расчёт основных параметров вибр. машин для уплотнения бет

Методика №7.
Расчёт основных параметров вибрационных машин для уплотнения бетонных смесей.
Задание: Назначить режим работы, определить мощность, производительность и
эффективность вибраторов.
Машины и оборудование для уплотнения бетонной смеси.
Бетонная смесь – это многокомпонентная упруго-вязко-пластичная среда,
состоящая из твердой, жидкой и газовоздушной фаз, т.к. при ее получении используют
отдозированный цемент или другие вяжущие материалы (известь, гипс), песок, крупные
заполнители (щебень или гравий), а также различные добавки (ускорители схватывания,
пластификаторы и др.).
После ее приготовления, транспортирования и укладки возникает необходимость
ее искусственного уплотнения.
Уплотнение бетонной смеси, одно из важнейших мероприятий при производстве
бетонных работ.
Применяемые средства механизации при уплотнении бетонной смеси зависят от формы
строительных конструкций и изделий, степени их армированности, подвижности, жесткости,
удобоукладываемости бетонной смеси и других параметров. Механическое уплотнение
бетонной смеси производят вибрированием, укатыванием, прессованием, центрифугированием,
виброштампованием и вакуумированием. Прессование – воздействие на бетонную смесь
значительных давлений. Вибрирование - воздействие на бетонную смесь колебательных
движений. Центрирование – воздействие на бетонную смесь центробежной силы при
производстве труб. Вакуумирование – отсос из бетонной смеси, избыточной воды и воздуха. В
бетонной смеси воздуха 10-15 % от объема смеси (после уплотнения остается 2-3%) воды. При
любом способе, под действием внешних сил ослабляется связь между частицами, происходит
их сближение, уплотнение и ликвидация пор, образуется новая более плотная и устойчивая
компоновка частиц.
Вибрационные машины для уплотнения бетонной смеси.
Одним из самых эффективных методов уплотнения бетонной смеси является
вибрационный. Под воздействием вибрации возникают колебательные движения частиц вокруг
своего равновесного состояния (положения). Смесь разжижается (приобретает повышенную
жидкотекучесть), при этом происходит активное вытеснение воздуха, газов и воды. Различные
по массе частицы смеси, находящиеся в одинаковом радиусе действие вибратора, колеблются с
разной амплитудой, но за счет разности масс имеют различные инерционные силы. Силами
сухого трения и вязкими сопротивлениями в колебательный процесс увлекаются более
удаленные частицы, при этом частицы имеющие большую массу будут иметь меньший размах
колебаний между частицами смеси возникают при этом относительные проскальзывания.
Скорость проскальзывания частиц будет уменьшаться по мере удаления от вибратора и на
некотором расстоянии она станет равной нулю. Эффективность вибрации заключается в том,
что частицы движутся относительно друг друга и развивают при этом значительные скорости
относительно своих центромасс. Когда силы инерции, действующие на частицы станут больше,
чем силы сцепления между частицами, происходит взаимное перемещение частиц под
действием сил тяжести, приводящее к их плотной укладке с уменьшением пор и увеличением
связи между ними.
При воздействии вибрации на бетонную смесь необходимо выдерживать время вибрирования,
т.к. излишнее по времени воздействие приводит к расслоению бетонной смеси. Смесь
уплотняют до ее полной осадки, прекращения выделения пузырьков воздуха и газа и появления
на ее поверхности цементного молочка.
В.Д. Мартынов и другие авторы (специалисты) считают, что при постоянной амплитуде
колебаний вибровозбудителя силы вязкого сопротивления цементного теста растут
пропорционально скорости т.е. пропорционально частоте колебаний ω, а инерционные силы
увеличиваются пропорционально ω2. В результате абсолютные перемещения мелких частиц,
уменьшаются с увеличением частоты колебаний, что приводит к возрастанию скорости
проскальзывания частиц относительно друг друга. Этим и объясняется целесообразность
1
увеличения частоты колебаний особенно при уплотнении смесей с мелкими заполнителями.
