Модуль пружності бетону вибрированного

Модуль пружності бетону вибрированного

Модуль пружності встановлювали з кривою навантаження ― деформація при навантаженні в 0,25 від руйнівної. Криві напруга ― деформація для вибрированного бетону складу 1 :8 на щебені при В/Ц = 0,6 і легкоукладальності 14 сек. Випробування циліндрів 15x30 см показали, що модуль пружності вибрированного бетону з водоцементным ставленням 0,55-0,7 більше модуля пружності того ж бетону ручної укладки.

Модуль пружності вибрированного бетону з великою кількістю крупного заповнювача більше, ніж у бетону ручної укладки, крім сильно рухливих бетонних сумішей. Це розходження в модулях пружності особливо різко проявляється в худих складах. Із збільшенням водоцементного відносини модуль пружності вибрированного бетону зменшується. Найбільший модуль пружності зафіксований для вибри-ваного бетону у віці 60 днів; з подальшим збільшенням віку до 150 днів модуль пружності вибрированного бетону так само, як і бетону ручної укладки, зменшується. Модуль пружності бетону збільшується з віком до деякого граничного значення, а потім зменшується. Середні значення модуля пружності вибрированного бетону у віці 6 днів.

Порівнюючи ці значення з нормативними значеннями, бачимо, що при міцності 170 кг/см² модулі пружності збігаються; при більш низьких марок бетону модуль пружності вибрированного бетону дещо більше нормативних значень.

Модуль пружності бетону залежить не тільки від марки бетону, але більшою мірою від рамок, витрати цементу, щільності бетону і віку. У ранньому віці модуль пружності бетону сильно змінюється з напругою в силу наявності великих пластичних деформацій.

Модуль пружності зазвичай визначали за 0,25. При визначенні модуля пружності при великих напругах порядку 0,5 виходять менші значення модуля пружності. Залізобетонні конструкції розраховують з коефіцієнтом запасу 1,8-2, тому модуль пружності, визначений при 0,5, більш відповідає умовам роботи споруди при експлуатаційному навантаженні.

Підраховані за ним значення прогинів краще відповідають досвідченим даними, ніж при 0,25; в останньому випадку теоретичні прогини виявляються завжди менше досвідчених. Наведені криві модуля пружності за нормами 2003 р. і отримані з досвіду для вибрированного бетону при 0,5. За даними Ивенса, модуль пружності бетону при вигині зменшується зі збільшенням прольоту або висоти балки. Модуль пружності бетону при розтяганні приймається 0,85 від модуля при стисненні.

За даними Шумана і Такера, модуль пружності при розтягуванні не відповідає межі міцності при розтягуванні. Модуль пружності при розтягуванні за цими даними дещо менше модуля пружності при стиску. А саме: модуль пружності при розтягуванні коливається в межах 0,231-0,28 X 10, а при стисненні від 0,238 до 0,287x106.

За досвідченим даними, модуль пружності бетону при розтяганні не відрізняється від модуля пружності при стиску, встановленого при напрузі 0,5.

Пластичні деформації бетону вибрированного

Пластичністю, за визначенням А. А. Ільюшина, називають здатність твердих тіл деформуватися під дією прикладених до нього зовнішніх сил і отримувати постійні або тимчасові залишкові (пластичні) деформації при усуненні зовнішніх сил. Реальні тверді тіла при як завгодно малих деформаціях володіють цією властивістю в більшій чи меншій мірі. При незмінній тривалому навантаженні деформації збільшуються.

Непружні деформації, які продовжують зростати з часом, протягом якого бетон піддається тривалому навантаженні, називають повзучістю. Повзучість є бажаною властивістю залізобетонних елементів споруд, так як вона сприяє перерозподілу напружень в статично неопределимых системах, зменшуючи їх у небезпечних місцях, і цим зменшує можливість появи тріщин.

В термін повзучість іноді вкладають два поняття: процес мимовільного зростання деформації з плином часу при постійному напрузі, званий післядією, і процес зменшення напруги при постійній деформації або релаксація напруг.

У загальних рисах механізм повзучості бетону включає три види непружних деформацій: а) зсув по площинах кристалічних зростків, що пронизують гель; б) часткове зневоднення гелю внаслідок доданих тисків; в) в'язке протягом гідратованих частинок відносно один одного.

Повзучість бетону головним чином відносять за рахунок другого фактора, тобто зневоднення гелю при впливі зовнішнього навантаження. При цьому адсорбована при гідратації гелем вода йде в межчастичные капіляри.

