АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Лабораторная работа № 6

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ МАШИН ДЛЯ ВИБРОУПЛОТНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: ознакомиться с конструктивными особенностями и работой виброплощадок; научиться составлять эскизные чертежи и кинематические схемы.

Общие положения.

Уплотнение различных смесей как сухих, так и водонасыщенных при формовании строительных изделий осуществляется преимущественно следующими способами: ударным, ударно-вибрационным, вибрационным, прессованием, вибропрессованием, вакуумированием, вибровакуумированием, роликовым прессованием, торкретированием, центробежным и экструзионным формованием.

Ударный способ обеспечивает режим нелинейного нагружения смеси, когда в системе возбуждается ударный импульс, создающий собственные колебания, затухающие к началу следующего импульса.

Вибрационный способ обеспечивает режим, линейного (синусоидального) нагружения смеси при низких, средних и высоких частотах.

Ударно-вибрационный способ обеспечивает режим сложного нелинейного нагружения смеси, когда на вынуждающие линейные колебания накладываются ударные импульсы.

Вибрационное уплотнение строительных смесей является наиболее распространенным способом формования, при котором применяются виброплощадки различной конструкции.

Процесс вибрационного уплотнения смесей как сухих, так и водонасыщенных очень сложен. Каждый компонент смеси имеет свою траекторию перемещения и подчиняется различным законам механики и гидродинамики.

При гармоническом колебательном движении формы с частотой , заполненной, например цементно-песчаной смесью, колебания начнут передаваться от ее внутренних поверхностей соприкасающихся с ними частицами крупного и мелкого заполнителя. Силы сухого трения начнут вовлекать в колебательное движение частицы смеси, отдаленные от стенок емкости. Однако частицы крупного заполнителя обладают большей инерционностью, чем мелкие и поэтому будут сопротивляться вовлечению в колебательное движение. При этом частицы крупного заполнителя с большей массой будут иметь меньший размах колебаний (амплитуду), чем частицы с меньшей массой. Сопротивление, возникающее при относительном движении частиц крупного размера и цементно-песчаной смеси, вызывает различные по значению фазовые сдвиги частиц относительно колебаний стенок формы.

Между частицами крупного заполнителя возникнут относительные проскальзывания, скорости которых по мере удаления от стенок формы будут снижаться. При этом расстояние, на которое распространаяются колебания в толще смеси, зависит от направления колебаний относительно стенок формы. Если колебания перпендикулярны стенкам формы, то они передаются смеси в виде импульсов сжатия с возбуждением в ней периодически изменяющихся нормальных напряжений. Если колебания направлены по касательной к стенкам емкости, то возбуждение колебаний в смеси происходит за счет периодически изменющихся касательных напряжений. Колебания, возбуждаемые за счет развития нормальных напряжений распространяются в смеси на большую глубину, чем в случае возбуждения колебаний касательными напряжениями.

Исследованиями виброуплотнения бетонных смесей установлено, что, когда векторы ускорений нормальны к колеблющейся поверхности формы (горизонтально направленные колебания) и их максимальные значения превосходят (7-8)g, инерционные силы, действующие на частицы, делаются столь большими, что преодолевают силы адгезионного сцепления между бетонной смесью и колеблющейся поверхностью. Возникает разрыв между частицами бетонной смеси и колеблющейся поверхностью, что приводит к подсосу воздуха и, соответственно, к разуплотнению смеси.

При вертикально направленных колебаниях формы отрыв бетонной смеси от поддона возможен лишь, когда инерционные силы, приложенные к частицам бетонной смеси, действуют вверх. Этот эффект используется при интенсификации процесса уплотнения бетонной смеси за счет использования асимметричных вертикально направленных колебаний формы. При таких колебаниях ускорения, отрывающие смесь от поддона формы, делаются меньше 7g, а прижимающие доводятся до 20g. Асимметричные колебания формы возбуждаются на ударно-вибрационных площадках, которые за счет своей высокой уплотняющей способности получили большое распространение.

При формовании длинномерных тонкостенных изделий из бетонных смесей жесткостью до 30 с необходимо применять горизонтально направленные гармонические колебания.

При формовании изделий толщиной до 0,5 м из бетонных смесей жесткостью до 60 с целесообразно применять вертикально направленные гармонические колебания, которые лучше распространяются в объеме бетонной смеси и обладают несколько большей уплотняющей способностью чем горизонтально направленные колебания.

При формовании толстостенных изделий из бетонных смесей жесткостью 80-100 с целесообразно применять ударно-вибрационные установки с вертикально направленными асимметричными колебаниями.