При уменьшении сил сцепления частиц при воздействии вибрации их силы тяжести
оказываются достаточными для преодоления сил трения.
Эффективность виброуплотнения бетонной смеси зависит от конструкции и размещения
вибровозбудителя относительно бетонной смеси.
Если вибратор помещен сверху смеси – уплотнение называют поверхностным. При
введении вибратора в массив бетонной смеси – уплотнение называют внутренним или
глубинным. При передаче колебаний через форму – уплотнение называют объемным. Для
объемного уплотнения необходимы характерны вертикальные и горизонтальные направления
колебания. Преобладающее (основное) воздействие на бетонные смеси имеют вертикально
направленные колебания. При горизонтально направленных колебаниях частицы
перемещаются за счет воздействия касательных напряжений, горизонтально направленные
колебания являются вспомогательными. Вибровозбудители выпускаются по способу передачи
вибрационных воздействий поверхностные, опалубочные, наружные тисковые, глубинные по
типу вибровозбудителя – дебалансные и бегунковые (планетарные); по роду энергии электрические, пневматические, гидравлические и с двигателями внутреннего сгорания
(моторные); по расположению двигателя: - электромеханические, глубинные, ручные,
вибраторы выпускаются со встроенным двигателем, с вынесенным двигателем и с гибким
валом. (рис).
П.И. Новосельский [Сергеев], предложил следующую условную схему колебаний частиц
бетонной смеси при воздействии на нее вибровозбудителем:
А3
А2
А4
А1
Частицы заполнителей, контактируют между собой через упруговязкие связи и в
отдельных случаях непосредственным контактом. При воздействии вибровозбудителем на
перегородку (опалубку) 1, колебания передадутся частице А1, которая передает колебания
частице А2 непосредственным (прямым) контактом и частицам А3 и А4 через упруговязкие
каналы (связи). Такая взаимосвязь частиц А заполнителей исключает возможность их
изолированного колебания. Возбужденные частицы А заполнителей колеблются вынуждающей
силой (вынуждающей частотой вибровозбудителя масс и жосткости упруговязких каналов
смеси. Несмотря на условность схемы можно сделать следующие выводы:
Выбранный динамический режим работы вибровозбудителя должны обеспечить
сохранность упруговязких связей бетонной смеси, во избежании возникновения турбулентных
перемещений частиц заполнителя смеси могущих привести к излишнему подкосу атмосферного
воздуха, расслоению смеси и выбросу частиц заполнителя А на поверхность изделия;
Конструкция, вид и направление колебаний рабочего органа должны подбираться с
учетом типа формуемого изделия и способа формирования и должны обеспечить передачу
вынужденных колебаний сечению изделия в направлении наибольшей свободы перемещения
частиц изделия А, что приведет, к эффективному удалению из формуемой конструкции
воздуха, и получению однородной структуры бетонного изделия.
Характер колебаний рабочего органа должна выбираться с учетом требований
предъявленных к формуемому изделию обеспечивающих (прочность, водонепроницаемость,
морозостойкость, долговечность);
2
выбранный вибрационный режим бетонной смеси должен обеспечить возбуждение
максимального числа крупных частиц заполнителя А, и эффективное использование сил
инерции для разрушения структурного состояния бетонной смеси с последовательным
взаимным сближением колеблющихся частиц заполнителей смеси между собой.
Авторы (Сергеев) рассматривая бетонные смеси, как динамическую систему показали,
что эффективность вибрации при уплотнении бетонной смеси обеспечивается тем, что частицы
приводятся в движение относительно друг друга в объеме системы, и сто возбужденные
частицы развивают значительные скорости центров своих масс.
