Виброплощадка с вертикальными гармоническими колебаниями

       Рисунок 3 – Виброплощадка на воздушной  подушке 

       Виброплощадки на воздушной подушке имеют пониженный уровень шума, они несколько слабее передают вибрацию на окружающие виброплощадку предметы и пространство, имеют легко регулируемую грузоподъемность. Однако такие виброплощадки требуют тщательной герметизации пространства, создающего поддерживающее давление, при изменении нагрузки подвержены перекосам формы в вертикальной плоскости, требуют подводки и расхода сжатого воздуха, контроля регулировочной и предохранительной аппаратуры, с тем чтобы давление воздуха под виброрамой не превышало 10 кПа. Виброплощадки на воздушной подушке грузоподъемностью 5 и 10 т отличаются лишь суммарным статическим моментом массы дебалансов (наибольший соответственно 210 и 310 кг см) и мощностью электродвигателей (2X7,5 и 2X13 кВт).

       При формовании железобетонных изделий  сравнительно большой высоты оказываются эффективными виброплощадки, работающие по принципу вибропоршня, которые представлены на рисунке 4. 

       Рисунок 4 – Виброплощадка работающая по принципу вибропоршня

 

       Фундаментную  раму 1 таких виброплощадок обычно устанавливают в приямке. Вибровозбудители 2 сообщают вертикально направленные колебания виброраме 3, которая электромагнитами скреплена с поддоном 4. Поддон по периметру соединен эластичными прокладками 5 с бортоснасткой 6, устанавливаемой на опорный контур формовочного поста. По окончании уплотнения бетонной смеси и отключении вибровозбудителя и электромагнитов поддон фиксируют и с бортоснасткой снимают с виброплощадки. Применение таких виброплощадок для конкретных изделий требует экспериментальной проверки.

       

       1.2.4 Виброплощадки резонансные с  асимметричными колебаниями

       Исследования  работы виброплощадок различных типов и режимов уплотнения бетонной смеси позволили наметить пути дальнейшего совершенствования вибромашин. Установлены эффективность ударного воздействия на бетонную смесь при ее уплотнении и использование явления резонанса в работе виброплощадок. Любая колебательная система, в том числе и виброплощадка с закрепленной на ней загруженной формой, обладает свободными собственными колебаниями, которые, возникнув от первоначального импульса, совершаются без переменного внешнего воздействия с вполне определенной собственной частотой. Когда частота вынужденных колебаний, поддерживаемых вибровозбудителем, становится равной частоте собственных колебаний системы, возникает резонанс, и система приобретает максимальную амплитуду колебаний. При использовании явления резонанса бетонная смесь будет уплотняться при значительно меньшей мощности двигателей привода вибровозбудителей. Трудность, однако, заключается в том, что собственная частота системы зависит от многих факторов, прежде всего от массы и ее распределения, а учесть массу вибрирующих частей виброплощадки сложно (особенно присоединенную массу бетонной смеси), тем более что она может изменяться в процессе работы технологической линии. Несмотря на эти трудности, резонансные виброплощадки различных типов разрабатываются, внедряются в производство и получают все большее распространение.

       

       Резонансная виброплощадка с асимметричными колебаниями предназначена для уплотнения бетонной смеси при изготовлении плоских железобетонных изделий. В отличие от других виброплощадок уплотнение бетонной смеси достигается упруго-ударным воздействием на нее верхней рамы виброплощадки, работающей в резонансном режиме при сравнительно низкой частоте колебаний (550 ... 650 мин^-1), но при большой амплитуде колебаний, достигающей 6 ... 10 мм.

       Виброплощадка, представлена на рисунке 5, состоит из верхней рабочей рамы 1, с электромагнитами 2, упругих приводных связей 3, соединяющих штанги 4 шатунов с верхней рамой, верхних резиновых буферов 5 из плотной технической резины, жестко закрепленных на верхней раме; упругих основных связей 6 со строго расчетной жесткостью, соединяющих верхнюю рабочую раму с нижней уравновешивающей рамой 8, которая, как и верхняя, имеет точно определенную массу и тоже опирается на резиновые амортизаторы 9 необходимой жесткости. К нижней раме прикреплены нижние резиновые буфера 10; их можно регулировать по высоте так, чтобы зазор между верхними и нижними буферами был строго определенным и одинаковым.