Фактори, що визначають величину повзучості бетону

Численні дослідження повзучості бетону дозволяють оцінити вплив різних факторів.

Серед них найбільш важливими вважаються: склад бетону і гранулометричний склад заповнювача. Повзучість бетону збільшується зі збільшенням крупності заповнювача. Є думка про те, що повзучість бетону, виготовленого з пластичних бетонних сумішей, не залежить від вмісту цементу, тобто від складу бетону, а залежить головним чином від водоцементного відносини.

Важливими факторами, що визначають величину повзучості, є: напруга і час. Досліди показують, що в межах допустимих напружень матеріалу деформації повзучості пропорційні напрузі.

Залежність між повзучістю і напругою для постійної тривалої навантаження може бути виражена у формі:

Деформація повзучості змінюється в часі навіть у тому випадку, якщо напруга залишається постійним. Лінійний закон зміни деформації повзучості застосуємо до напружень в бетоні 50 кг/см2; при напругах вище 50 кг/см² спостерігаються відхилення від лінійної залежності. Деформація повзучості залежить від віку бетону; чим старше бетон, тим менше пластична деформація. Ця властивість є наслідком асимптотичної залежності деформації від часу.

Крива залежності повзучості від часу показує, що деформація повзучості наближається до граничної величини ― асимптоте, яку називають критичною деформацією повзучості. За останні 20 років запропоновано багато емпіричних формул залежно повзучості від часу. Найбільш проста формула гіперболічного вигляду, що дає при великому часі / кінцеве значення повзучості.

Константа Т в цьому випадку представляє коефіцієнт повзучості, чисельно рівний критичної деформації повзучості на одиницю напруги. При I = п отримаємо:

Звідси випливає, що 50% критичної деформації повзучості виходить часу при Е = п. Константу п називають постійною часу повзучості.

Константи можна визначити з кривої повзучості. побудованої для бетону у віці одного дня, складу 1 : 7 при ВШ = 0,65, легкоукладальністю 16 сек. Балки випробовували на повзучість при вигині при міцності бетону в 51 кг/см2. Перетворимо формулу: де через V, позначено ставлення. Якщо напруга в крайньому волокні згинальної балки а = 25 кг/см2, то, вичистивши значення 1 > 1 для різних 1, 2, 3, одержимо пряму, з якої визначаємо коефіцієнт повзучості т і постійну часу повзучості п. Есчи значення р, утворюють пряму, то це вказує, що залежність деформації від часу і напруги має гіперболічної форму. Обробка експериментальних даних інших авторів вказує, що залежність (17) з достатнім ступенем точності відображає явище повзучості бетону.

Величини постійних повзучості залежать від різних факторів. Коефіцієнт повзучості т залежить від наступних факторів: вологості бетону в період навантаження, віку до моменту завантаження, розміру зразка та способу навантаження, складу бетону, гранулометричного складу наповнювачів, виду заповнювача, виду цементу і температури в період перебування під навантаженням.

Зміна константи часу повзучості вивчено мало, і поки не можуть бути встановлені загальні закономірності, як це має місце стосовно коефіцієнта .

Пластичні деформації мають велике значення у випадках раннього навантаження забетонованої конструкції. Для отримання даних про пластичних деформацій бетону різного віку і різної міцності автором у ЦНИПС були проведені досліди з балками, між якими були затиснуті попередньо прокалиброванные пружини. В одній серії балок зберегли постійним напругу шляхом періодичної підтяжки пружини, в іншій серії не змінювали спочатку створеного напруги і вели спостереження за деформаціями за встановленими по кінцях балок і в середині мессурам. Деформації бетонів різної міцності.

Пості витримки балок під навантаженням протягом 24 год. найбільшу пластичну деформацію показали балки з міцністю бетону 116 кг/см2; після двухсуточной витримки найбільші пластичні деформації виявили балки з міцністю в 51 кг/см2; після трьох діб витримки положення не зрадь-лось. Відмінність у величині пластичної деформації бетону в ранньому і пізньому часу становить 40%. Бетон в ранньому віці з міцністю 50 кг/см2 має повзучістю приблизно в 1,5 рази більше, ніж бетон міцністю 150*.

Усадочні деформації

Усадочні деформації різко змінюють наявну величину пластичних деформацій. Усадочні деформації при визначенні пластичних деформацій при розтягуванні часто призводять до сумарної деформації стиснення, незважаючи на великі напруги у зразку близько 0,7-0,8 Rp.

