колеба-ниями, направленными горизонтальными гармоническими колебаниями, направленными вертикальными гармоническими колебаниями, негармоническими ударно-вибрационными колебаниями. По типу вибраторов различают виброплощадки: с дебалансными бегунками, электромагнитными и гидравлическими вибраторами.
Для крепления формы к раме виброплощадки применяют механические, электромагнит-ные и пневматические устройства.
Вибрационная площадка с круговыми гармоническими колебаниями состоит из вибри-рующей рамы, дебалансного вала, вибраторов, опорных рам и электродвигателя. Вибрирующая рама опирается через пружины на опорные рамы. Валы вибраторов соединены между собой гибкими муфтами. Вращение вибраторам сообщается от электродвигателя через клиноремен-ную передачу. Электродвигатель смонтирован на поворотной раме, что обеспечивает регули-ровку натяжения ремней. Вибрирующая рама представляет собой сварную конструкцию из двух продольных двутавровых балок и стального листа. Отверстия в верхней части рамы предназначены для монтажа и демонтажа вибраторов. Вибраторы смонтированы в подшипни-ках, установленных на вибрирующей раме. Каждый из вибраторов представляет собой вал, на котором укреплены два дебаланса. Вал опирается на подшипники, установленные в корпусах. Валы вибраторов соединяются гибкой муфтой, закреплённой зажимами. При работе на виброплощадках с круговыми колебаниями происходит частичное смещение бетонной смеси из-за появления дополнительных вращательных колебаний. Вследствие этого виброплощадки с круговыми гармоническими колебаниями применяются весьма ограничено.
Направленные горизонтальные колебания в вибрационных площадках создаются двумя одинаковыми вибраторами, установленными в одной горизонтальной или вертикальной плоскости и вращающимися в разных направлениях. В виброплощадках с направленными колебаниями оба вибратора должны работать синхронно и синфазно. На виброплощадках небольшой грузоподъёмности с жёсткой рамой дебалансные валы устанавливают на неболь-шом расстоянии один от другого в одной горизонтальной плоскости.
Вибрационные площадки с направленными вертикальными колебаниями изготавливают из отдельных унифицированных узлов: виброблоков, вибраторов, электромагнитов, муфт и т. п. Вибрационная площадка грузоподъёмностью 2 т состоит из следующих основных узлов: вибрирующей рамы, фундаментной рамы, синхронизатора и электродвигателя. Вибрирующая рама через опорные пружины опирается на фундаментную раму. Вибрирующая и фундаментная рамы – сварные, изготовленные из стального проката. На вибрирующей раме установлено два сдвоенных вибратора, соединённых между собой и с синхронизатором промежуточными валами с эластичными муфта-ми. Электродвигатель и синхронизатор расположены на отдельной фундаментной раме. В верхней плоскости вибрирующей рамы есть два отверстия, закрываемые гибкими фактурами, обеспечивающими монтаж и демонтаж вибраторов. Для крепления формы к вибрирующей раме на ней устанавливают восемь клиновых зажимов.
Вибрационная площадка с вертикально направленными колебаниями предназначена для формования железобетонных изделий размером 3*6 м.
Виброплощадка состоит из восьми отдельных, расположенных в два ряда вибростолов, четырёх синхронизаторов и четырёх электродвигателей мощностью 20 кВт.
Для крепления форм к виброплощадке применены сдвоенные электромагниты постоянного тока. Он получает питание от сети 220/380 В через селеновые выпрямители или от генератора постоянного тока небольшой мощности. Максимальное усилие притяжения каждого электромагнита 20 – 30 кН. Грузоподъёмность виброплощадки 15 т. Частота колебаний 307 рад/с; амплитуда колебаний 0,5 мм. Максимальный кинетический момент 64 Нм. Установленная мощность электродвигателей 80 кВт. В последнее время на заводах железобетонных изделий стали применять виброплощадки с направленными горизонтальными колебаниями. Эти виброплощадки отличаются от рассмотренных выше тем, что вибратор крепится не посредственно к вибрационной раме, а через пружинные ограничители. Существуют вибрационные и виброударные площадки с горизонтально направленными колебаниями. У вибрационных площадок частота вынужденных колебаний должна быть меньше частоты собственных колебаний.
В вибрационных площадках применяют также вибраторы с одним дебалансным валом и сдвоенные бегунковые вибраторы.
Расчет виброплощадки.
