| 3. ВИБРОПЛОЩАДКИ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ЖЕСТКИХ СМЕСЕЙ
Наиболее распространенным и освоенным видом вибромеханизмов, пригодных для уплотнения жестких бетонных смесей, являются вибрационные площадки, серийно выпускаемые промышленностью.
Вибрационная площадка СМ-475 грузоподъемностью 1 т предназначена для формования изделий из бетонной смеси повышенной жесткости. Она представляет собой сварную рамную конструкцию, установленную на шести пружинах, к которой прикреплены два двухвальных дебалансных вибратора. Вибраторы работают синхронно и синфазно и создают вертикально-направленные колебания. Синхронность и синфазность работы вибраторов осуществляется с помощью шестеренчатого синхронизатора, соединенного с вибраторами карданными валами.
Частота колебаний площадки — 2 890 в 1 мин. Кинетический момент каждого вибратора равен 24 кгсм без дополнительных дебалансов, 38 — с малыми дополнительными дебалансами и 54 — с большими. Амплитуда колебаний формы с бетонной смесью составляла при больших дополнительных дебалансах около 1 мм. Мощность трехфазного короткозамкнутого электродвигателя 7 квт; управление площадкой — дистанционное электрическое.
Крепление формы к виброплощадке производится рычажно-клиновыми прижимами. Максимальный размер форм, устанавливаемых на виброплощадке, — 3,2X0,8 м и минимальной — 0,5X1 м,
Габариты виброплощадки по длине 3,3 л и по ширине 1,1 м. Общий вес виброплощадки 1,63 т, в том числе вес колеблющихся частей— 1 т.
Испытание виброплощадки под нагрузкой производилось с бетонной смесью различной жесткости. Смесь загружалась в форму по весу, что позволяло надежно судить об окончании ее уплотнения. При работе с большими дебалансами смесь с жесткостью 50 сек. уплотнялась за 1 мин.; с жесткостью 100 сек. — за 1,5 мин. и с жесткостью 250 сек. — за 4 мин. При уплотнении смеси с жесткостью более 100 сек, для получения гладкой верхней плоскости изделия необходимо применение пригрузки.
Крепление формы к раме виброплощадки клиновыми зажимами достаточно надежно и производится одним рабочим примерно за 2 мин. На площадках были отформованы с немедленной распалубкой из жесткой бетонной смеси ребристые плиты; качество плит оказалось вполне удовлетворительным.
На рис. 50 изображена виброплощадка СМ-476 грузоподъемностью 5 000 кг конструкции ВНИИСтройдормаша.
Верхняя рама виброплощадки выполнена в виде трех независимых вибростолов. Это позволяет (в случае необходимости) использовать каждый стол как самостоятельную виброплощадку и формовать изделия различных размеров. Каждый стол представляет собой сварную конструкцию, опирающуюся на упругие опоры.
Крайние вибростолы опираются на четыре опоры, а средний на восемь. Каждая опора состоит из двух цилиндрических пружин — основной (нижней) и дополнительной (верхней). Дополнительная пружина предназначена для предварительной затяжки основной пружины и для предотвращения образования зазора во в:ремя вибрации.
Восемь дебалансных вибраторов разделены на две группы, расположенные симметрично относительно продольной оси виброплощадки. Вибраторы расположены так, что на крайних вибростолах находятся по два вибратора, а на среднем — четыре. Привод вибраторов состоит из электродвигателя, синхронизатора и карданных валов, связывающих вибраторы между собой (в пределах групп) и с синхронизатором. Отличительной особенностью конструкции привода является наличие механической связи (синхронизатора) между карданными валами обеих групп вибраторов, что должно обеспечивать синфазную и синхронную работу вибраторов. Конструкция вибраторов позволяет регулировать амплитуду колебаний виброплощадки.
Частота колебаний виброплощадки равна 2 900 кол/мин.; кинетический момент каждого из восьми дебалансных вибраторов равняется от 27 до 45 кгсм. Амплитуда колебаний поддона формы, заполненной бетонной смесью, составляла от 0,6 до 0,8 мм. Установленная мощность мотора 28 квт. Габариты площадки в плане 6,2 X 2,4 м. Вес площадки 5,75 т.
