен побудитель, состоящий из горизонтального лопатного вала с механизмом привода.

Нормальная эксплуатация бетононасоса обеспечивается в том случае, если по бетоноводу перекачивают бетонную смесь с осадкой конуса не менее 4 см, удовлетворяющую требованиям удобоперекачиваемости, и тщательно соблюдают режим работы бетононаcoca. При этом смесь во время перекачивания по трубам не расслаивается и не образует пробок.

Бетонные смеси, перекачиваемые бетононасосами, требуют повышенного содержания цемента. Водоцементное отношение должно быть в пределах 0,5—0,65.

В качестве крупного заполнителя целесообразно применять гравий, а не щебень. Гладкая поверхность и округленная форма гравия способствуют уменьшению трения между зернами и увеличению подвижности бетонной смеси. Наибольший размер зерен крупного заполнителя не должен превышать 0,4 внутреннего диаметра бетоновода для гравия и 0,33 — для щебня. Превышение указанной крупности зерен заполнителей ведет к образованию в бетоноводе пробок. Количество зерен пластинчатой (лещадной) или игловатой формы не должно превышать 15% по массе.

Рис.6. Бетононасос СБ-95А с гидравлическим приводом:1 — распределительная стрела, 2 — бетоновод, 3—гидроцилиндр, 4—приемная воронка, 5—рама.

Для нормальной работы бетононасосов, поставляемых с комплектом бетоновода, приходится использовать дополнительное вспомогательное оборудование, с помощью которого на базе бетононасоса создаются бетононасосные установки. Бетононасосная установка состоит из бетононасоса, приемного бункера вместимостью 1,5—3 м3 с виброрешеткой, расположенной над воронкой бетононасоса. Иногда виброрешетку устанавливают на раздаточном бункере бетонного завода.

Виброрешетка над воронкой предотвращает попадание в бетононасос и бетоновод зерен заполнителей, крупнее допускаемых, а также в результате вибрирования ускоряет прохождение бетонной смеси в приемную воронку бетононасоса.

Для разгрузки бетонной смеси, транспортируемой в автобетоновозах или автосамосвалах, над бетононасосом устанавливают перегрузочную эстакаду. К эстакаде крепят промежуточный приемный бункер.

Иногда вместо перегрузочной эстакады бетононасосную установку оборудуют скиповым подъемником, ковш которого загружают из автосамосвала.

Монтируют бетоновод только после проверки и тщательной очистки его фланцев, уплотнительных колец (если нужно, их заменяют) и внутренней поверхности всех звеньев.

Горизонтальные участки бетоновода укладывают на опорах или подкладках различных типов (например, выдвижных трубчатых стойках, деревянных козелках, подмостях, лесах), вертикальные и наклонные крепят с помощью скоб или хомутов к мачтам, лесам, опалубке, к каркасу возводимого сооружения. Вертикальные участки бетоновода рекомендуется заменять наклонными. Следует избегать применения колен бетоновода, изогнутых под углом 90°. Вместо них лучше устанавливать два колена под углом 45°, разделенные прямым звеном длиной 1,5—0,6 м.

Вертикальный участок бетоновода располагают не ближе 8— 9 м от бетононасоса и перед ним устанавливают звено бетоновода с клапаном, предотвращающим обратный поток бетонной смеси при остановке насоса, смене или очистке бетоновода.

Располагая трассу бетоновода, следует учитывать, что прямые горизонтальные и вертикальные участки и колена создают различные по величине сопротивления движению бетонной смеси. Для удобства учета сопротивлений колена, изогнутые под углом 90°, 45°, 22°30, заменяют при расчете эквивалентными длинами горизонтального бетоновода соответственно 12, 7 и 4 м, а 1 м вертикального бетоновода — 8 м горизонтального. С помощью эквивалентных длин определяют приведенную (эквивалентную) длину горизонтального бетоновода.

Приведенная длина бетоновода должна быть меньше или равна дальности подачи по горизонтали, указанной в характеристике бетононасоса. На горизонтальных участках бетоновод монтируют с небольшим уклоном в сторону участка, предназначенного для спуска воды после промывки.