При малих усадочних деформацій пластичні деформації при розтягуванні можуть розвинутися до більших значень, що перевищують нормовані величину, зразок при цьому не руйнується. Пластичні деформації, що розвиваються тривалий час, можуть викликати руйнування зразка при навантаженні, меншою руйнує. Можуть мати місце випадки, коли зразок розривається при наявності сумарних (від усадки і повзучості при розтягуванні) деформацій стиснення. Це вказує на неспроможність теорії міцності найбільших деформацій у застосуванні до растягиваемому бетону.

Повзучість бетону на портландцементі більше, ніж бетону на глиноземистом цементі. Усадочні деформації розчину на глиноземистом цементі не менше, ніж у портландцементу.

Зразки на портландцементі з добавкою 20% азбестового волокна 5-го сорти показали великі пластичні деформації в крайніх волокнах до 2-75 - Ю-4. Ці зразки мали жолоблення. Великі усадочні деформації азбестоцементу знижують пластичні деформації і переводять їх з області розтягування в області стиснення.

 

Вакуумування азбестоцементу спричиняє зменшення пластичних деформацій і зменшує викривлення зразків. Усадочні деформації у вакуумованих зразків і зразків, що не піддавалися вакуумування, мали той же порядок. Добавка мінеральної вати викликає усадку як у віброваних, так і вакуумованих зразків, яка в кілька разів перевищує пластичні деформації, які проявляються при навантаженні.

Обладнання для вібрування бетону

Коливання вібратора можуть бути викликані шляхом перетворення різного виду енергії: електричної, стисненого повітря, пари, води і рідкого палива в механічну енергію, що перетворюються потім в енергію коливань. Зазвичай застосовують вібратори відносяться до типу інерційних механізмів. Механізми ударного або змішаного (інерційно-ударного типу застосовуються рідко.

По роду приводу і рушійною енергії розрізняють вібратори електромоторні, електромагнітні, пневматичні поршневі і пневматичні ротаційні. Гідравлічні вібратори зустрічаються рідко, а електромеханічні вібратори ударної дії майже не застосовуються. Незважаючи на відмінність способів збудження коливань: обертального і зворотно-поступального, вібратори відносяться до типу інерційних механізмів.

Класифікацію вібраторів зручно провести за родом рушійної енергії або за способом передачі коливань. Вібратори призводять до коливання електричною енергією, стисненим повітрям, парою, водою і двигунами внутрішнього згоряння.

Схема пневматичної поршневого вібратора

Показано пристрій внутрішнього електромоторного вібратора. Цей вібратор складається з двигуна трифазного струму, укладеного в непроникний для води металевий кожух. На осі ротора, в нижній його частині, укріплений неврівноважений вантаж, так званий ексцентрик (дебаланс). Вище неврівноваженого вантажу видно обмотка статора і ротор. За допомогою гнучкого трубчастого амортизатора коливань корпус вібратора з'єднується зі штангою, що служить для керування вібратором у процесі укладання бетону. Обертання ротора вібратора з насадженим на нього ексцентриком викликає коливання корпусу вібратора. Число коливань в секунду у електромоторного вібратора постійне. Воно трохи менше числа періодів напруги струму внаслідок ковзання ротора.

Схема електромагнітного вібратора. У верхній частині видно сердечник електромагніта змінного струму, до якого прикріплена ручка вібратора. Якір електромагніту підвішений па спіральних пружинах. Коли по обмотці сердечника проходить струм одного напрямку, навколо обмоток створюється магнітне поле, і якір притягається до сердечника, через який замикається магнітний струм. В момент, коли струм змінює свій напрямок, пружини відштовхують якір від сердечника, а при проходженні по обмотці сердечника струму іншого напряму якір знову притягається до сердечника. Таким чином, за час повного періоду струму якір вчиняє два коливання, а слідчий але, при стандартному струмі в 50 пер/сек якір здійснює 100 к/сек. Ці коливання передаються часток бетонної суміші за допомогою робочої площадки або багнета, прикріплених до якоря електромагніта.

Більш досконалі електромагнітні вібратори влаштовані дещо складніше, але принцип залишився незмінним.

Він складається з циліндра, усередині якого переміщується поршень. Стиснене повітря надходить через розподільну коробку в праву частину циліндра і змушує поршень переміщуватиметься вліво. При цьому знаходиться в лівій частині циліндра повітря виходить назовні. Після того як поршень перейде в середнє положення, перекривається правий канал розподільної коробки і відкривається лівий, так що стиснене повітря починає надходити в ліву частину циліндра, і поршень повертається назад. Зі зменшенням тиску стисненого повітря у штуцера вібратора поршень починає переміщатися повільніше, і число коливань вібратора зменшується. Якщо ж підтримати одне і те ж тиск, то число коливань не зміниться, і опалубка, або площадка, до якої прикріплений вібратор, будуть здійснювати коливання, розмах і частота яких залишаються постійними.