       Рисунок 5 – Резонансная асимметричная виброплощадка

       

       

 

       Привод  состоит из электродвигателя 11, который клиноременной передачей 12 вращает вал 13 с двумя эксцентриками, являющимися кривошипами шатунов. Головка шатуна выполнена в виде кольца, которое охватывает эксцентрик, а приливом 14 соединяется со штангой шатуна. Вал с эксцентриками вращается шкивом 15 и опирается на подшипники 16, корпусы которых прикреплены к нижней уравновешивающей раме, а на противоположном от шкива конце вала укреплен маховик 17. По кабелю 7 от шкафа питания с селеновыми выпрямителями подается ток к электромагнитам. Чтобы утяжелить нижнюю раму, ее полости заполнены бетоном для придания массе рамы расчетного значения.

       

       При работе виброплощадки эксцентриковый привод через шатуны и упругие приводные связи сообщает верхней рабочей раме с формой, заполненной бетонной смесью, и нижней уравновешивающей раме вертикально направленные колебания при встречном движении рам, что ведет к их соударению буферами при ускорениях, в 6 ... 8 раз превышающих ускорение силы тяжести, и интенсивному уплотнению бетонной смеси. Рабочая рама и форма двигаются вверх с ускорением, примерно в четыре раза меньшим, что исключает снижение полученного при ударе уплотнения.

       На  основании проведенного литературно-патентного анализа предлагается применить виброплощадку с вертикально направленными гармоническими колебаниями марки СМ-868.  
 
 
 
 
 
 

2. Технологическая схема производства железобетонных изделий

       Для производства железобетонных изделий  рассмотрим агрегатно-поточную схему, при которой формы и изделия  переходят от поста к посту последовательно без принудительного ритма. На каждом посту может выполняться одна или несколько технологических операций, после чего кран переносит формы с изделием на следующий пост. Такая схема представлена на рисунке 6. [10]

 

       1 – бетоноукладчик; 2 – виброплощадка; 3 – камера пропаривания; 4 - форма с затвердевшим изделием; 5 – кран; 6 - пост   распалубки; 7 - тележка; 8 - склад готовой  продукции; 9 - башенный кран 

Рабочие посты  оснащаются или специальным оборудованием  для выпуска изделий ограниченной номенклатуры, или универсальным оборудованием для выпуска изделий общего назначения.

       Основным  формующим оборудованием являются виброплощадки грузоподъемностью от 2 до 24 тонн и машины для формования пустотелых панелей.

       Бетонная смесь подается в бетоноукладчик 1, откуда она укладывается в форму. Форма закреплена на виброплощадке при помощи пневмоприжимов. Затем форму с бетонной смесью вибрируют на виброплощадке 2 и с помощью крана 5 подают ее в ямную пропарочную камеру 3. После чего изделие распалубливают 6 и отправляют на склад готовой продукции 8.

       К преимуществам заводов, работающих по поточно-агрегатной схеме, относится  возможность быстрого строительства  при меньших капиталовложениях и несложность перевода предприятия на выпуск другой продукции. 
 
 
 
 
 
 

     

     

       3 Конструирование и расчет виброплощадки

       3.1 Устройство и конструкция виброплощадки

       На  рисунке 7 изображена виброплощадка с вертикально направленными гармоническими колебаниями. 

       Рисунок 7 - Виброплощадка с вертикально направленными гармоническими колебаниями

       

       1 – электродвигатель привода; 2 –  синхронизатор с приставкой; 3 –  виброблок с пневмоприжимом; 4, 5, 6 – карданные валы; 7 – передвижная  опорная рама; 8 – опорная балка

       Виброплощадка состоит из унифицированных узлов: вибровозбудителей, устройств для крепления формы, синхронизаторов, карданных валов и упругих опорных устройств. 

       

       

       Виброплощадка состоит из восьми виброблоков расположенных  в 2 ряда. Каждый ряд виброблоков  соединен между собой карданными валами 5. Привод виброплощадки осуществляется от двух электродвигателей 1 через синхронизаторы 2 и карданные валы 6. Он вынесен за пределы площадки и располагается с одного ее торца. Валы каждого ряда виброблоков соединены синхронизатором.