Во избежание образования пробок перед подачей бетонной смеси бетоновод увлажняют и смачивают, пропуская известковый или цементный раствор. Чтобы раствор продвигался полным сечением, в бетоновод вставляют пыж из мешковины, препятствующий растеканию раствора и обеспечивающий полное смачивание бетоновода. После заливки порции раствора в бетоновод ставят пыж. Бетонная смесь, подаваемая по бетоноводу, давит на задний пыж и продвигает заключенную между двумя пыжами порцию раствора.

При транспортировании по бетоноводу бетонную смесь распределяют по площади сооружения с помощью поворотных стрел, лотков длиной до 3 м, виброжелобов или хоботов.

Уплотнение бетонной смеси.Во время приготовления в бетонную смесь попадает значительное количество воздуха. Если попавший воздух не удалить, то бетон может оказаться пористым, пониженной прочности.

Удаление попавшего воздуха и компактное расположение составляющих достигается уплотнением бетонной смеси. От качества уплотнения зависит плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.

Уплотняют бетонную смесь вибрированием, сообщая ее частицам часто повторяющиеся колебания небольшой величины. Механизмы, создающие вибрационные колебания, называются вибраторами.

В результате вибрирования бетонная смесь становится текучей, т. е. приобретает повышенную подвижность, а частицы, перемещаясь, стремятся под воздействием силы тяжести занять более устойчивое положение. Бетонная смесь заполняет все промежутки между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой. Воздух, содержащийся в ней, вытесняется, и смесь значительно уплотняется.

Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси характеризуется амплитудой колебаний (наибольшим удалением колеблющейся точки от центра колебаний) бетонной смеси, частотой колебаний (числом колебаний в минуту) и продолжительностью вибрирования. Оптимальная частота колебаний бетонной смеси зависит от размера ее частиц и подвижности. Для смесей с крупными фракциями заполнителей необходима более низкая частота колебаний с наибольшей амплитудой, а для смесей с мелкими фракциями — наиболее высокая частота с меньшей амплитудой.

Так как в бетонной смеси содержатся частицы разной крупности, то наилучшего уплотнения можно добиться, применяя поличастотные вибраторы (вибраторы с разным числом колебаний). Это наиболее перспективный способ вибрирования. У большинства применяемых вибраторов частота колебаний соответствует средним по величине частицам бетонной смеси.

Вибраторы для уплотнения бетонной смеси выпускаются в основном с частотой колебаний от 2800 до 11 000 в минуту и амплитудой 0,1—3 мм, в некоторых конструкциях вибраторов частота колебаний достигает 20 000 в минуту.

Классификация вибраторов.По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы бывают: – глубинные (внутренние), погружаемые рабочей частью в бетонную смесь и передающие ей колебания через корпус; – поверхностные, устанавливаемые на уложенную бетонную смесь и передающие ей колебания через рабочую площадку; – наружные, прикрепляемые к опалубке болтами или другим захватным устройством и передающие бетонной смеси колебания через опалубку; – виброплощадки, являющиеся стационарным формующим оборудованием и применяемые на заводах и полигонах сборных железобетонных изделий.

По роду привода и питающей энергии различают вибраторы электромеханические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и моторные (с приводом от двигателя внутреннего сгорания). Наибольшее распространение получили электромеханические и пневматические вибраторы.

Конструкция вибраторов.Вибратор состоит из вибровозбудителя (вибрационного механизма) с двигателем и передачами, рабочего органа (или устройства) и во многих случаях амортизаторов.

Электромеханические вибровозбудители по конструктивному исполнению бывают дебалансные и планетарные.

Рис.7. Дебалансный вибровозбудитель: 1 — корпус вибратора, 2 — статор электродвигателя, 3 — ротор электродвигателя, 4 -— вал электродвигателя, 5 — дебаланс, 6 — шарикоподшипник

Дебалансный вибровозбудитель (рис.7) выполнен в виде одного или нескольких (до восьми) внецентренно насаженных на валу 4 электродвигателя грузов, называемых дебалансами.