При испытании виброплощадки изготовлялись ребристая плита перекрытия размером 6,2X1,8X0,24 м и сплошная плита размером 6,2X1,8X0,2 м. Время уплотнения бетонной смеси составляло при наибольших дебалансах около 1 мин. для бетонной смеси с жесткостью 50—60 сек. и около 2 мин. — для бетонной смеси с жесткостью 150 сек.
Виброплощадка СМ-483 (ВНИИСтройдормаш) грузоподъемностью 16 т состоит из 10 вибрационных столов, притяжных электромагнитов и настила (рис. 51). На каждом вибростоле установлено по одному вибратору. Вибростолы объединены в две группы, расположенные вдоль площадки симметрично относительно ее продольной оси. В продольном направлении вибраторы соединены последовательно при помощи карданных валов. Параллельные линии карданных валов в каждой группе вибростолов и между группами соединены между собой зубчатыми передачами закрытого типа (синхронизаторами), что создает жесткую связь между карданными валами и обеспечивает вертикально направленные колебания при одновременной работе всех вибраторов. Каждая линия карданных валов приводится во вращение от индивидуального привода.
Для закрепления формы на виброплощадке во время вибрирования на каждом вибростоле установлены сдвоенные электромагниты. Каждый из электромагнитов имеет возможность индивидуально притягиваться к форме и удерживать ее в процессе вибрирования. Частота колебаний виброплощадки — 2 900 в 1 мин.; амплитуда колебаний 0,25—0,6 мм. Максимальный кинетический момент всех вибраторов 507 кгсм. Общая мощность электродвигателей на приводе вибраторов 40 квт. Габаритные размеры виброплощадки в плане 7,2X4,26 м. Вес виброплощадки 14,38 т. Продолжительность уплотнения бетонной смеси составляла при работе наибольшими дебалансами 4 мин. для смесей с жесткостью 120 сек. и 6 мин. — для смесей с жесткостью 150 сек.
Из несерийных виброплощадок представляют интерес 5-и 10- тонные виброплощадки завода «Баррикада» [55, 45]. На этих виброплощадках взамен пружин были применены упругие резиновые прокладки.
Верхняя рама виброплощадки грузоподъемностью 5 т (рис. 52) сварена из швеллеров и покрыта снизу и сверху листами толщиной 4 мм. Нижними плоскостями швеллеров рама свободно опирается на восемь упругих амортизаторов, уложенных в коробки швеллеров, приваренных к двум длинным сторонам нижней рамы. Амортизаторы состоят из уложенных в четыре слоя отрезков транспортерной ленты длиной 1 м. Вдоль виброплощадки расположен вал с семью дебалансами, составленными из пяти частей, соединенных между собой муфтами.
Вращение вала осуществляется клиноременной передачей от электродвигателя мощностью 7 квт.
На 10-тонной виброплощадке амортизаторы расположены непрерывно по всему периметру нижней рамы.
Амплитуда колебаний виброплощадок составляет около 5 мм при частоте 2 500 кол/мин. Вследствие равномерного распределения нагрузки на амортизаторы достигается равномерная вибрация по всей поверхности виброплощадки.
Наряду с положительными результатами эксплуатации этих виброплощадок они имеют и некоторые недостатки. Нет точно установленных требований к амортизаторам. В отдельных случаях при несвоевременной их смене имели место значительные биения площадки и иногда поломки рамы. По этой же причине приходится раз в месяц менять около 20% подшипников.
Заслуживают внимания виброплощадки ПКБ Главмосжелезобетона грузоподъемностью 3,5 и 8 т, а также виброплощадки ВНИОМСа грузоподъемностью 3 и 5 т.
Виброплощадка ПКБ Главмосжелезобетона является частью серии агрегатных формовочных станков, разработанных этим же конструкторским бюро для механизированного производства сборного железобетона, изготовляемого по агрегатно-поточной технологии [5, 6]. На этих станках можно формовать сплошные, многопустотные и ребристые изделия, а также крупные блоки.