Эффективность вибрирования η характеризуется отношением полупазмаха
скорости зерен заполнителя относительно окружающей среды к амплитуде скорости
приведенной вибрации. На (рис 2) приведены кривые зависимости параметра эффективности η
от угловой частоты (ω) при постоянной амплитуде скорости (аω=const), для пяти значений
размера зерен заполнителей, причем r1 : r2 : r3 : r4 : r5 = 1 : 2 : 5 : 10 : 20. Проведя прямую
пунктирную линию, параллельно от ω на уровне требуемой эффективности η, находят на
пересечении с кривыми частоты, необходимые для поддержания колебания частиц разных
размеров скорости возбуждения при одинаковой амплитуде. Рациональный выбранный
вибрационный режим процесса уплотнения бетонной смеси оптимизирует динамическую
систему и обеспечивает ей такое состояние при котором наблюдается наименьший уровень
реологических сопротивлений. Это создает условие снижения энергоемкости процесса
уплотнения бетонной смеси. Степень уплотнения бетонной смеси оценивается коэффициентом
уплотнения Купл. – плотности (Купл. ≤ 0,98). Плотность бетона повышается с уменьшением
водоцементного отношения В/Ц смеси, что обеспечивает более широкое применение жестких
бетонных смесей.
Наружные вибровозбудители
Подразделяются на навесные и поверхностные. Наружные вибраторы применяют при
изготовлении монолитных высокоармированных железобетонных изделий (ЖБИ) сложной
формы. Колебания частиц бетонной смеси передаются, через металлическую опалубку
многоразового действия к которой вибратор присоединяется посредством тискового зажима.
Эти вибраторы часто называют тисковыми. Могут работать при вертикальном, наклонном и
горизонтальном положениях. Необходима очистка воздуха от пыли и влажности особенно в
зимних условиях.
Пневматические высокочастотные тисковые (прикрепленные) вибраторы состоят из
вибровозбудителя (обращенного роторного пневмодвигателя) и резинового шланга
(пневмопровода) для подачи сжатого воздуха. Гибкий шланг соединяет вибровозбудительс
воздухопроводной сетью или компрессором. Ротор пневмодвигателя на котором размещено
пусковое устройство кран с одной текстолитовой прокладкой обкатывается вокруг полой оси
ст))))))))))))сти. Воздух под давлением направляют во внутреннюю полость оси и оттуда
попадает в камеру, заставляя обкатываться бегунок вокруг от статора с частотой зависящей от
давления воздуха. Отработанный воздух отводят в выхлопную камеру, затем через отверстия в
щитах выпускают в атмосферу. Серийные пневматические, тисковые вибраторы ИВ-28, ИВ-29,
ИВ-30 и ИВ-31 имеют статистический момент дебаланса соответственно 0,04; 0,15; 0,45 и
2,3кг.см и генерирует высокую (234, 200, 167 и 133с-1) и низкую (42,37,30 и 22с-1) частоту
колебаний. Пневматические вибраторы просты по конструкции, надежны в работе имеют
наибольшую массу (2,5…14,0 кг) электробезопасны. Могут работать при вертикальном,
наклонном и горизонтальном положениях. Необходима очистка воздуха от пыли и влажности
особенно в зимних условиях. В качестве наружных вибраторов используют также
электромагнитные вибраторы ударного действия, которые не имеют трущихся деталей, просты
по устройству, являются источником повышенного шума (рис …).
Количество вибровозбудителей и расстояния между ними определяется исходя из
свойств бетонной смеси, а также с учетом жесткости и формы опалубки.
Однако в связи с широким применением на стройках сжатого воздуха с ними успешно
конкурируют пневматические вибраторы со встроенным при присоединении к рабочей части
пневмадвигателем.
3
Поверхностные вибраторы (ПВ)
Служат для уплотнения бетонной смеси до 20см. Рабочий орган ПВ – металлическая
площадка 4 (рис…) с установленным на ней электродвигателем 1. На концах вала
электродвигателя установлены дебалансы неуровнавешенные массы (2), являющиеся
источником ненаправленных вынужденных колебаний кругового действия. Выпускаются 140
типов вибраторов с круговой вынуждающей силой от 3,1…30 кН.