При вращении дебалансов создаются круговые колебания (вибрация) с частотой, равной числу оборотов вала 4. Эти колебания через шарикоподшипники 6 передаются корпусу вибратора и затем бетонной смеси.

Недостаток дебалансных вибровозбудителей — их недолговечность, обусловленная быстрым изнашиванием шарикоподшипников, которые работают в тяжелых условиях, особенно при большой частоте колебаний.

Круговые колебания вибровозбудителя могут быть преобразованы в направленные с помощью маятниковой подставки, шарнир-но соединенной с вибровозбудителем. При таком присоединении вибровозбудитель передает бетонной смеси колебания в одном направлении. В других направлениях вынуждающая сила передается только корпусу и вызывает лишь качание вибровозбудителя вокруг оси сопряжения с опорной плитой в одну и другую сторону.

Подставка может колебаться перпендикулярно основанию или под углом 45°.

Колебания, возникающие из-за качания корпуса, гасятся с помощью резиновых амортизаторов, устанавливаемых на оси шарнира. Эти же амортизаторы удерживают колебания корпуса в пределах определенного угла.

Планетарный вибровозбудитель (рис.8) создает колебания бегунком (дебалансом), обкатывающим корпус вибратора по беговой дорожке. Причем обкатка бегунка может быть наружная (рис.8, а) или внутренняя (рис.8, б).

Рис.8. Планетарный вибровозбудитель: а — с наружной обкаткой, б — с внутренней обкаткой; 1 — корпус рабочей части, 2 — вал электродвигателя, 3 — гибкое соединение валов, 4 — вал бегунка, 5 — бегунок, 6 — беговая дорожка

Бегунок, заклиненный на конце вала, получает вращение от вала электродвигателя. Вал бегунка и вал электродвигателя имеют между собой гибкое соединение 3. Число обкаток не равно числу оборотов вала: чем ближе диаметр d бегунка к диаметру D беговой дорожки, тем большее число обкаток произойдет за один оборот вала бегунка. Каждая обкатка вызывает одно колебание вибратора.

Таким образом, если выбрать соответствующее соотношение диаметров беговой дорожки и бегунка, то при относительно небольшом числе оборотов вала электродвигателя можно получить высокую частоту колебания корпуса. В этом и состоит основное преимущество планетарных вибраторов. Наиболее выгоден принцип внутренней обкатки дорожки бегунком, позволяющий довести частоту колебаний до 15—20 тыс. в минуту.

Недостаток планетарного вибровозбудителя— проскальзывание бегунка при попадании даже незначительного количества смазочного материала на беговую дорожку, в связи с чем частота колебаний вибратора резко снижается. Кроме того, амплитуды колебаний в нем по длине наконечника распределяются неравномерно.

Вынуждающая сила колебаний в электромеханических вибровозбудителях, возникающих при вращении вала с дебалансами, растет пропорционально квадрату частоты колебаний. Так, при изменении частоты от 3 до 6 тыс. колебаний в минуту, т. е. в 2 раза, вынуждающая сила увеличивается в 4 раза. Однако износостойкость вибровозбудителей при повышенных частотах колебаний резко падает.

По тому же принципу, что и электромеханические, работают вибраторы с двигателями внутреннего сгорания и ротационные пневматические и гидравлические вибраторы, снабженные турбинной. Вибраторы с двигателями внутреннего сгорания применяют в неэлектрифицйрованных районах.

Пневматический планетарный вибровозбудитель (рис.9) состоит из полого ротора, неподвижной оси с текстолитовой лопаткой и щитов, смонтированных в корпусе. У пневматического двигателя ротор служит дебалансом, а ось — беговой дорожкой.

Рис.9. Пневматический планетарный вибровозбудитель: 1 — корпус, 2 — неподвижная ось, 3 — ротор, 4 — лопатка; А — рабочая полость, Б — выхлопная полость

Лопатка, помещенная в продольном пазу оси, разделяет камеру на рабочую и выхлопную полости. Сжатый воздух по шлангу поступает сначала в рабочую полость Л через отверстие в оси, затем в выхлопную полость Б и через боковые отверстия в щитах, расположенных в торцевых частях вибровозбудителя, идет на выхлоп.

