Глубинный вибратор. Основные параметры, устройство и принцип действия.

Глубинные вибраторы имеют рабочий орган в виде цилиндрического вибронаконечника, погружаемого в уплотняемую смесь. Такие вибраторы применяют для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные неармированные бетонные и железобетонные конструкции с различной степенью армирования (фундаменты, стены, колонны, сваи, балки и др.), а также при изготовлении крупных бетонных и железобетонных изделий для сборного строительства.

Наружный диаметр и длину вибронаконечника вибраторов подбирают таким, чтобы обеспечить ему беспрепятственное движение в зазорах между арматурой. Глубинные вибраторы выпускают с электрическим и пневматическим приводами. Они могут быть ручными (обслуживаются оператором) и навесными (подвешиваются на крюк гидроподъемного устройства).

Вибровозбудитель электрических глубинных вибраторов может приводиться в действие через гибкий вал от переносного и располагаемого на поверхности электропривода (вибраторы с гибким валом) или от встроенного в вибронаконечник электрического или пневматического двигателя (вибраторы со встроенным двигателем). Глубинные вибраторы имеют дебалансные и фрикционно-планетарные вибровозбудители.

Глубинные ручные дебалансные вибраторы со встроенным электроприводом (рис. 6.36) имеют единую конструктивную схему. Дебалансный вибровозбудитель представляет собой герметически закрытый стальной цилиндрический корпус 6, в который встроены высокочастотный трехфазный асинхронный электродвигатель 4 с короткозамкнутым ротором 5 и полый дебалансный вал 1 с дебалансом 3, вращающийся в двух подшипниках качения 2. Подшипники смазываются жидкой смазкой, поступающей через полый дебалансный вал из нижней полости наконечника. В корпус встроен подшипниковый узел 7, на который опирается консоль вала ротора. Вращающийся дебаланс создает непрерывно меняющую свое направление вынуждающую силу, благодаря чему вибронаконечник совершает круговые колебания, которые передаются уплотняемой смеси. Частота колебаний вибронаконечника равна частоте вращения электродвигателя. Вибронаконечник соединен с рукоятью 10 оператора виброизолирующим резинотканевым рукавом 8 или металлической штангой, внутри которых проходит питающий кабель электродвигателя. В рукоять вмонтирован пакетный выключатель 9 для включения и выключения электродвигателя вибратора. Электродвигатели вибраторов работают на токе повышенной частоты (200 Гц) при напряжении 36...42 В и подключаются к внешней электросети через преобразователь частоты.

Глубинные ручные электрические вибраторы с гибким валом (рис. 6.37) однотипны по конструкции и состоят из переносного электродвигателя 1 с рукояткой для переноса и выключателем сменного вибронаконечника 3 с планетарным механизмом возбуждения колебаний и гибкого вала 2 для передачи крутящего момента от электродвигателя к шпинделю вибронаконечника. Такие вибраторы характеризуются повышенной частотой колебаний (167...334 Гц), малыми размерами наконечника (диаметр 51...76 мм, длина 420...430 мм) и применяются для уплотнения бетонных смесей с мелким заполнителем при изготовлении густо- и среднеармированных железобетонных конструкций и изделий. Вибронаконечники вибраторов с гибким валом могут работать в вертикальном или наклонном положении.

 

Вибронаконечник (рис. 6.24) состоит из корпуса 4, шпинделя 1, опирающегося на шарикоподшипники, дебаланса-бегунка 5 и упругой муфты 2, позволяющей бегунку-дебалансу отклоняться от оси вращения шпинделя на расчетный угол. Колебания корпуса вибронаконечника создаются бегунком-дебалансом, планетарно обкатывающимся по конусной поверхности неподвижной втулки или сердечника 6, жестко соединенных с корпусом. Бегунок-дебаланс При пуске вибратора бегунок-дебаланс сначала вращается в воз­духе, а затем под действием центробежной силы начинает отклоняться от геометрической оси вибронаконечника на угол до 5° и наносить удары по втулке или пальцу, возбуждая колебания корпуса наконечника. Соответствующим подбором соотношения диаметров втулки и бегунка-дебаланса можно получать высокую частоту коле- баний корпуса вибратора при сравнительно небольшой частоте вра­щения вала электродвигателя.

Частота колебаний вибронаконечника п_в (Гц) зависит от угло­вой скорости планетарного движения бегунка-дебаланса.

При внутренней обкатке бегунка-дебаланса

n_в = n_ш /(1 – D/d), при внешней обкатке n_в = n_ш /(D/d- 1),

где n_ш — частота вращения шпинделя (вала), с^-1; D — диаметр втулки или пальца, мм; d — диаметр бегунка-дебаланса, мм.

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

F=mw²R, (6.13)

где т — масса бегунка-дебаланса, кг; w — угловая скорость центра масс бегунка-дебаланса, рад/с; R — расстояние от центра тяжести бе­гунка-дебаланса до оси втулки или пальца, м.

Статический момент массы бегунка-дебаланса (кг-м)

M = mR,, (6.14)

Вращение шпинделю с дебалансом сообщается от переносного электродвигателя через гибкий вал правого вращения (во избежание его раскручивания) диаметром 8... 12 мм, заключенный в защитный резинрметаллический шланг-броню. За гибкий вал вибратор удерживается при работе. На обоих концах гибкого вала имеются наконечники для присоединения к валу электродвигателя и шпинделю вибронаконечника. В качестве привода планетарных вибраторов используют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, работающие на токе нормальной частоты (50 Гц) при напряжении 36...42 В и подключаемые к внешней электросети через понижающий трансформатор. Электродвигатели монтируют на корытообразной подставке, позволяющей устанавливать привод на свежеуложенную смесь.