Находим общую регулируемую массу:
М=М11+М2+М3 = 5000*0,4+5000+3000 = 10000 кг
М – масса в килограммах соответственно в изделиях:
М1 – с арматурой и закладными деталями
М2 – формы
М3 – рамы и блоков виброплощадки
При проектных работах можно принять:
М1М2=Q/2 = 10000/2 = 5000 кг
Q – грузоподъемность виброплощадки, кг
1 = 0,25 ÷ 0,4 – коэффициент присоединения массы бетона участвующего в колебаниях
Для блочных виброплощадок:
М3 = (0,2 ÷ 0,4)Q, тогда
М = (0,9 ÷ 1,1)Q = 1*10000 = 10000 кг
Геометрические размеры центробежных вибровозбудителей (дебалансов) вибрационных машин определяют:
Сначала находим статический момент дебаланса по формуле:
= = 2,45 кг/м3
m – масса неуравновешенной части дебаланса
r – расстояние от центра тяжести до центра тяжести неуравновешенной части дебаланса
λ – коэффициент усиления амплитуды колебаний
= = -1
i = f/f0
f – частота вынужденных колебаний виброплощадки, принимаемая равная частоте враще-ния n, Гц
f0 – частота собственных колебаний системы
с – жесткость пружин виброплощадки
- угол сдвига фаз между направлением линий действия вынуждающей силы Q дебаланса и перемещения виброплощадки.
Задаваясь значениями величин А, , М и принимая λ1 находим значение статического дебаланса.
Статический момент одного дебаланса:
m1r = = = 0,153 кг∙м
m1 – масса одного дебаланса
е – число дебалансов
Задаваясь конструктивными размерами дебалансов определяем расстояние r от оси вра-щения до центра тяжести дебаланса, его массу, и толщину
Для деболанса, имеющего форму части кругового кольца
r =
Размер дебаланса рекомендуется принимать в пределах:
Rd – 0,12 ÷ 0,16 м; rd – 0,06 ÷ 0,12 м; β – 90 ÷ 180
Для деболанса цилиндрической формы, т.е. выполненного в виде эксцентрика:
r = = = 0,7 м
Толщина деболанса:
ld = = = 0,00056 м
Sd – площадь плоской фигуры деболанса.
Для деболанса формы части кругового кольца:
Sd =
Для деболанса выполненного в виде эксцентрика:
Sd = (Rd2 – rd2) = 3,14(0,142 – 0,062) = 0,050 м2
- плотность материала дебаланса, для стали 7800 кг/м3
Затем определяют конструктивные размеры опорных пружин виброплощадки:
с = Мf02, т.к. f0 = f/i, а n = f, то:
с = = = 207,8 кН
Жесткость одной пружины:
с = с/е = 207,8/16 = 12,989 кН
Геометрические размеры опорных пружин виброплощадок рассчитывают исходя из кон-структивной схемы, типовой опоры с основанием, вибрируемой рамы смежным болтом или пружиной, нижней опорной жесткостью с2. Общая жесткость опоры с0 = с2 + с1. Для обеспече-ния безотрывной работы виброплощадки в зарезонансном режиме необходима предварительная затяжка пружины обеспечивающая надежный контакт пружин с вирируемой рамой при про-хождении резонансного режима во время пуска и остановки машин. В этом случае резонансная амплитуда:
Амах = (10 ÷ 20)А = 0,0005∙20 = 0,01
Жесткость пружин:
с2 = = 653,481
с1 = = 114,969
е – число опор равное числу пружин е’
Определим частоту свободных колебаний:
W0 = W/i = 319,6/7 = 45,66
c0 = МW02/e = 4610∙45,662//16 = 512300
W = 2n = 2∙3,14∙47 = 319,6
i = 7
Определяем число витков пружины:
z = = = 1325
z – число пружин
Gст – модуль сдвига стали равный 85000 МПа
d – диаметр проволоки пружины
Д = 0,15 ÷ 0,3 – диаметр пружины
Приемлемое число витков подбирают соблюдая условие:
Р/d ≥ 4
Общее число витков обычно принимают с учетом дополнительных крайних поджатых витков.
Сила притяжения электромагнитов виброплощадки:
Р = К(Мg – F0) = 0,4(4160∙9,8 – 5107,85) = 14264,06 Н
К = 0,4 – коэффициент запаса
F0 – вынуждающая сила
F0 = mrW02 = 2,45∙45,662 = 5107,85 Н
Вычислим мощность необходимую для уплотнения бетонной смеси:
N1 = m2r2W2sin2/(2М) = 58,192*0,062*319,62*sin(2*25)/(2*4160) = 58144,6 Вт
Мощность необходимая для преодоления сил трения:
N2 = FтрdW/2
d – диаметр беговой дорожки внутреннего кольца подшипника качения
Fтр – сила трения в подшипниках качения
= 0,005