Схема пневматичної ротаційного вібратора

Всередині шліфованого циліндра (статора) ексцентрично до його осі обертається барабан (ротор) з подовжніми вирізами, в яких вільно рухаються пластинки, зроблені з пертииакса. Стисле повітря підводиться по каналу, через вікна вступає у циліндр і тисне на виступаючі з ротора пластинки. Так як платівка більше виступає з ротора, ніж пластинка, то і тиск повітря на неї виявляється більше, що і змушує ротор обертатися. Відпрацьоване повітря виходить через вікна.

За першим законом руху матеріальної системи кількість руху матеріальної системи дорівнює кількості руху центру ваги її. Якщо розглянемо матеріальну систему циліндр ― поршень і позначимо: М ― маса циліндра, т ― маса поршня, уц-швидкість руху циліндра, і„ ― швидкість руху поршня, у с ― швидкість центру мас матеріальної системи, то перший закон руху центра ваги для цієї системи можна записати у такому вигляді:

При відсутності зовнішніх сил, наприклад, якщо вібратор працює в повітрі, центр ваги залишається в спокої, тобто 0.

Тоді з першого рівняння маємо, тобто швидкості руху циліндра і поршня обернено пропорційні їх масам. В момент, коли поршень рухається в одну сторону, циліндр рухається в протилежну з такою швидкістю, що центр ваги системи ― поршень ― циліндр залишається в спокої. У пневматичному вібраторі не відбуваються удари поршня об кришки циліндра, як іноді думають, а коливання викликаються переміщеннями циліндра відносно поршня. Аналогічно протікає явище виникнення коливань у інших типів вібраторів ― електромагнітних і электромоторных. Це справедливо для вібратора, що працює в повітрі. Якщо вібратор працює на бетоні або прикріплений до опалубки, то до розглянутої матеріальній системі потрібно прикласти зовнішню силу ― реакцію бетону або опалубки або силу опору середовища.

Переміщення поршня щодо циліндра в пневматичної вібратора або якоря щодо сердечника електромагніту у електромагнітного, або ексцентрика щодо корпусу електромеханічного викликають коливання певної частоти і амплітуди, які передаються бетонної суміші.

Крім обертального і зворотно-поступального принципів збудження коливань, останнім часом розроблено (Л. П. Петрунькиным) планетарний вібраційний елемент з внутрішньої або зовнішньої обкаткою бігунка по біговій доріжці. При кожному обегании доріжки вчиняється одне коливання корпусу вібратора. Число обегании, а отже, і частота коливань корпусу, залежить від співвідношення діаметрів бігунка і бігової доріжки. При внутрішній обкатці бігунок оббігає зовнішню поверхню центрального пальця. Якщо відношення діаметрів бігунка і доріжки одне і те ж, то при зовнішній обкатці виходить менше передаточне число, ніж при внутрішній. Якщо необхідно отримати більш високі частоти, застосовують внутрішню обкатку, і при невисокому числі обертів вала електродвигуна вдається отримати 15 000 ― 25 000 кількість/хв. При розбалансування бігунка планетарні вібратори дають складну форму коливань різних частот.

Принципи роботи вібраторів та їх класифікація

Електричні вібратори в свою чергу поділяються на електромоторні та електромагнітні. Електромоторні вібратори складаються з двигуна, системи неврівноважених вантажів (ексцентриків або дебалансов), робочої частини вібратора (майданчики, багнета і т. д.) і системи управління (рукоятки з вимикачем і т. д.). Ексцентрики можуть бути поміщені безпосередньо на осі ротора двигуна або винесені від двигуна і з'єднані з ним за допомогою ремінної або клинопасової передачі, гнучкого валу і еластичної муфти.

Електромагнітні вібратори представляють електромагніт змінного струму, до якоря або сердечника якого жорстко прикріплена робоча частина вібратора. Вібратори, які живляться стисненим повітрям, парою або водою, можуть бути двоякого роду: поршневі і турбінні. Поршневі являють собою порожнистий циліндр, усередині якого переміщується поршень. Стиснене повітря або пару розподіляється за допомогою розподільної коробки, вміщеній на циліндрі вібратора, і системи жолобків на самому поршні.