       Синхронизатор представляет собой коробку, внутри которой на шарикоподшипниках установлены четыре вала с последовательно соединенными с шестернями. Расстояние между крайними шестернями равно расстоянию между валами возбудителя, поэтому карданные валы, соединяющие валы этих шестерен с вибровозбудителем, параллельны между собой. Две промежуточные шестерни, расположенные между крайними, являются паразитными, поэтому число оборотов крайних шестерен (имеющих одинаковые размеры) одинаково, а направление их вращения противоположное. Назначение промежуточных паразитных шестерен заключается лишь в том, чтобы обеспечить допустимые окружные скорости крайних шестерен, которые из этих соображения приняты малого диаметра (при  непосредственном сцеплении двух крайних шестерен окружные скорости были бы недопустимо большими). На виброплощадках два таких синхронизатора объединены общим валом через специальные приставки к синхронизаторам. Приставка к синхронизатору, служит для синхронизации оборотов двух рядов вибровозбудителей двухрядной виброплощадки. Приставка состоит из коробки, в которой на двух подшипниках установлен вал с конической шестерней. Вторая парная коническая шестерня, одинаковая по размеру, устанавливается на конце вала одной из промежуточных (паразитных) шестерен синхронизатора. Приставки имеют левое и правое исполнение. Приставки двух синхронизаторов соединяются  

       карданным валом, длина которого соответствует  требуемому расстоянию между рядами виброблоков.

       Вибровозбудитель  представляет собой стальной литой  корпус, в котором установлены  два вибровала. В качестве опор валов использованы сферические роликоподшипники, смазываемые жидкой смазкой, обеспечивающая уменьшение потерь на трение и более легкий запуск в зимнее время. Смазка осуществляется путем заливки в закрытый корпус вибровозбудителя масла до уровня оси нижних роликов сферических роликоподшипников. Для исключения возможности заливки масла выше этого уровня (что может привести к увеличению потребляемой мощности и выбросу излишней смазки через уплотнения) заливное отверстие расположено на требуемом уровне масла внутри корпуса. Защита валов от вытекания смазки основана на отбрасывании смазки с вала центробежными силами в кольцевую канавку в крышке и стекания этой смазки в корпус через отверстие, расположенное внизу этой кольцевой канавки.

       На  каждом валу вибровозбудителя расположены по два дебаланса, которые закреплены на концах валов. Дебаланс представляет собой закрепленный на валу сектор, к которому прикреплен пригруз. Виброплощадка снабжается двумя комплектами сменных пригрузов (малых и больших), что дает возможность регулировать статический момент массы дебалансов тремя ступенями (без пригрузов, с малыми пригрузами и с большими пригрузами).

       

       

       На  проектируемой виброплощадке  применяется  виброблок с пневмоприжимом. Пневмоприжим служит для закрепления формы (поддона) к виброблоку с помощью крюков, захватывающих форму непосредственно за элементы ее конструкции (продольные или поперечные швеллеры или двутавры). Пневмоприжим состоит из полого цилиндрического корпуса с двумя фланцами, крышки, резиновой диафрагмы, подпружиненной тарелки с траверсой и крюками, а также устройством для открывания и закрывания крюков. Нижним фланцем корпус жестко крепится к корпусу вибратора, а верхний фланец служит для зажатия между ним и выпуклой крышкой резиновой диафрагмы. Подпружиненная тарелка расположена в корпусе под диафрагмой, а траверса через пазы в стыках корпуса выходит за его пределы. На концах траверсы шарнирно закреплены на два крюка. При подаче воздуха в полость между крышкой и резиновой диафрагмой, последняя опускается, нажимает на подпружиненную тарелку с траверсой, и крюки, опускаясь, притягивают поддон к опорной поверхности на крышке. При выпуске воздуха из этой полости тарелка с траверсой под действием сжатых пружин поднимается в исходное положение и, поднимая при этом крюки, освобождает поддон.

       Карданный вал состоит из двух эластичных муфт, соединенных трубчатым составным телескопическим валом. Муфта представляет собой две полумуфты, для центровки которых установлен шарнирный подшипник, к которому подведена смазка. Между полумуфтами закрепленено резиновое кольцо. 

       3.2 Технологический расчет

       Исходные  данные:

1. Грузоподъемность, кг

       Q=10000 кг

2. Количество вибраторов

       n=8 шт.

3. Частота колебаний в 1 сек, рад/с