Изучение конструкции и определение основных параметров глубинного вибратора

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 12Следующая ⇒

4.1 Цель работы: Изучение устройства и области применения вибрационных машин. Ознакомиться с конструкцией, принципом действия и методикой определения основных параметров ручного глубинного вибратора для уплотнения бетонных смесей.

4.2 Оборудование и инструменты: модель вибровозбудителя типа ИВ-95; модель ручного глубинного вибратора ИВ-47; штангенциркуль; мерительная линейка, ГОСТ 17435-72.

4.3 Назначение и классификация вибромашин для уплотнения бетонных смесей

При укладке бетонную смесь уплотняют с целью вытеснения из смеси содержащегося в ней воздуха и достижения компактного расположения частиц смеси. Уплотняют бетонную смесь вибрированием, сообщая ее частицам механические колебания, источником которых является вибровозбудитель (вибратор). При вибрировании бетонная смесь приобретает повышенную подвижность, текучесть, способствующую вытеснению воздуха и заполнению всех пустот между арматурой и опалубкой.

Достаточное уплотнение бетонной смеси определяют по внешним признакам уплотнения бетонной смеси: прекращение оседания смеси, появление цементного молока на ее поверхности и прекращение выделения воздушных пузырьков.

Вибровозбудители передают колебания уплотняемой бетонной смеси через рабочий орган: площадку, опалубку или форму, к которым прикрепляются с помощью специальных, крепежных устройств, или помещаются в рабочий орган цилиндрической формы (глубинный вибратор).

Следовательно, устройства, состоящие из вибровозбудителя и рабочего органа, называются вибрационными машинами.

Классифицируются вибровозбудители следующим образом.

I. По способу воздействия на уплотняемую бетонную смесь:

- поверхностные передают колебания уплотняемой смеси через корытообразные прямоугольные металлические площадки или формы, к которым крепятся жестко специальными болтами;

- наружные: передают колебания уплотняемой смеси через опалубку или форму, к которым прикрепляются снаружи с помощью специальных крепежных устройств;

- глубинные: имеют рабочий орган в виде цилиндрического вибронаконечника, погружаемого в уплотняемую смесь.

II. По направлению действия вынуждающей силы:

- электромеханические одновальные о ненаправленными круговыми колебаниями;

- электромеханические двухвальные с направленными колебаниями;

- электромагнитные о направленными колебаниями;

- пневматические о направленными колебаниями;

- гидравлические о направленными колебаниями.

4.4 Устройство и принцип действия одновального дебалансного вибровозбудителя типа ИВ-99

1 - корпус; 2 - статор асинхронного электродвигателя; 3 - корот-козамкнутый ротор; 4 - подшипниковые щиты (опоры); 5 - подшипники; 6 - дебалансы (неуравновешенные массы); 7 - крышка корпуса; 8 - кронштейны для крепления.

Рисунок 4.1 - одновальный дебалансный вибровозбудитель

Вибровозбудитель создает колебания вращением закрепленных на валу неуравновешенных масс (дебалансов).

Конструктивными элементами вибровозбудителя (рисунок 4.1) являются трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, на консольных концах валах которого жестко закреплены два дебаланса, симметрично расположенные относительно электродвигателя. Они помещены в литой алюминиевый корпус с четырьмя кронштейнами для крепления с помощью болтов к основанию, передающему колебания уплотняемой смеси. Дебалансы закрыты крышками. Вал ротора опирается на ролико- или шарикоподшипники, установленные в подшипниковых узлах.

Для регулирования величины вынуждающей силы, создаваемой вибровозбудителем, каждый дебаланс выполнен из двух скрепляемых между собой частей - поворотной и неподвижной относительно вала ротора.

При изменении взаимного положения дебалансов, изменяется статический момент дебаланса и соответствующая ему величина вынуждающей силы. Подвижные части обоих дебалансов должны поворачиваться относительно неподвижных на одинаковый угол..

Частота вращения вала ротора электродвигателя равна частоте колебаний корпуса вибровозбудителя.

4.5 Методика определения основных параметров дебалансного вибровозбудителя

Основными параметрами дебалансного вибровозбудителя являются: вынуждающая сила, статический момент дебалансов, частота и амплитуда колебаний.

Определяется статический момент массы одного дебаланса (кг.м)

, (4.1)

где - масса одного дебаланса, кг; ч –эксцентриситет (расстояние от оси вращения до центра тяжести неуравновешенной части дебаланса), м.

Масса одного дебаланса определяется либо взвешиванием, либо методом измерения и расчета следующим образом (кг)

, (4.2)

где - толщина дебаланса, м; - удельный вес материала, из которого выполнен дебаланс, кг/м³; - площадь неуравновешенной части дебаланса, м².

Площадь неуравновешенной части дебаланса и эксцентриситет, определяются в зависимости от формы дебаланса.