Пневматичні вібратори турбінного типу по конструкції схожі з электромоторными вібраторами. Обертання ротора досягається переміщенням його в змінне магнітне поле, а турбіни ― пропуском через неї стисненого повітря, пари або води під невеликим тиском (4-6 атм). Розташування ексцентрика робочої частини вібратора аналогічно электромоторным вібраторів. Є вібратори, що працюють від двигуна внутрішнього згоряння за допомогою ремінної або іншої передачі.

Поділ вібраторів за родом рушійної енергії не вичерпує всього різноманіття їх типів, так як кожен з перерахованих вище типів вібраторів може застосовуватися в якості поверхневого, зовнішнього, внутрішнього або станкового вібраторів. Крім того, є дорожні вібратори, по своїм габаритам і складності конструкції часто є цілими агрегатами.

Поверхневі вібратори передають коливання бетонної суміші за допомогою робочої площадки різних розмірів і форми, яка встановлюється в процесі вібрування на поверхню бетону.

Зовнішні вібратори прикріплюються до опалубки і через неї передають коливання бетонної суміші, що знаходиться усередині опалубки. Розрізняють два способи кріплення вібраторів: лещатами і цінних захопленням. Лещата можуть бути у вигляді струбцинок або з черв'ячним гвинтом; вони кріпляться до хомутам або стійок опалубки. Вібратори з ланцюговим захопленням служать для ущільнення бетонної суміші в елементах головним чином круглого перерізу і невеликого діаметру.

Внутрішні вібратори (первибраторы) поділяють на спливаючі і керовані. Спливаючі вібратори складаються з металевого кожуха різноманітної форми (грушовидна і т. д.), всередині якого вміщено один або кілька вібруючих механізмів. Об'ємна вага механізму в цілому приблизно вдвічі менше об'ємного ваги бетону. Внаслідок цього вібратор, розріджуючи навколо себе бетонну суміш, спливає на поверхню до певного рівня.

За формою і розміром робочої частини внутрішні керовані вібратор и поділяються на вибролопаты, вібробулави, вибростержни, виброштыки і виброиглы. Для обробки бетонної суміші з крупним заповнювачем (до 220 мм) виготовляються потужні вибролопаты або вібробулави, які обслуговуються двома робітниками. Крім того, є внутрішній вібратор з виброштыком або з наконечником у вигляді вилки. Цей виброштык служить для захоплення арматури і передачі через неї коливань бетонної суміші.

Станкові вібратори, або вібраційні площадки, служать для виготовлення бетонних і залізобетонних виробів і збірних деталей на заводах і будівельних майданчиках. Вони складаються з робочої площадки, що покоїться на ресорах або пружинах, і вібруючого механізму, жорстко укріпленого під майданчиком або на самостійному фундаменті. Вібруючий механізм складається з мотора з ексцентриками на валу ротора або з ексцентриків, що приводяться в рух від двигуна, встановленого поблизу віброплощадки. Застосовують електромагнітні, пневматичні чи інші вібратори як вібруючого механізму для станкових вібраторів. Вібраційні площадки ударної дії відрізняються тим, що коливання столу спричиняються ударами зубчастих шківів або за допомогою обмежувачів, однак ці вібратори не знайшли широкого розповсюдження.

Дорожні вібратори представляють машини, як-то: катки, фінішер і просто ДДИНИЫе рейки, на яких змонтовані вібруючі механізми.

Загальні вимоги до вібраторів бетону. Периодумформеры

Загальні вимоги, що пред'являються до всіх вібраторів, крім станкових, зводяться до їх легкості, зручності маневрування з ними у виробничих умовах, малій витраті енергії та економічної ефективності.

Підвищена частота коливань электромоторных вібраторів досягається шляхом редукування її від двигуна за допомогою спеціальних редукторів, що складаються з системи шестерень або пасової та іншої передачі. Рідше застосовується спосіб живлення асинхронних електродвигунів струмами підвищеної частоти від спеціальних перетворювачів частоти струму ― периодумформеров.

Переваги живлення вібраторів струмами високої частоти від перетворювачів полягають у наступному:

а) відсутність передач (пасових, клиноременных, зубчастих), погано працюють при високих частотах;

б) простота обслуговування агрегату, що живить групу вібраторів;

в) сталість режиму коливань (частоти та амплітуди). Переваги периодумформеров дозволяють рекомендувати цей спосіб підвищення частоти до застосування. Перевага полягає ще в тому, що на виході периодумформера можна мати дві або більше частоти.

Обладнання для живлення вібраторів

Число оборотів обертового магнітного поля в асинхронному електродвигуні залежить від частоти напруги струму. Найбільш простим способом регулювання обертання асинхронних двигунів є зміна частоти напруги струму, яке може бути плавним і ступінчастим.