Электрические двигатели соединен с сетью гибким кабелем посредством разъемного
штепсельного соединения 3. Перемещение вибратора по поверхности бетонной смеси
осуществляется вручную с помощью скоб 5. Разновидностью поверхностных вибраторов
является виброрейка (рис…). На виброрейке имеющее более удлиненное основание, можно
устанавливать несколько вибровозбудителей, соединенных валами. Виброрейка с одним
двигателем представляет собой жесткую раму 6 с закрепленным на ней дебалансным
электромеханическим вибратором 7с фланцевым исполнителем. Дебаланс установлен в
нижней части на валу ротора, а легкосъемный статор для облегчения проведения ремонтных
работ в верхней части вибратора. Статор создает условие несовпадения центра тяжести
вибратора с действия вынуждающей силы.
Для уплотнения смесей на вибропрокатных стенах и при стендовом способе
производства бетонных работ используют вибронасадки (рис…). Эти устройства сочетают два
способа уплотнения – поверхностный и объемный (Мартынов). Бетонные смеси в вибрируемом
бункере… подвергается объемному уплотнению принимает жидкотекучую форму, поступает
под заглаживающую часть вибронасадка…, которым осуществляется поверхностное
уплотнение. Вибронасадок получает колебания от вибровозбудителя общего назначения.
Промышленность выпускает вибраторы кругового действия напряжением 36 и 220/380 В,
мощностью 0,27…1,50 кВт, с вынуждающей силой от 2 до 30 кН и частотой колебания 48с-1.
Наиболее широкое распространение получили электромеханические вибраторы с трехфазным
асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Такой привод имеет меньшую
массу на единицу мощности благодаря более высокому колебанию по сравнению с
электромагнитным приводом. Электромеханические вибровозбудители работают по принципу
вращения неуравновешанных масс и могут иметь круговые направленные при не
направленности колебания.
4
Тип№1
Тип№3
Тип№2

D /d)=2f
1
D /d-1)=2f
Колебания в бетоне
A =A cos
1

Колебания в воздухе
 f


m
P
P
пер.
2
отн=mr
2
Pпер=mА1
m(r-А1)MА1 2
P
3
e
m
M
P =me
1
,
2

B=P
P =MA cos2
2
2
P=P1+P2
отн.
P=P
отн
+Pпер=m(r-A1) 2
A=mr/(M+m)
A =A coscos[mr/M+m+m ]
3
2
1
Рис.7.1. Схемы глубинных вибраторов для уплотнения бетонных смесей:
Тип 1- дебалансный со встроенным двигателем; Тип 2-планетарный
наружной обкатки с гибким валом; Тип 3-планетарный внутренней
обкатки со встроенным двигателем -угловая скорость
D-диаметр корпуса вибратора A-принятое значение амплитуды
колебания A 1-амплитуда колебаний в воздухе A2-амплитуда колебаний
в среде A3-амплитуда в среде с учетом угла сдвига фаз
m 1-дополнительная масса колеблющейся смеси P- максимальное
значение возмущающей силы f-условный коэффициент трения
ц/б смеси по стали L-длина рабочей части вибратора
5
Диаметр
Толщина
Масса
№
корпуса перерабатыв
вибратора
вар. вибратора D, аемого слоя
M+m, кг
мм
H, см
1
40
30
2
2
65
30
4
3
50
40
6
4
55
40
8
5
60
50
10
6
65
50
4
7
70
60
6
8
75
60
8
9
80
70
10
10
85
70
12
11
90
60
8
12
95
50
10
13
100
50
12
14
105
40
12
15
100
40
16
16
125
50
18
17
120
50
18
18
125
60
16
19
130
60
14
20
135
70
15
21
140
70
16
22
80
60
15
23
100
60
18
24
120
70
20
25
140
70
25
26
60
40
8
27
70
45
10
28
80
50
12
29
90
55
16
30
100
60
18
Жесткость
смеси, С
Тип
вибратора
(рис. 7.1)
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
80
70
60
50
90
80
70
60
50
120
90
90
80
70
60
70
60
50
№2
№3
№2
№3
№2
№3
№2
№3
№2
№3
№1
№1
№2
№3
№2
№3
№1
№1
№1
№2
№1
№1
№1
№1
№1
№2
№3
№3
№1
№1
Примем (зададимся) значением H [м] (см. техническое задание).