Различные серии агрегатных формовочных станков при соответствующей переналадке позволяют осуществлять формование следующих изделий:
пустотелых, ребристых настилов и плит перекрытий, лестничных маршей и площадок, санитарно-технических плит, балок, колонн и других изделий с максимальными габаритами 6,4X2X0,4 м; 6,4x1,2X0,3 м и 4,2X1,2X0,2 м;
плит перекрытий лестничных маршей и площадок, санитарно-технических плит и других изделий с максимальными габаритами 4,2Х2Х0,2 м;
блоков для наружных я внутренних стен и стен подвалов, фундаментных блоков и других изделий с максимальными габаритами 4,2X2X0,8 м.
Все установки монтируют из следующих унифицированных узлов: бетоноукладчика, виброплощадки, пустотообразователей и виброщитов. Комплекты могут быть дополнены передаточной тележкой для установки смазанной и очищенной формы на виброплощадку.
Конструкция виброплощадки и применение виброщитов создают необходимые условия для качественной укладки жестких бетонных смесей. Вместе с тем конструкция станков этой серии допускает сравнительно просто переналаживать их, что позволяет легко изменять тип и номенклатуру формуемых изделий. Для формования лестничных маршей, например, достаточно убрать пустотообразователи и заменить виброщит виброштампом.
Изменением числа и конфигурации вкладышей-пустотообразователей и заменой виброщита достигается изменение типоразмеров пустотелых настилов и плит. Серия агрегатных формовочных станков предназначена для заводов и полигонов, формующих изделия в металлических формах, на централизованном вибропосту и транспортирующих их в отформованном виде мостовыми кранами или кран-балками.
Для уплотнения бетонной смеси применяются виброплощадки грузоподъемностью в 3,5 и 8 т. Габариты их соответствуют максимальным габаритам изделий, приведенным выше. Амплитуда колебаний — 0,4—0,6 мм, частота — 3 000 кол/минуту. Мощность электродвигателя 14—20 квт. Вес виброплощадки — 7,05 т.
Виброплощадка (рис. 53) состоит из следующих основных узлов: верхней рамы 1, опорной рамы 2, дебалансов 3 и 4 (крайних и средних), привода 5, контрпривода 6 и электромагнитов 7. Верхняя рама является несущим элементом виброплощадки — на ней смонтированы все узлы колеблющейся части. Ось вала дебалансов проходит через центр тяжести рамы. К продольным балкам рамы с внешних сторон приварены по два кронштейна, при помощи которых рама опирается на упругие опоры. Дебаланс представляет собой эксцентрик, состоящий из -двух дисков, перемещающихся один относительно другого. Перемещением дисков изменяется кинетический момент и соответственно регулируется величина амплитуды колебаний. Валы дебалансов соединены между собой упругими муфтами.
Легкая верхняя рама виброплощадки выполнена из листовой стали и представляет собой систему, состоящую из двух продольных сварных двутавровых балок и 32 поперечных диафрагм. В четырех местах рамы установлены упругие опоры, состоящие из верхних и нижних (прямых и обратных) пружин, связанных стяжными шпильками. Вал контрпривода получает вращение от электродвигателя посредством пяти клиновидных ремней. Для закрепления форм на раме во время вибрации служат восемь электромагнитов. Направляющие и пневматические упоры форм служат для обеспечения правильного положения формы на виброплощадке и для предотвращения распирания бортов форм под действием вибрируемой бетонной смеси.
Самоходный бетоноукладчик подает бетонную смесь и равномерно укладывает ее по всей форме. Он состоит из портальной тележки, на которой смонтирован бункер, оборудованный ручным секторным затвором и вибратором типа И-7, обеспечивающим равномерный выход бетонной смеси. Смесь распределяется на поверхности формы специальным скребком — разравнивателем. Скорость передвижения бетоноукладчика регулируется крановым электродвигателем мощностью 2,2 квт с контроллером.
Пустотообразователь представляет собой самоходную каретку с вкладышами, перемещающуюся по направляющим, и приспособления для подъема и опускания вкладышей. Пуетотообразователь приводится в движение от электродвигателя мощностью в 14 квт. Траверса пуетотообразователя вместе с вкладышем — сменная, что позволяет переходить на изготовление изделий различного вида. Каретка перемещается со скоростью 0,15 м/сек. Тяговое усилие—10 т.