Перетворювачі частоти можуть бути здійснені у формі:

а) синхронного генератора, що приводиться в обертання двигуном постійного струму з регульованою швидкістю;

б) колекторної машини змінного струму, що обертається двигуном з регульованою швидкістю;

в) іонного перетворювача;

г) асинхронного трифазного короткозамкненого двигуна, з'єднаного еластичною муфтою з асинхронним двигуном, що мають контактні кільця.

Найбільш простими є перетворювачі, що складаються з асинхронного короткозамкненого двигуна і трифазного асинхронного двигуна з кільцями, які застосовуються для живлення вібраторів струмами підвищеної частоти. Частота струму, одержуваного в роторі при обертанні його проти поля, дорівнює де частота струму в мережі; К ― число пар полюсів машини; а ― число оборотів в 1 хв. Нещодавно предложенновый принцип отримання високої частоти за допомогою параметричного генератора. Параметричний генератор змінного струму відрізняється відсутністю обмоток збудження або постійних магнітів і наявністю в його ланцюзі ємності.

Простота конструкції, істотна економія активних матеріалів і специфічні особливості зовнішніх робочих характеристик роблять ці машини придатними, коли потрібно отримати струм підвищеної частоти ― 500 гц і вище.

Генератори високої частоти застосовують для колоїдних млинів, вібраційних сит, эмульсаторов, шліфувальних шпинделів в деревообробній промисловості, для індивідуального приводу веретен, ультрацентрифуг і т. д.

Надшвидкісні умформеры

Випускаються надшвидкісні умформеры різної потужності. В роботі Л. Н. Шашанова описані умформеры частоти з числом обертів за 1 хв. ― 4 800-12 000 при потужності 4,5 кет. В роботі М. Р. Лозінського описані машинні генератори струму підвищеної частоти, що випускаються заводами «Електрик» і «Електросила» з наступними характеристиками: частота на виході умформера типу ВГ-60 2 500 гц, що дає для двополюсних моторів число оборотів в хвилину 150 000: потужність генератора 57 кВт; напруга 380 В; струм 150 А; вага 1 800 кг. На частоту 2 500 гц випускаються умформеры більшої потужності ― 100 і 500 кВт.

Трансформатори низької напруги. Вібратори для бетону зазвичай використовуються в умовах, в яких висока напруга живлячої струму може виявитися при несправності механізму або при відсутності заземлення причиною травми робітників-вибраторщиков. Особливо це відноситься до внутрішніх і поверхневим і в меншій мірі до зовнішніх вібраторів Станкові вібратори, які працюють в стаціонарних заводських умовах, добре заземлюються, тому робота їх дозволяється і при високій напрузі.

Щоб виключити можливість травми робітників-вибраторщиков і зробити роботу безпечною, вібратори живлять струмом низької напруги 36-40 Ст. Для цієї мети служать понижуючі трансформатори, що представляють пакет пластин трансформаторного заліза П-образної або частіше Ш-подібної форми, що несе на собі дві обмотки.

Первинна обмотка з тонкого дроту перерізу має велику кількість витків, а вторинна обмотка з дроту великого перетину має мале число витків. Трансформація напруги визначається відношенням числа витків первинної обмотки до кількості витків вторинної обмотки, зазвичай званим коефіцієнтом трансформації. Якщо живить первинну обмотку змінним струмом, то у вторинній обмотці індукується струм, напруга якого у стільки разів менше напруги живлячої струму, у скільки разів число витків вторинної обмотки менше числа витків первинної обмотки трансформатора.

Понижуючий трансформатор може бути використаний і як підвищувального трансформатора в межах номінальної напруги.

Трансформація трифазного струму заснована на тому ж принципі, що і однофазного. Сердечник трансформатора трифазного струму має три стрижня з пластин трансформаторної сталі, замкнених з обох сторін ярмом з пластин трансформаторного заліза (у вигляді букви Ш з рискою зверху). Обмотка кожної фази намотується на окремий стрижень.

Вихідна напруга трансформатора зазвичай 36 в, первинна обмотка розрахована на підключення до мережі напругою 220/110 Ст. Вага трансформатора залежить від його потужності і від числа одночасно підключаються вібраторів і змінюється в межах від 17 до 55 кг при потужності від 0,4 до 2,2 ква.