Таблица 4.1 – Расчетные формулы дебалансов различной формы

Формы дебалансов	Расчетные формулы
	, м² , м
	, м² , м
	, м² , м

Суммарный статический момент неуравновешенный частей всех дебалансов вибровозбудителя определяется по формуле (кг.м):

, (4.3)

где - количество дебалансов.

Возникающая при вращении дебалансов вынуждающая сила будет равна (Н)

, (4.4)

где - угловая скорость вращения дебалансов, с^-1.

, (4.5)

где - частота вращения вала дебаланса, мин^-1.

Амплитуда колебаний вибровозбудителя определяется из выражения (м):

, (4.6)

где - масса вибровозбудителя, кг.

4.6 Назначение, устройство и принцип действия ручного глубинного вибратора

Глубинные вибраторы применяют для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные бетонные и железобетонные конструкции с различной степенью армирования (фундаменты, стены, колонны, балки а др.), а также при изготовлении крупных бетонных и железобетонных изделий для сборного строительства.

Рабочим органом глубинного вибратора является цилиндрический вибронаконечник, погружаемый в уплотняемую смесь. Глубинный вибратор обладает небольшой массой, (до 25 кг) и высокой маневренностью, что дает возможность обслуживать его одним рабочим.

Классифицируются глубинные вибраторы по следующим признакам.

I. По характеру выполняемой работа: ручные и подвесные;

II. По виду привода: электромеханический, пневматический, гидравлический, ДВС.

III. По расположению привода: с вынесенным двигателем, со встроенным в корпус двигателем, с гибким валом, соединяющим электродвигатель с вибронакрнечником.

IV. По принципу действия: дебалансные: колебания создаются вращающейся в подшипниковых опорах неуравновешенной массы (дебаланса); планетарные: колебания создаются тяжелым элементом - бегунком, планетарно обкатывающемся по беговой дорожке в корпусе вибратора.

Рабочие органы (вибронаконечники) глубинных вибраторов с планетарным вибрационным механизмом подразделяются:

1) с внешней обкаткой бегунка - дебаланса, когда он своей наружной конической поверхностью обкатывается по внутренней конической поверхности втулки, приваренной к корпусу наконечника;

2) с внутренней обкаткой бегунка - дебаланса, когда он своей внутренней конической поверхностью обкатывается по конической поверхности пальца, запрессованного в днище корпуса наконечника.

а) - с внешней обкаткой бегунка-дебаланса;

б) - о внутренней обкаткой бегунка-дебаланса;

1 - шпиндель ; 2 - упругая муфта; 3 - корпус вибронаконечника:4 - бегунок-дебаланс; 5 - неподвижный палец; б - неподвижная втулка.

Рисунок 4.2 - Схемы планетарных вибрационных механизмов

Изучаемый в данной работе ручной глубинный вибратор типа ИВ-47 представляет собой ручной глубинный электрический вибратор о гибким валом (рисунок 4.3). Источником колебаний его рабочего органа (вибронаконечника) является бегунок-дебаланс с внутренней обкаткой. Глубинный вибратор ИВ-47 состоит из переносного электродвигателя 1 с рукояткой для переноса и выключателем вибронаконечника; резино-металлического шланга-брони 2 со встроенным гибким валом правого вращения, который приводит, в действие шпиндель бегунка-дебаланса; сменного вибронаконечника 3 с планетарным вибрационным механизмом.

1 - электродвигатель; 2 - шланг-броня; 3 – вибронаконечник

Рисунок 4.3 - Ручной глубинный вибратор

При включении вибратора крутящий момент от электродвигателя через гибкий вал передается на шпиндель бегунка-дебаланса. Бегунок сначала вращается в воздухе, а затем под действием центробежной силы начинает отклоняться от геометрической оси вибронаконечника на угол до 5 градусов и наносить удары по неподвижному пальцу, возбуждая колебания корпуса наконечника.

4.7 Методика определения основных параметров ручного глубинного вибратора

Основными параметрами ручного глубинного вибратора являются: частота колебаний вибронаконечника ( ), амплитуда колебаний корпуса вибронаконечника (А), вынуждающая сила, развиваемая - бегунком-дебалансом ( ), статический момент массы бегунка-дебаланса ( ), мощность, потребляемая глубинным вибратором ( ) и его часовая эксплутационная производительность ( ).

Определяем частоту колебаний вибронаконечника, которая зависит от угловой скорости вращения бегунка-дебаланса. При внутренней обкатке бегунка частота колебаний вибронаконечника равна (Гц)

, (4.7)

где - угловая скорость вращения шпинделя бегунка, с^-1; - диаметр пальца, мм; - диаметр бегунка, измеренный на беговой дорожке, мм.

Поскольку частота вращения шпинделя бегунка ( ) равна частоте вращения приводного гибкого вала, а, следовательно, и частоте вращения электродвигателя ( ), то

, (с^-1). (4.8)

Амплитуда колебаний корпуса вибронаконечника в точке приложения вынуждающей силы при работе в бетонной смеси выбирается по рекомендуемым значениям в зависимости от диаметра корпуса наконечника ( ) и его частоты колебаний ( ).