Известно, что в свежеприготовленной бетонной смеси может содержаться большое количество защемленного воздуха, что может привести к повышенной пористости затвердевшего бетона. Для удаления защемленного воздуха из бетонной смеси производят ее уплотнение.

Уплотняют бетонную смесь прессованием, центрифугированием, ваккумированием, трамбованием, вибрированием и др. Однако зачастую простого уплотнения оказывается недостаточно, особенно в случае использования жестких смесей, поэтому наибольшее распространение получил вибрационный способ уплотнения. Этот способ уплотнения смесей базируется на реологическом проявлении свойства - тиксотропии. Суть вибрационного способа состоит в том, что при колебаниях бетонная смесь приобретает свойства текучести – тиксотропии, благодаря нарушению связей между ее частицами. Частицы, приобретая повышенную подвижность, перемещаются и под действием силы тяжести стремятся занять более устойчивое положение. При этом воздух, находящийся между ними, вытесняется наружу, и смесь существенно уплотняется. Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси характеризуется амплитудой , угловой частотой колебаний и продолжительностью вибрирования t. Станадартному режиму соответствует амплитуда колебаний = 0,35-0,5 мм при частоте = 314 1/с.

Любая вибрационная машина состоит из двух основных элементов: рабочего органа и вибровозбудителя. Рабочий орган – агрегат, с помощью которого колебания передаются бетонной смеси. Из вибровозбудителей наибольшее распространение получили центробежные возбудители.

В технологии бетонных и железобетонных изделий наибольшее распространение получили глубинные вибромашины и виброплощадки.

В качестве примера на рис. 1 представлена конструкция глубинного вибратора с гибким валом.

Рис. 1. Глубинная вибромашина с гибким валом:

1 – планетарный возбудитель; 2 – корпус; 3 – гибкий вал; 4 – резиновый шланг; 5 – электродвигатель

Вибрационные площадки являются наиболее распространенным видом оборудования, применяемым в практике формования бетонных и железобетонных изделий (рис. 2). Примерно 80% всех типов бетонных изделий формуются на вибрационных площадках. Особенностью этих машин является вовлечение в колебания всего объема бетонной смеси совместно с формой в отличие от уплотнения только отдельных зон при использовании глубинных вибраторов.

Содержание работы.

Вначале ознакомиться с описанием работы и правилами техники бе­зопасности при работе на виброплощадке.

Последовательность выполнения работы:

1. Ознакомиться с правилами техники безопасности при работе на виброплощадке с круговыми колебаниями и на виброплощадке с маятниковой подвеской.

2. Изучить устройство и конструктивные особенности виброплощадки с круговыми колебаниями и на виброплощадки с маятниковой подвеской сначала по описанию и схеме, а затем непосредственно на оборудовании.

3. Задать модельную смесь, например, сухую цементно-песчаную смесь в соотношении 1: 3.

Рис. 2. Принципиальные схемы вибрационных площадок:

а) – с круговыми колебаниями; б) – с многокомпонентными колебаниями; в) – с направленными колебаниями в вертикальной плоскости; г) – с направленными колебаниями в горизонтальной плоскости; д) – с виброударными колебаниями с кривошипно-шатунным приводом; е) – то же, с центробежным вибровозбудителем;

1 – вибровозбудитель; 2 – виброизолирующие опоры; 3 – рабочий орган; 4 – форма с бетонной смесью; 5 – поддерживающие упругие связи; 6 – ударники; 7 – уравновешивающая рама; 8 – упругие связи кривошипно-шатунного привода

4. Расчетное количество песка и цемента взвесить и засыпать в литровую банку. Затем, с разрешения преподавателя или лаборанта, установить банку со смесью на выбранную виброплощадку и включить ее в работу на заданное время. Затем выключить виброплощадку и измерить линейкой величину осадки уплотненной смеси. Далее операции повторяются и рассчитывается коэффициент уплотнения смеси для каждого периода работы виброплощадки.

5. После ознакомления с работой виброплощадок необходимо дать эскиз конструкций виброплощадок и их кинематические схемы.

Контрольные вопросы

1. Дайте классификацию вибромашин для формования бетонных изделий.

2. Назовите основные характеристики режима виброуплотнения.

3. Изобразите конструктивные схемы виброплощадок с круговыми колебаниями и вертикально направленными колебаниями.

4. Объясните принцип работы центробежного вибровозбудителя.

5. На каком свойстве основан процесс виброуплотнения бетонной смеси?

6. Для формования каких изделий используют вертикально направленные и горизонтально направленные колебания?

7. Поясните особенности конструкции виброплощадки с маятниковой подвеской.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 572 | Нарушение авторских прав