Поверхневі вібратори

Поверхневі вібратори-7 забезпечуються знижувальними трансформаторами типу МС-1,5 з наступними характеристиками: вихідна напруга 38,4 о. вхідна напруга 380/220 в, потужність 1,5 ква, вага 41 кг

Випрямлячі струму для електромагнітних вібраторів. Необхідність у зниженні частоти коливань електромагнітних вібраторів з 6 000 кол/хв при живленні від мережі до 3 000 кол/хв викликається декількома причинами (роботи Л. П. Петрунькина 186). Висока частота коливань електромагнітного вібратора досягається при малій вазі якоря.

Щоб викликати більшу амплітуду коливань, потрібно налаштувати електромагнітний вібратор в резонанс. А це вимагає при високій частоті коливань і середньої маси якоря, наприклад вагою 14 кг, постановки пружин великої твердості приблизно 5 500 кг/см, тобто в 5 разів більше, ніж жорсткість пружин вібро-майданчики вантажопідйомністю 100 кг. Необхідність установки пружин великої жорсткості для електромагнітних вібраторів, а також зниження допустимих напружень в матеріалі пружин при високій частоті є причиною перекладу електромагнітних вібраторів на знижену частоту. При високій частоті і потужних пружинах значна частина енергії вібратора розсіюється у вигляді теплової енергії внаслідок.

Витрата енергії при коливаннях змінюється пропорційно кубу частоти коливань. Зменшення частоти електромагнітних вібраторів досягається шляхом: а) включення в ланцюг меднозакисного купроксного або селенового випрямляча, що пропускає струм в одному напрямку; б) включення в ланцюг лампового випрямляча; в) подмагничивапия системи постійним струмом і г) харчування вібратора струмом низької частоти від спеціального перетворювача частоти ― периодумформера.

Електромагнітні вібратори, призначені для укладання бетону, живлять зазвичай через купроксный або селеновий випрямляч. Вони прості по конструкції і надійні в роботі. Купроксный стовпчик споживає на себе до 15% потужності. Купроксные випрямлячі представляють сухі контактні пари, провідність яких різна в двох напрямках. Купроксный елемент складається з двох дисків: мідного, покритого особливим способом закисом міді і свинцю. Процес випрямлення струму відбувається в контактному шарі між міддю і шаром закису міді. Кожна пара (елемент) здатна випрямити струм до 6 ст. Провідність купроксного елемента в одному напрямку звичайно буває в кілька сотень разів більше, ніж у зворотному напрямку.

Крім купроксных випрямлячів, застосовуються сухі селенові випрямлячі, що дозволяють знімати з одного елемента напруга до 12-15.

Лампові випрямлячі рідко застосовують для живлення вібраторів з-за їх крихкості. Випрямляючим елементом служить двуханодная електронна лампа, що включається за двох-полупериодной схемою.

Для стаціонарних вібраційних майданчиків, виброгрохотов, выбротранспортеров, віброживильників зручно користуватися під-магничиванием постійним струмом. Для групи в 10-12 електромагнітних вібраторів потужністю 700 вт, за даними Л. П. Петрунькина. потрібно подмагничивающий генератор постійного струму в 500 вт, у той час як перетворювач частоти розраховується на повну встановлену потужність вібраторів, які до того ж працюють з низьким косинусом фі. При нодмагничивании постійним струмом електромагнітний вібратор забезпечується двома обмотками, з яких одна живиться змінним, а інша постійним струмом.

Електропроводку в робочій зоні виконують із дотриманням всіх правил улаштування електромереж із застосуванням в робочій зоні чотирьохжильного ізольованого кабелю в гумовій опрессовке. Четверта жила служить для заземлення вібратора, що працює при високій напрузі 127/220 або 230/380 ст. Вібратори низької напруги 40 в не потребують заземлення.

Харчування электровибраторов здійснюється від силової або освітлювальної мережі. Від найближчого джерела струму робиться електропроводка для всіх вібраторів і встановлюється переносне групової розподільний щит, від якого живляться окремі вібратори. Проводка струму від електромережі до розподільного щита здійснюється проводом ПРГН. Від розподільного щита до робочого місця проводка здійснюється кабелем в гумовій опрессовке, бажано броньованим. При цьому необхідно виключити можливість пошкодження електропроводки при русі транспортних засобів (вагонеток, тачок).

На груповому переносному щитку зміцнюють триполюсні рубильники за кількістю працюючих від щитка вібраторів, чотирьох-полюсні штепсельні розетки з четвертим полюсом, призначеним для заземлення. У кожного рубильника або штепселя ставлять запобіжники. Якщо вимикачі розташовані на самих вібраторах, то можна рубильники на щитках не ставити.

Перетин проводів загальної мережі і проводів для приєднання розподільних щитків визначається по середньої споживаної усіма вібраторами потужності з урахуванням коефіцієнта одночасної роботи вібраторів.

