Логвиненко Е.А., Силич-Балгабаева В.Б., Пилипенко Т.А.

Днепропетровский национальный университет

Виброустановка для уплотнения жестких бетонных смесей

Кассетные виброустановки, серийно выпускаемые промышленностью, далеки от совершенства. В них применяются только пластичные смеси с осадкой конуса 7-12 см и расходом цемента более 400 кг на 1 м³ изделия. Попытки интенсифицировать режим колебаний за счет модернизации накладных вибраторов и применения новых поличастотных вибровозбудителей оказались малоэффективными из-за резкого увеличения мощности последних, снижения долговечности и значительного повышения уровня шума. В связи с этим основанием создания эффективного оборудования для формования железобетонных изделий в кассетных формах должна быть принципиально новая динамическая схема.

С учетом изложенного в ДНУ разработана резонансная виброустановка, реализующая многокомпонентные колебания высокой динамической активности, что позволяет уплотнять жесткие бетонные смеси.

Виброустановка (рис. 1) состоит из двух L-образных подвижных рабочих органов 1 и 2, содержащих винтовые фиксаторы 3 для крепления кассетных форм. Рабочие органы связаны между собой нелинейными упругими элементами 4 в виде резиновых буферов и опираются при помощи упругих связей 5 и катков 6 на промежуточную раму 7, смонтированную посредством виброизоляторов 8 на основании 9. Снизу на промежуточную раму через упругие элементы 10 подвешен вибровозбудитель направленных колебаний 11, связанный вертикальной штангой 12 с осью центрального шарнира рычажного двухзвенника 13 (рис. 2), рычаги 14 которого шарнирно закреплены на рабочих органах.

Рисунок 1. – Резонансная кассетная установка

Для регулировки амплитуды горизонтальных колебаний последних вертикальная штанга и рычаги выполнены с приспособлениями, регулирующими их длину, например, в виде талрепов 15.

Рисунок 2. – Шарнирно-рычажный двухзвенник

Установка работает следующим образом. После закрепления форм на рабочих органах и заполнения их бетонной смесью включают возбудитель направленных колебаний, который через упругие элементы возбуждает вертикальные колебания промежуточной рамы и рабочих органов на упругих виброизоляторах. Возникающее при этом периодическое перемещение по вертикали возбудителя колебаний относительно промежуточной рамы передается через штанги центральному шарниру рычажного двухзвенника, и рычаги, отклоняясь от горизонтали то вверх, то вниз, вынуждают рабочие органы, взаимодействующие посредством упругих буферных элементов, совершать горизонтальные колебания на катках. При этом частота горизонтальных колебаний в 2 раза выше частоты вертикальных, а размах колебаний А определяется из выражения

,

где – амплитуда возбудителя колебаний относительно основания; – длина рычага.

Результаты исследований показывают, что при частоте вибровозбудителя 10 Гц благодаря шарнирно-рычажному двухзвеннику и нелинейности буферных элементов в системе генерируется поличастотный режим колебаний с существенным вкладом высших амплитудно-частотных гармоник в закон ускорений рабочих органов. Реализация вертикальных колебаний с амплитудой 5 мм и одновременно многочастотной горизонтальной вибрации с малыми амплитудами в ее спектре позволяет эффективно разжижать и уплотнять в кассетных формах бетонные смеси жесткостью до 30 с согласно ГОСТ 101.81.1-81 не снижая при этом расход цемента и время термовлажностной обработки изделий в пропарочных камерах.