Обычно пневматический планетарный вибратор возбуждает две частоты: высокую за счет планетарной обкатки и низкую за счет вращения ротора, выполненного неуравновешенным относительно собственной оси.

Характеристика вибраторов и область их применения

Глубинные вибраторы. Их применяют для уплотнения бетонной смеси в армированных и неармированных блоках массивных сооружений, фундаментах, колоннах, балках и изготовления железобетонных изделий. Широкое распространение получили электромеханические глубинные планетарные и дебалансные, а также пневматические вибраторы. Изготовляют глубинные вибраторы с двигателем, встроенным в корпус рабочей части или вынесенным из него. В последнем случае электродвигатель может быть соединен с рабочей частью жестким или гибким передаточным валом.

Электромеханические вибраторы. Ручные глубинные планетарные вибраторы с гибким валом ИВ-75, ИВ-66, ИВ-67 и ИВ-47 однотипны по конструкции и предназначены для уплотнения бетонных смесей с осадкой стандартного конуса 3—5 см.

Вибратор ИВ-75 служит для уплотнения бетонной смеси при изготовлении железобетонных изделий с шагом между стержнями арматуры 35—50 мм.

Вибратор ИВ-66 применяют при изготовлении густоармирован-ных железобетонных конструкций и изделий с шагом между стержнями арматуры 40—100 мм и укладке бетонной смеси в стесненных условиях, а вибраторы ИВ-67 и ИВ-47 — при изготовлении среднеармированных и густоармированных (шаг между стержнями арматуры 60—100 см) железобетонных конструкций и изделий.

Вибратор ИВ-66 (рис.10) состоит из электродвигателя, гибкого вала и вибронаконечника. Корпус электродвигателя крепится к опорной плите, размеры которой выбраны так, что позволяют устанавливать электродвигатель на свежеуложенную бетонную смесь без погружения в нее.

Рис.10. Глубинный вибратор ИВ-66: 1 — электродвигатель, 2 — гибкий вал, 3 — вибронаконечник

Рис.11. Малогабаритный электрифицированный трактор М-663Б с навесным пакетом вибраторов ИВ-90:1 – резиновый амортизатор, 2 — хомут, 3 — вибратор ИВ-90, 4 — балка

К внешней электросети электродвигатель подключается через понижающий трансформатор, так как его обмотки рассчитаны на работу с напряжением 36 В. Для переноса электродвигатель снабжен рукояткой. Гибкий вал служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Он расположен внутри резинометаллической брони, концы которой заделаны в присоединительные муфты. Для защиты брони от резких перегибов оба ее конца защищены металлическими спиралями или резиновыми втулками. На концах гибкого вала расположены наконечники для присоединения к валу электродвигателя и шпинделю вибронаконечника.

Вибронаконечник вибратора представляет собой цилиндрический корпус с втулкой, по конусной поверхности которой планетарно обкатывается бегунок-дебаланс. Упругой муфтой бегунокдебаланс соединен со шпинделем. Конец шпинделя снабжен хвостовиком для соединения с гибким валом.

Вибраторы удобны в работе, так как масса вибронаконечника, который поддерживают на руках при виброуплотнении, небольшая.

Подвесные глубинные планетарные вибраторы ИВ-90 имеют большую массу. Их подвешивают к крюку крана собранными в пакет из четырех штук или монтируют пакетом на раме малогабаритного электрифицированного трактора М-663Б (рис.12).

Рис.12. Глубинный вибратор ИВ-90: 1 — сердечник, 2 — дебаланс, 3 — корпус, 4 — резинометаллическая шарнирная муфта, 5 — приводной шпиндель, в — резиновый амортизатор, 7 — электродвигатель

Вибратор ИВ-90 (рис.12) состоит из электродвигателя 7 и корпуса 3, соединенных резиновым амортизатором 6. Крутящий момент от вала электродвигателя передается дебалансу 2, колоколообразный конец которого обкатывается по внешней поверхности конического шипа (сердечника) 1, закрепленного в нижней части корпуса вибратора.