Таблица 4.2 – Рекомендуемые значения амплитуды и частоты колебаний вибронаконечника в зависимости от диаметра его корпуса

, мм	, Гц	, мм
25…35 35…50 50…75 75…125 св. 125	400…300 300…250 250…200 200…150 150…100	0,3…0,4 0,4…0,5 0,5…0,55 0,55…0,6 0,6…0,7

Максимальное значение амплитуды колебаний корпуса вибронаконечника должно быть: 1,3 мм. При 1,3 мм начинает происходить не уплотнение, а расслоение бетонной смеси.

Вынуждающая сила, развиваемая бегунком-дебалансом при его вращении, определяется, (Н):

, (4.9)

где - бегунка-дебаланса, кг; - расстояние от центра тяжести бегунка до оси пальца, м.

, (4.10)

где - геометрический объем бегунка, м³; - удельный вес материала, из которого изготовлен бегунок, кг/м³; (для железа ( ) - =7800 кг/м³).

Статический момент массы бегунка равен (кг м)

. (4.11)

Общая мощность, потребляемая глубинным вибратором равна (кВт)

, (4.12)

где - максимальная мощность, расходуемая на преодоление внешних сопротивлений бетонной смеси, кВт; - мощность, идущая на покрытие внутренних механических потерь энергии в самом вибраторе, кВт.

, (4.13)

, (4.14)

где = 0,75...0,85 – к.п.д. вибратора; =0,7…0,8 - к.п.д. трансмиссии вибратора (гибкого вала).

Часовая эксплуатационная производительность ручного вибратора определяется (м³/ч)

, (4.15)

где = (5...6) - радиус действия вибратора, м; - диаметр корпуса вибронаконечника, м; - длина рабочей части корпуса вибронаконечника, м; = ,7 - коэффициент перекрытия при проработке вибратором смежных зон; =0,75...0,85 - коэффициент использования вибратора по времени; - оптимальная продолжительность вибрирования бетонной смеси в каждом месте погружения вибратора, с; ( =15...30 с); - время перемещения вибратора с одной позиции на другую, с; ( =5...10 с).

Предварительный расчет толщины прорабатываемого слоя бетонной смеси определяется выражением (м)

, (4.16)

где (0,05...0,155 - глубина проникновения вибронаконечника в предыдущий слой при проработке очередного слоя, м.

Порядок выполнения работы

4.8.1 На модели одновального дебалансного вибровозбудителя ИВ-99 изучить его конструкцию и принцип действия, зарисовать схему о расшифровкой позиций.

Измерить геометрические параметры дебаланса, нарисовать его эскизе расстановкой размеров. Результаты измерений внести в таблицу 4.3.

По приведенной методике произвести расчет основных параметров вибровозбудителя и результаты внести в таблицу 4.3.

Кратко описать и схематично пояснить один из способов применения вибровозбудителя при воздействии его на уплотняемую бетонную смесь.

Таблица 4.3 – Результаты измерений и вычислений параметров дебалансного возбудителя

Измеренные параметры
, м		, м		, м		, кг/м³		, мин^-1		, кг

Вычисленные параметры
, кг	, м²		, кг м		, с^-1		Ч, м		, м		, н

4.8.2 На модели ручного глубинного вибратора ИВ-47 изучить конструкцию и принцип действия, зарисовать общую схему и схему его планетарного вибрационного механизма.

Измерить геометрические и кинематические параметры вибратора. Результаты внести в таблицу 4.4.

По приведенной методике произвести расчет основных параметров ручного глубинного вибратора и результаты внести в таблицу 4.4.

Кратко описать и схематично пояснить технологический процесс проработки слоя бетонной смеси глубинным вибратором.

Таблица 4.4 – Результаты измерений и вычислений параметров ручного глубинного вибратора

Измеренные параметры
, мин^-1			, м			, м			, м

Вычисленные параметры
Гц	, м	, м³		, кг	, кг м		, кВт	, м		, м	, м³/ч

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Для чего предназначены вибромашины?

2. Какими способами возможно передавать вибровоздействие на уплотняемую смесь ?

3.Перечислить существующие, типы вибровозбудителей.

4.Из каких элементов состоит вибровозбудитель ?

5.Каким образом регулируется величина вынуждающей силы у дебалансного вибровозбудителя ?

6. Перечислить и охарактеризовать основные параметры вибровозбудителя .

7. Как определяется степень уплотнения бетонной смеси?

8. Для чего предназначены глубинные вибраторы?

9. Как подразделяются глубинные вибраторы по принципу действия?

10. Как определяется вынуждающая сила вибронаконечника?

11. От каких факторов зависит производительность ручного глубинного вибратора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 2286; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!