1. Примем глубину проникновения вибратора в предыдущий слой при проработке
очередного (следующего) слоя бетонной смеси ∆h [м] равной 0,05…0,15.
2. Длина рабочей части вибратора L [м] будет равна:
L = H + ∆h,
где: L [м]; H [м]; ∆h [м].
3. Примем угол сдвига фаз и частоту вращения дебаланса по книге В. Л. Саковича “К
вопросу теории глубинных вибраторов для бетона” (выпуск 13, 1959).
При проектировании задаёмся углом сдвига фаз α = 45°, а после изготовления (при
использовании вибратора по его прямому назначению) получаем α ≠ 45°…
cos   sin   2
2
2 2
2
sin 2  2  sin    cos    2 

 2 1
2 2
4
b DL ,
  arctg уд
  ( M  m)
Так как tg 45  1, то tg  1.
Найдём значение ω [c-1]:
tg 
b
уд
DL
  ( M  m)
 1;
соблюдать техническое задание;
6
b
уд
DL
 1,
  ( M  m)
где: bуд - удельный коэффициент сопротивления (bуд = 5 ∙ 103 [кг ∙ сек / м3]);
D [м]; L [м]; M [кг]; m [кг];
ω [c-1] - частотa вращения дебаланса.
Диаметр корпуса вибратора
D [см]
2,5…3,5
3,5…5,0
6,0…7,5
7,5…12,5
Свыше
12,5
Амплитуда А min [мм]
0,3…0,5
0,3…0,5
0,3…0,5
0,5…0,7
0,5…0,7
5. Определение активной площади вибратора.
F = D ∙ π ∙ L,
где: F [м2]; D [м]; L [м].
6. Определение амплитуды колебания вибратора (в среде с учётом угла сдвига фаз).
Так как рабочее положение вибратора (в бетонной смеси) определяет собой все требуемые
выходные характеристики, то необходимо и единственно верно будет принять амплитуду
колебаний вибратора (А) равной амплитуде колебаний вибратора в среде с учётом угла сдвига
фаз (A3).
Здесь и далее соблюдать A = A3 и выражать амплитуду колебаний (А) только из
неравенства Amin  Aм  Amax , где Amin и Amax – минимально и максимально допустимые
значения амплитуды колебаний вибратора в среде с учётом угла сдвига фаз.
Амплитуда колебаний вибратора в среде (в бетонной смеси) с учётом угла сдвига фаз А3, во
избежание возникновения опасности расслоения бетонной смеси и перехода на
нерациональный виброударный режим работы, не должна превышать 1,2…1,3 мм, т.е.
Аmax =1,2…1,3 мм. С другой стороны, по условию обеспечения максимальной
производительности и наименьшей энергоёмкости А3 должно быть больше минимального
допустимого значения, в зависимости от диаметра корпуса вибратора, т.е. А3 > А min:
7. Определение максимального значения возмущающей силы.
P = b ∙ ω ∙ F ∙ A,
-1
где: ω – частота вращения дебаланса [c ];
A – амплитуда колебаний вибратора [м];
Р – максимальное значение вынуждающей силы [Н];
F – активная площадь вибратора [м2];
b – удельный коэффициент сопротивления (коэффициент вязкого сопротивления) бетонной
смеси колебаниями глубинного вибратора (примем b = 4 ∙ 104 [H ∙ c / м3]).