Вибраторы ИВ-90 предназначены для уплотнения больших масс жесткой бетонной смеси в массивных неармированных блоках.

Ручные глубинные дебалансные вибраторы со встроенным электродвигателем ИВ-78, ИВ-79 (рис.13), ИВ-80 выполнены по одной конструктивной схеме. Вибратор состоит из корпуса и рукоятки, соединенных резинотканевым шлангом.

В корпусе, изготовленном из стальной трубы, помещен высокочастотный электродвигатель. Статор электродвигателя (рис. 14) запрессован в корпусе, а обмотка его соединена кабелем 8 с выключателем. Кабель помещен внутри резинотканевого шланга, защищающего его от механических повреждений.

Вал с дебалансом установлен на двух подшипниках, воспринимающих вынуждающую силу, создаваемую дебалансом. Ротор электродвигателя помещен на валу, который одним концом опирается на дебалансный вал, другим — на подшипник.

Рис.13. Глубинный вибратор ЙВ-79: 1 — рукоятка, 2 — шланг, 3 — корпус

Во время работы вибратор обычно удерживают одной рукой за резинотканевый шланг, а другой — за рукоятку. Конструкция вибратора обеспечивает защиту рук рабочего от воздействия вибрации.

Включение и выключение вибраторов производится пакетным выключателем 9, вмонтированным в герметичную коробку в верхней части вибратора.

Электродвигатели вибраторов подключаются к преобразователям частоты тока, которые преобразуют переменный ток нормальной частоты (50 Гц) при напряжении 220/380 В в переменный трехфазный ток повышенной частоты (200 Гц) при напряжении 36 В..

Пневматические вибраторы. Ручные глубинные вибраторы ВП-1 и ВП-3 с планетарным механизмом возбуждения колебаний предназначены для тех же видов работ, что и глубинные вибраторы с электроприводом.

Вибратор ВП-1 (рис.15) и ВП-3 однотипны по конструкции. Внутри цилиндрического корпуса смонтирован планетарный вибровозбудитель — ротор-дебаланс. Воздух к каналу оси вибровозбудителя подается по внутреннему шлангу, а удаляется через отверстия в щитах и далее по наружному шлангу в атмосферу.

Поверхностные вибраторы. Их применяют при бетонировании неармированных или армированных одиночной арматурой перекрытий, полов, сводов, дорожных и аэродромных покрытий толщиной не более 25 см и конструкций с двойной арматурой толщиной не более 12 см.

Вибратор ИВ-91 (рис.16) состоит из рабочей площадки размерами 550X1050 мм и установленного на ней электродвигателя 2 мощностью 0,6 кВт. Вал электродвигателя снабжен двумя дебалансами 5, при вращении которых возникает вынуждающая сила колебаний величиной до 8,00 кН. Колебания от дебалансов через рабочую площадку передаются бетонной смеси. Масса вибратора 60 кг.

Рис.14. Конструкция глубинного вибратора ИВ-79 со встроенным электродвигателем: 1 — дно, 2 — дебаланс, 3 — корпус, 4 — статор электродвигателя, 5 ~ ротор электродвигателя, 6 — уплотнение, 7 — шланг, 8 — кабель, 9 — выключатель, 10 — рукоятка

Рис.15. Пневматический глубинный вибратор ВП-1: 1 — корпус, 2 — ротор-дебаланс, 3 — ось вибровозбудителя, 4 — щит, 5 — внутренний шланг, 6 — наружный шланг, 7 — кран, 8 — штуцер

Вибратор питается переменным током нормальной частоты (50 Гц) и напряжением 36 В. Переход на низкое напряжение сделан для уменьшения возможности поражения электрическим током при работе с вибратором. Вибратор включают в сеть через понижающий трансформатор, поставляемый заводом вместе с вибратором, рубильником, установленным на распределительном щитке. Однако выключатель имеется и на самом вибраторе.

Обычно поверхностный вибратор обслуживает один рабочий.