Виброщит предназначен для уплотнения верхних слоев бетонной смеси и сохранения ее неподвижности при извлечении вкладышей. Он представляет собой сварную раму из швеллеров, к нижней части которой приварен стальной лист, а сверху, через швеллера, прикреплены четыре электровибратора типа И-7.
Виброщиты сменяют в зависимости от типа формуемого изделия.
Управление электродвигателями, установленными на всех агрегатах серии, централизованное. Оно сосредоточено на специальном пульте. Схема электрооборудования позволяет включать любой агрегат серии нажатием кнопки на пульте управления. Управление самоходным бетоноукладчиком может осуществляться как с центрального пульта, так и оператором, находящимся не посредственно на бетоноукладчике.
Поузловой ремонт (замена целиком отдельных узлов) облегчен тем, что все узлы станков серии унифицированы.
В этих площадках недостаточно удовлетворительно крепятся дебалансы к раме. Слаба и находится на пределе лебедка для подъема виброщита.
Виброплощадка грузоподъемностью 5 т (ВНИОМСа) предназначена для изготовления плит-оболочек для гидротехнических сооружений, тяжелых и крупнопанельных конструкций промышленного и гражданского строительства.
Виброплощадка (рис. 54) состоит из следующих основных частей: верхней рамы 1, нижней рамы 2, восьми вибраторов 3, рольгангов 4, упругих опор 5, четырех электромагнитных плит 6, гидравлического домкрата 7, гибкой муфты 8 и электродвигателя 9. Верхняя рама опирается на четыре упругих опоры, каждая опора состоит ив двух основных, двух вспомогательных спиральных пружин и соединительной балки, на которую опирается верхняя рама. Таким образом достигается статическая определимость верхней рамы.
На виброплощадке установлены два рольганга, которые не участвуют в колебаниях, так как не связаны с верхней рамой. Для подъема рольгангов предусмотрены гидравлические домкраты, приводимые в действие насосом. Формы крепятся к раме при помощи четырех электромагнитов, питающихся постоянным током от выпрямителя.
Одним из основных технологических требований к виброплощадке является наличие надежных приспособлений для крепления во время вибрации формы с бетонной смесью к раме. При незакрепленной на площадке форме частота и амплитуда колебаний формы значительно уменьшаются по сравнению с частотой и амплитудой колебаний рамы, что приводит к снижению эффективности вибрации. Жесткое крепление формы обеспечивает максимальную передачу энергии колебаний вибрируемой массе бетонной смеси, повышает производительность виброплощадки, улучшает качество изделий, а также позволяет применять бетонные смеси повышенной жесткости.
Закрепление формы на площадке может производиться различными способами: механическим, электромагнитным, пневматическим и гидравлическим. Наиболее надежным и удобным является электромагнитный способ, при котором достигается быстрое и хорошее закрепление металлической формы на раме, а также быстрое ее освобождение. Этот способ требует, однако, весьма тщательной и аккуратной эксплуатации формы.
Важным требованием является получение при работе виброплощадки постоянной величины амплитуды колебаний во всех точках плоскости вибрирования.
Для жестких бетонных смесей качество уплотнения значительно повышается при двусторонней вибрации изделия, т. е. сверху и снизу. Обычно, как уже указывалось, вибрация изделия сверху сопровождается одновременно прессованием его за счет давления, создаваемого пригрузочными приспособлениями.
Для увеличения величины давления и повышения эффективности пригрузки НИИЖелезобетоном совместно с заводом № 4 Главмосжелезобетона было произведено переоборудование вибропригрузочного щита установки ПКБ Главмосжелезобетона.
Применение пневмопригрузки на этом виброщите не потребовало изменений в конструкции установки и не усложнило технологию формования настилов (рис. 55).
На существующем виброщите была приварена к швеллерам подъема рама из швеллера № 12, в нижней части которой в местах расположения четырех кислородных подушек приварен стальной лист из 2-миллиметровой стали. На самом виброщите тоже пр варен под кислородными подушками такой же стальной лист. В эти приспособления и кислородные подушки увеличивают вес виброщита всего на 100 кг.