8. Определение статического момента дебаланса.
mr = P / ω2
-1
где: ω – частота вращения дебаланса [c ];
Р – максимальное значение вынуждающей силы [Н];
mr – статический момент дебаланса [кг ∙ м].
Вычислить значение mr [кг ∙ м].
ПРЕОБРАЗОВАТЬ
   mr [кг ∙ cм]…
mr [кг ∙ м] 
9. Определение потребной мощности вибратора.
N = (1/)  (N1 + N2 + N3);
где: N – потребную мощность вибратора [Вт];
N1 – полезная мощность, расходуемая вибратором на уплотнение бетонной смеси[Вт];
7
N2 – дополнительная мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения корпуса
вибратора о бетонную смесь[Вт];
N3 – суммарные потери мощности внутри вибратора и элементах привода[Вт];
 - механический К.П.Д. двигателя (примем  = 0,8).
1
mr 
2
4
N  102

M  m  m1
  sin 2 ,
3
где: mr [кгсм];  [c ]; M [кг]; m [кг]; N1 [кВт].
m1 – дополнительная присоединительная масса колеблющейся бетонной смеси [кг].
m1=0,3(M+m).
Вычислить значение N1 [кВт].
ПРЕОБРАЗОВАТЬ
   N1 [Вт]…
N1 [кВт] 
N2 [Вт] = N1f,
где f – условный коэффициент трения цементно-бетонной смеси по стали (принимается при
вибрации f =0,015…0,018)
N3 [кВт] = (M1 + M2 + M3) 1,
где М1 – момент трения в подшипниках дебалансного вала, Нм ;
М2 – момент трения качения (момент сопротивления планетарному обкатыванию), Нм;
М3 – суммарный момент трения гибкого вала о броню, Нм;
1 – угловая скорость вращения дебаланса или бегунка, рад/c
М1 = f2(d1/2)mrω2, Hм,
где f2 – условный коэффициент трения в подшипниках качения, f2 = 0,003.
d1 – номинальный диаметр шейки дебалансного вала на месте сопряжения с внутренними
кольцами подшипника, м
d1 = 0,03…0,05 м;
2
P = mr  – максимальное значение вынуждающей силы, Н
М2 = KP,
где К – условный коэффициент трения качения при планетарном обкатывании, м
К = (3…5)10-5 м;
М3 = (1 - 2)(М1 + М2), Нм,
где 2 – механический К.П.Д. гибкого вала, для модели В-127, В-128 и
В-123 длиной 3,3…3,9 с диаметром сердечника 10, 12, 15 мм.
2 – 0,85…0,85…0,90.
-1
10. Определить эксплуатационные характеристики вибратора – выбрать мощность двигателя,
определить радиус действия и эксплуатационную производительность вибратора; а также
энергоемкость процесса.
10.1 Выбрать двигатель по расчётному значению мощности.
Мощность выбранного двигателя должна быть больше значений, определяемых по пунктам 6 и
7, т.е. Nдвиг. = 1,2 N; Nдвиг. = 1,2 Nmax – большее значение является основанием для подбора
двигателя.
10.2 Определить радиус действия вибратора. Максимальный радиус определяется минимальной
амплитудой колебания, при которой ещё происходит разжижение бетонной смеси. Связь между
амплитудами колебаний в различных точках, удалённых от оси вибратора, выражается
формулами:
при L/D = 3…6 (сферические волны)
a2/a1 = (r1/r2)e-(c/2)(r2 – r1)
при L/D = 6…10 (кольцевые волны)
a2/a1 =  (r1/r2)e-(к/2)(r2 – r1)
где a2 – минимальная амплитуда, при которой ещё происходит смещение частиц относительно
друг друга, т.е. уплотнение бетонной смеси (принимается по табл. 7.2);
a1 – амплитуда колебаний бетонной смеси у поверхности вибратора (колебания
пограничного слоя); a1 = (0,56…0,62)А3;
r1 – наружный радиус корпуса вибратора; r1 = D/2;
r2 – расчётный радиус действия глубинного вибратора;
8
с, к – коэффициенты затухания колебаний в бетонной смеси соответственно для
сферических и кольцевых волн, см-1 (табл. 7.3).
