Определение технологических параметров и расчет вибрационных площадок. Составление кинематических схем оборудования для уплотнения бетонной смеси

Цель:

Освоить и закрепить практические навыки определения технологических параметров и расчета вибрационных площадок

Задание

Требуется определить основные параметры виброплощадки для формования железобетонных плит длиной l = 6 м, шириной b = 1,5 м и высотой h = 0,3 м. Изделие формуется из малоподвижной бетонной смеси плотностью ρ = 2000 кг/м³. Необходимая амплитуда и частота колебаний рабочего органа выбирается по таблице: U_o = 0,6 мм, угловая частота колебаний w = 314 с^-1.

Таблица 1-Варианты заданий

№ варианта	1	2	3	4	5
l, м	5	4	6	4	5
b, м	1,6	1,4	1,4	1,6	1,5
h, м	0,4	0,2	0,3	0,4	0,4
ρ кг/м^3,	2000	2000	2000	2000	2000
Uo, мм	0,6	0,8	0,4	0,5	0,7
w, с^-1	250	250	314	314	250

Методические указания

Для уплотнения бетонной смеси применяются следующие основные спо­собы уплотнения: вибрирование, вибропрокат, виброштампование, прессо­вание, центрифугирование.

Наиболее распространенным способом уплотнения бетонной смеси является вибрирование. Методом вибрирования можно формовать раз­личные по форме и виду изделия из смесей различной подвижности, в том числе и из смесей с весьма малой степенью подвижности.

Процесс уплотнения бетонной смеси можно условно подразделить на следующие стадии.

Первая характеризуется образованием сплошной среды из рыхлонасыпанной бетонной смеси. При этом осуществляется взаимная перекомпоновка крупных и мелких частиц заполнителя с образованием макроструктуры бетона - его структурного каркаса. Продолжительность первой стадии зависит от исходной удобоукладываемости бетонных смесей: для литых смесей П4 она составляет 3...5 с, а для жестких составляет примерно (0,5...1,0) Ж, где Ж - жесткость, определяемая по ГОСТ 10181.0-81.

На второй стадии происходит дальнейшее сближение частиц заполнителя между собой и удаление некоторой части оставшегося воздуха. Продолжительность второй стадии составляет (1,0...4,0) Ж.

Жесткие смеси могут быть доуплотнены при условии дополнительного обжатия (статического или динамического) после завершения первых двух стадий. При уплотнении подвижных (П2...П4) смесей из-за быстрого протекания процесса уплотнения четкое разделение на стадии не наблюдается.

 Для вибрационного формования применяют оборудование с вибрационным, ударно-вибрационным и ударным характером уплотняющих воздействий. Рабочие органы вибрационных формовочных машин при отсутствии бетонной смеси совершают гармонические колебания, относительно положения равновесия. Виброперемещения, виброскорости и виброускорения их симметричны относительно положения равновесия.

Рабочие органы ударно-вибрационных формовочных машин совершают негармонические колебания, сопровождающиеся соударением с ограничителем того или иного типа. Перемещение, скорость и ускорение машин в этом случае имеют асимметричный характер. Размах ускорения принято делить на верхнюю А _в и нижнюю А _н составляющие по нахождению рабочего органа в верхнем и нижнем положении, а отношение между, ними определять как коэффициент асимметрии.

Ударные колебания возникают в результате соударения формы об ограничитель. Ударные колебания имеют также асимметричный характер.

Эффективность виброформования изделий зависит от интенсивности и продолжительности воздействия рабочего органа вибромашины на уплотняемую смесь.

Существующие конструкции вибрационных площадок классифицируются по следующим признакам: по характеру колебаний, по типу применяемых вибраторов, по грузоподъемности, по способу крепления формы.

По характеру колебаний различают виброплощадки: а) с круговыми гармоническими колебаниями; б) с направленными гармо­ническими вертикальными или горизонтальными колебаниями; в) с негар­моническими ударно-вибрационными колебаниями.

Круговые гармонические колебания (рисунок 1 а) создаются вращающимся валом с закрепленным на нем дебалансом. Эти колебания характеризуются тем, что создаваемая вибрационным устройством возмущающая сила в тече­ние одного оборота вала постоянна по величине при непрерывном изменении своего направления. Основные узлы виброплощадки с круго­выми колебаниями вибрирующая рама 1; вибра­торы 2; пружины 3; фундамент­ная рама 4; электродвигатель 5; дебаланс 6.

а — с круговыми колебаниями; б — с ударно-вибраци­онными направленными колебаниями с активной упругой подвеской; в — с ударно-вибрационными колебаниями (направленными) с упругой подвеской дополнительных масс.

Рисунок 1- Схемы виброплощадки

На рисунке 1 б показана виброплощадка с активной упругой под­веской, при которой вибратор соединяется с рамой пружинами. В зави­симости от соотношения масс, при прочих равных условиях, можно сооб­щать виброплощадке колебания с различной амплитудой при ударных нагрузках.

Основные узлы виброплощадки (рисунке 1, б):вибрирующая рама 1; вибратор 2; основная пружина 3; пружина вибратора 4.

На (рисунке 1, в)показана виброплощадка с упругой подвеской, дополнительных масс в то время, как вибратор жестко связан с основной рамой. Колебания виброплощадки сопровождаются периодическими ударами. Основные узлы виброплощадки (рисунке 1, в): вибрирующая рама 1; вибратор 2; основная пружина 3; пружина пригрузки 4; пригрузка 5.

Пример решения

Дано:

 l = 6 м

 b =1,5 м

 h =0,3 м

ρ = 2000 кг/м³,

U_{o =} 0,6 мм

W = 314с^-1

Решение:

Определяем колеблющуюся массу системы

Масса формуемого изделия

m_б = ρ ^. V = 2000 ^. 2,7 = 5400 кг. (1)

Масса формы

m_ф = (0,6... 1,0) m_б = 5000 кг. (2)

Масса колеблющихся частей площадки:

а) блочной конструкции

m_в = (0,2...0,4) ^. (m_ф + m_б); (3)

б) рамной конструкции

m_в = (0,6...1,0) ^. (m_ф + m_б);(4)

В данном примере принята блочная виброплощадка

m_в = 0,25(m_ф + m_б) = 0,25(5400 + 5000) = 2600 кг.

Полная колеблющаяся масса

m _полн = т + m_б = 13000 кг, (5)

где т = m_в + m_ф.

 Находим суммарный статический момент массы дебалансов

= 3,123 кгм, (6)

где коэффициент k _д взят из таблицы 1

Вычисляем суммарную жесткость опор виброплощадки, исходя из условия виброизоляции:

С₀ = w ₀^{2 .} m _полн = (44,86)^2. 13000 = 2,6 ^. 10⁷ Н/м, (7)

где w ₀ - собственная частота колебаний виброплощадки, w ₀ = w / (7...10).

 

Таблица 1 - Коэффициент динамичности вибросистемы

Высота столба смеси, m	Волновой коэффициент b	Коэффициент динамичности k д
0,2	0,15...0,25	0,83...0,70
0,3	0,75...0,65	1,26...1,46
0,4	0,16...0,05	1,04...1,07
0,5	0,10...0,20	1,00...0,90

Порядок выполнения работы

На занятии студент должен:

1 Определить основные параметры виброплощадки;

2 Составить схемы виброплощадок;

3 Составить отчет по проделанной работе.

Содержание отчета

Отчет выполняется на листах формата А4 по установленному образцу.

Отчет должен содержать следующие разделы:

1 Название и цель работы;

2 Расчет основных параметров виброплощадки

Практическая работа № 30