Пригрузка осуществляется по обычной схеме, принятой в промышленности железобетонных изделий для пневмопригрузки качестве связывающего силового звена, соединяющего верхний щит и форму, применены вместо цепей четыре болта, которые при опускании щита автоматически входят в зацепление с виброщитом.
Перед подъемом щита специальным рычагом все болты выводятся рабочим из зацепления.
Развиваемое давление пригрузка равно 100—200 г/см2. Использование пневмовибропригрузки позволило в опытах повысить жесткость бетонной смеси с 50—60 до 100 сек.
4. МАШИНЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОПУСТОТНЫХ НАСТИЛОВ И ПЛИТ ИЗ ЖЕСТКИХ СМЕСЕЙ
Многопустотные плиты и настилы перекрытий на специализированных заводах наиболее целесообразно изготовлять на машинах с вибровкладышами (рис. 56). Такие машины (проект Гипростроммаш) особенно эффективны при изготовлении элементов перекрытий из жестких бетонных смесей. Основным рабочим органом машины является приводной вибровкладыш с электродвигателем, расположенным вне вкладыша.
Приводной вибровкладыш состоит из корпуса, составного вибровала с дебалансами и привода. Во внутренней части корпуса имеются площадки для установки вибраторов, а снаружи — площадка для установки электродвигателя. Привод вибровала осуществляется через клиноременную передачу. Вкладыш крепится к траверсе формовочной машины шарнирно, через хвостовик. Амплитуда колебаний вкладыша 1 мм. Распределение амплитуды колебаний по поверхности вкладыша сравнительно равномерное с отклонением около 10—15% от средней величины. Испытания приводного вибровкладыша показали, что при его применении жесткие бетонные смеси уплотняются за один проход бетоноукладчика без предварительной укладки первого слоя смеси под вкладыш.
Приводной вибровкладыш позволяет создать унифицированную серию машин, пригодных для работы во всех трех видах организации и технологического процесса (конвейерный, поточноагрегатный и стендовый) изготовления многопустотных панелей перекрытий. Эта серия машин может собираться из унифицированных узлов и включает в себя следующие фашины: формовочную машину широкого конвейера; формовочную машину узкого конвейера; формовочную машину для поточно-агрегатного производства; формовочную машину для стендового производства.
Основной частью всех этих машин является приводной вибровкладыш и продольные борта, обеспечивающие немедленную распалубку. Краткая характеристика формовочных машин приведи на в табл. 36. Ориентировочная производительность в табл. 36 подсчитана на основании продолжительности циклов работы, принятых в проектах заводов: конвейерном —12 мин., поточно-агрегатном—15 мин., стендовом—20 мин. Циклограммы работы, снятые в процессе эксплуатации формовочных машин, показывают что во всех случаях этот цикл может быть уменьшен до 10 мин
Армирование панели может быть любое — предварительно напряженное, каркасное или в виде пучков арматуры для последующего напряжения. Машины могут производить также формование панелей с отверстиями небольшого диаметра для последующей закладки в них пучков арматуры, если к траверсам присоединить соответствующие пустотообразователи нужного сечения.
Общий вид формовочной машины широкого конвейера показан на рис. 57.
Поддон 8 с арматурой и установленными ранее нижними частями поперечных бортов поступает под приводные вибровкладыши 1 и продольные борта 2 формовочной машины. После установки верхних частей поперечных бортов бетоноукладчиком 9 производится укладка бетонной смеси в образованную бортами форму с одновременным уплотнением его вибровкладышами. По возвращении бетоноукладчика в исходное положение при помощи тельферов подается пригрузочное устройстсво 3, которое укладывается на поверхность изделия, скрепляется с поддоном пиевмозахватами и дополнительно уплотняет смесь. После окончания формования пневмозахваты освобождают пригрузочное устройство и оно отводится на соседний пост. Цепным толкателем 7 поддон с отформованным изделием стягивается с вибровкладышем. Одновременно включается конвейер и на освободившееся место поступает новый поддон. При отсутствии очередного поддона вкладыши и борта подхватываются поддерживающим устройством.
Формовочная машина узкого конвейера отличается от машины широкого конвейера только числом вкладышей и соответственно шириной траверсы и пригрузочного устройства. Работа его аналогична работе формовочной машины широкого конвейера.