Таблица №7.3. Значение a2, с и к; (бетонная смесь с осадкой конуса 4…6 см)
Частота
колебаний
f, Гц
50
100
150
200
300
400
Минимальная
амплитуда
колебаний
A2, см
0,006…0,01
0,004
0,003
0,002
0,0015
0,001
Коэффициент затухания, см-1
Для сферических волн
с
Для кольцевых волн
к
0,08
0,06
0,055
0,05
0,045
0,04
0,02
0,04
0,055
0,07
0,09
0,1
Данные уравнения (7.27), (7.28) являются алгебраическими трансцендентными уравнениями,
которые решаются методом подбора или графически.
На рис. 7.2 представлены графические зависимости расчетных параметров для кольцевых и
сферических волн, построенные с использованием ЭВЦМ методом итераций с допустимой
ошибкой менее 0,5. Для пользования графиками по оси абсцисс отложить полученную при
расчете величину a2/a1 и найти соответствующее ей отношение r2/r1 при заданном значении с
r1 (к r1).
10.3 Определить эксплуатационную производительность глубинного вибратора , м3/ч:
Пэ = r22H(3600/(t1 + t2)) КпКв
где r2 – расчётный радиус действия глубинного вибратора, м;
Н – заданная толщина перерабатываемого слоя, м;
t1 – оптимальная продолжительность вибрирования смеси в каждом месте погружения
вибратора, с;
t1 = 2Ж И ст / И ф
где Ж – жёсткость бетонной смеси, с;
Ист – стандартная интенсивность бетонирования, м2/с3;
Иф – фактическая интенсивность бетонирования, м2/с3;
Иф,ст = А2 ф,ст3 = А2ф,ст(2fф,ст)3, м2/с3;
где Аф,ст – принятая (или стандартная – Аст) амплитуда колебаний, м;
Аст = 0,5 мм;
fф,ст – принятая (стандартная fст) частота колебаний, Гц; fст = 46,5 Гц;
9
Отношение r2 / r1
5
0,0 0,02
5
а)14
.4
=0
0,
3
0,
2
0,
1
5
=0.
r
13
кr
к
,
0 6
12
7
0,
11
0,8
0,9
10
9
=1.0
8
кr
1,2
7
6
1,4
5

=2.0
к r
4

r
=3.0
к
3
4 8 12 16 2024 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76
Отношение a / a
1
1
1
1
1
Отношение r2 / r1
3
0,
0,
2
б)10
0,
02
5
0, 0
5
0,
1
1
.5
=0
4
2
.6
=0
0.8
=
r
0,
r
9
r



8
0
=1.
r

7
.5
r =1
6
5
r =2.0
4
3
2
1
0
4 8 12 16 20 2428 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76
Отношение a / a
1
с
1
1
с
с
с
1
1
с
с
1
1
2
Рис.7.2. Графичиские зависимости к расчёту радиуса действия
глубинного вибратора по затуханию: а - кольцевых волн; б сферических волн
10
t2 – время перемещения вибратора с одной позиции на другую, с;
t2 = 45…60 с;
Кв – коэффициент использования вибратора по времени,
Кв = 0,8…0,85;
Кп – коэффициент перекрытия (зависит от схемы уплотнения бетонной смеси); Кп = 0,7.
10.4
Энергоёмкость процесса уплотнения смеси глубинными вибраторами:
Э = Nдвиг./Пэ , кВтч/м3
11.
Анализ полученных результатов.
Полученные расчетные параметры вибратора свести в табл. 7.4 и сравнить их с аналогичным
серийным вибратором (табл.7.5).
Изобразить схему вибратора в масштабе и схему технологического процесса (пример на рис.
10).
Радиус действия,
см
Масса, кг
Статический
момент
дебалансов, кгсм
Вынужда- ющая
сила, Н
Частота
колебаний, с-1
Длина
рабочей части, мм
Вибратор
Наружный
диаметр, мм
Тип,
марка
Таблица №7.4. Техническая характеристика вибратора
Проектируемый
Серийный
Таблица №7.5. Техническая характеристика глубинных вибраторов (се
рийных)
В1-631
194
1600
21,0
32,5
4,0
3,3
-
-
3000
В1-612
146
1250
2,0
-
4500
ИВ-90
133
1100
2,0
-
8000
0,5
1,25
8000
ИВ-34А
1000
133
ИВ-34
133
750
0,5
0,10
8000
ВП-3
100
450
6,5
0,53
800
ВП-1
50
300
5,5
0,45
1200
ИВ-103
110
485
3,0
0,113
100
ИВ-102
75
485
1,5
0,034
1100
ИВ-67
51
410
5,0
0,013
1500
ИВ-66
38
360
4,0
0,35
2000
ИВ-59
114
520
4,0
Статический
момент
дебаланса, кгсм
0,35
5700
ИВ-47А
76
440
Вынуждающая
сила, кН
-
10000
ИВ-47
76
510
51
Подвесные
0,0001
Частота
колебаний, с-1
10000
Длина рабочей
части, мм
450
Нарудный
диаметр, мм
15000
Параметры
ИВ-27
Ручные
11
4,0
250
80…100
500
-
4,0
125
70…90
500
-
2,8
130
-
-
3,2
132
45…65
300
-
3,2
130
50…70
400
-
1,0
19,5
1500
-
0,7
5,6
1500
-
0,8
1000
24,0
0,8
1000
-
29,0
неменее 28
500
16,0
0,8
26,0
не менее 25
500
4,5
0,8
22,0
30…35
1000
2,4
0,6
35,5
не менее 35
500
-
1,2
39,0
25…30
Ресурс работы
вибратора, ч
500
8,7
1,2
-
Радиус
действия, см
25…30
8,7
-
Общая
-
Масса, кг
вибронаконечни
ка
-
Мощность
двигателя, кВт
 При осадке конуса 1…5 см;
 Рабочее давление воздуха, МПа;
 Расход воздуха, м3/мин
Вибратор с гибким валом, планетарный (графы 2…7).
Вибратор со встроенным электродвигателем, дебалансный (графы 8…9).
12
13
14
15
16
17
18
Вибраторы
1.Поверхностные
1.1 По принципу
возбуждения
колебаний
2 Глубинные
1.2 По типу
привода
1.1.1Центробежное
возбуждение
1.2.1 Электропривод
1.1.2
Электромагнитное
возбуждение
1.2.2 Пневмопривод
Однотактные
Двухтактные
2.2 Подвесные
(крановые)
2.1 Ручные
2.3 По типу привода
2.3.1
Пневматические
2.3.2 Электрические
с трехфазным
асинхронным
двигателем
2.4 По расположению двигателя
1.3 По форме генерируемых
колебаний
2.4.1 С вынесенным двигателем
1.3.2.Элли
птические
колебания
2.4.2 С прифланцованным
двигателем
1.3.1
Круговые
колебания
1.3.3Направленны
е
колебания
2.4.3. С встроенным двигателем
1.3.3.1 Двухваль- 1.3.3.2 Механизм
ный механизм
с маятниковой
подвеской
2.5 По виду возбудителя
1.4 Машины для поверхностного
уплотнения бетона
1.4.1 Площадочный
вибратор
1.4.2
Вибронасадка
1.4.3
Виброрейка
19
2.5.1 С
дебалансным
2.5.2 С
планетарным
2.5.2.1 С
наружной
обкаткой
2.5.2.2 С
внутренней
обкаткой