Формовочная машина для поточно-агрегатного производства показана на рис. 58. Эта машина отличается от машины узкого
конвейера наличием катков 5 на траверсе 4 и серийной лебедки 6 с полиспастной заделкой каната. В этом случае поддон 7 устанавливается краном или тельфером на пост формовки. Вкладыши 1 и борта 2, опираясь на ролик 10, подаются нижней ветвью лебедки в форму. После укладки бетонной смеси пригрузочное устройство 3 скрепляется с поддоном и вибровкладышами и производится уплотнение смеси. По окончании вибрирования и снятия пригрузки вкладыши извлекаются лебедкой, и форма снимается с поста. Поперечные борта 9 в этой остановке являются, принадлежностью поста.
Формовочная машина для стендового производства (рис. 59) отличается от машины для поточно-агрегатного производства числом вибровкладышей, шириной траверсы и шириной пригрузочного устройства, которые полностью используются от формовочной машины широкого конвейера. Траверса имеет катки и перемещается по общим с бетоноукладчиком рельсам. Лебедка вынесена в конец стенда длиной около 100 м и имеет только одну ветвь с полиспастом. Вибровкладыши, продольные борта и бетоноукладчик, перемещаясь вдоль стенда, формуют на последовательно расположенных постах панели с зазором между ними до 200 мм. После окончания формования панелей на одной полосе стенда формовочная машина переносится краном на другую, где операции повторяются. Арматура панелей может быть предварительно уложена и напряжена вдоль всего стенда. На всех описанных машинах можно формовать одновременно несколько панелей меньшей ширины путем удаления вкладышей и постановки дополнительных промежуточных бортов.
Применительно к работе узкого конвейера завода № 6 Главмосжелезобетона институтом ВНИИЖелезобетон и заводом спроектирована, изготовлена и внедрена специальная машина
(рис. 60). Она состоит из трех основных частей: траверсной тележки, пригрузочного щита и кислородных подушек.
Самоходная траверсная тележка служит для передвижения пригрузочной машины по рельсовому пути бетоноукладчика и для восприятия противодавления от кислородных- подушек. Пригрузочный щит подвешен на резиновых тросах к кронштейнам самоходной тележки. Для уменьшения трения при растяжении резиновые тросы крепятся через систему роликов.
Под давлением воздуха в кислородных подушках пригрузочный щит опускается на поверхность бетона. Резиновые тросы позволяют осуществить это опускание плавно. После уплотнения бетонной смеси воздушный шланг отключается от пригрузочной машины и пригрузочный щит поднимается в исходное положение резиновыми тросами за счет усилия их натяжения. На случай обрыва резиновых тросов пригрузочный щит в четырех точках соединяется с самоходной траверсной тележкой стальными тросами, длина которых обеспечивает нормальную работу пригрузочного щита. Натяжение стальных тросов происходит только при ненормально большом опускании щита, вызванном обрывом резинового троса. Между нижней плоскостью самоходной траверсной тележки и верхней плоскостью пригрузочного щита установлено восемь кислородных подушек объемом 100 л, работающих при давлении 1 ати. Давление воздуха в кислородных подушках контролируется при помощи манометра. Усилие пригрузки на поверхности бетонной смеси — 100 г/см2.
Подача воздуха к подушкам осуществляется от центрального воздухопровода, имеющего рабочее давление 6—8 ати. Давление уменьшается при помощи понижающего редуктора давления. Соединение магистрального воздухопровода с распределительным воздухопроводом на самоходной траверсной тележке производится гибким резиновым шлангом. Для очистки и смазки нижней плоскости пригрузочного щита на траверсе пустотообразователей формующей машины смонтировано специальное устройство. Это устройство состоит из транспортерной ленты, закрепленной на траверсе, и корыта со смазкой, в котором установлен покрытый войлоком смазывающий ролик, имеющий длину, равную ширине пригрузочного щита. Во время движения пригрузочного щита транспортерная лента производит его очистку, а смазывающий ролик—смазку.
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона
д-р техн. наук В.И.Сорокер, инж. В.Г.Довжик
Москва 1958
|