Перетин проводів визначається розрахунком, щоб падіння напруги не перевищувало 10% від номіналу.

Конструкції внутрішніх вібраторів і їх виробничі характеристики

Внутрішні вібратори по праву вважаються найбільш ефективними і їх розроблено більше 25.

Високочастотний вібратор з гнучким валом І-21 складається з наступних елементів: електродвигуна з редуктором, 2 ― гнучкого валу, 3 ― двох змінних наконечників діаметром 50 і 75 мм, 4 -підставки.

Електродвигун ― асинхронний, трифазного струму з короткозамкненим ротором закритого типу, з зовнішнім обдувом для напруги 220/127 в, потужністю 1 кет, з ротором 2 850 об/хв. Вага електродвигуна з підставкою і кабелем 16 7 кг. Включення і вимикання електродвигуна здійснюється за допомогою триполюсні вимикача, розміщеного в алюмінієвий короб. Струм підводиться чотирижильним кабелем. У передній частині двигуна розташований двухшестереночнын редуктор, підвищує число обертів шпинделя до 7 000 в 1 хв.

Шестірня, що сидить на валу ротора електродвигуна, має усередині спеціальний пристрій, який автоматично забезпечує праве обертання гнучкого валу. У разі неправильного підключення фаз редуктор автоматично відключається, шпиндель не обертається і двигун працює без навантаження.

Це пристосування служить для оберігання гнучкого валу, так як гнучкий вал може працювати в одну сторону. Гнучкий вал поміщений у спеціальну броню, поверх якої надітий гумовий рукав. По кінцях гнучкого валу є наконечники зі шпоночными канавками. Один наконечник вставляється в отвір шпинделя електродвигуна, інший в отвір вала вибростержня. По кінцях броні є муфти з лівою різьбою, що служать для прикріплення їх до електродвигуна та вібруючого наконечника.

Вібруючий наконечник представляє сталевий зварний корпус, усередині якого обертається ексцентричний вал, що створює коливання наконечника. Кінетичний момент ексцентриків великого наконечника 0.82 кгем і малого 0,35 кгем; вага великого наконечника 10,8, малого 4,4 кг Для зручності розташування вібратора і оберігання його від занурення в бетонну суміш він забезпечений тарельчатой підставкою зі стійками, на яких зміцнюється відкидними скобами електродвигун. Загальна вага вібратора з великим наконечником 36,7 з малим . 30,3 кг.

Результати визначень амплітуд коливань обох вібруючих наконечників в повітрі. В обох наконечників зафіксована трапецоидальная епюра амплітуд коливань; нульова точка у малого наконечника виявилася розташованою у верхній частині в місці примикання до гнучкого валу.

У нижній частині епюри амплітуди коливань досягли великої величини. Аналогічну, але менш яскраво виражену картину спостерігаємо й у великого наконечника. Трапецоидальная епюра кілька згладжується при зануренні в середу більшої щільності. Трикутна або трапецоидальная форма епюри амплітуд коливань вібратора призводять до зниження можливої потенційної продуктивності. Крива, що обмежує зону ущільненого поблизу вібратора бетону, представляє еліпс, а сама зона ущільнення еліпсоїд обертання. Для досягнення рівномірної ступеня ущільнення бетону у всьому масиві вібратор доводиться переставляти на відстань не більше 0,8 г (максимального радіусу дії), що визначається великою піввіссю еліпса. При наявності рівномірної амплітуди коливання по всьому наконечника зона ущільнення являє (з відомим наближенням) циліндр, і продуктивність вібратора зростає майже в 2 рази. Споживана потужність при цьому зберігає свою величину і, отже, продуктивність вібратора, віднесена до одиниці потужності, відповідно зростає.

Результати випробувань великого наконечника вібратора при укладанні бетонної суміші складу 0,62, рухливістю 3 див. на якому нанесені криві зміні радіусу дії з часом вібрації, вказана заштрихована область, в межах якої змінюється радіус дії. Верхня межа відповідає максимальним значенням радіусу дії при рухливості бетонної суміші в межах 2,5 см, рекомендованої при вибрировании средне0армированных конструкцій.

Нижня межа відповідає даним, отриманим при зовнішньому огляді поверхню бетону, ущільненого великим наконечником, що має трапецоидальной формою епюри коливань.

Криві зміни продуктивності для обох наконечників вібратора І-21. Характер кривої дозволяє встановити оптимальний час вібрації, відповідне найбільшої продуктивності вібратора. Максимальна продуктивність великої наконечника 3,2 м3/годину при оптимальному часу вібрації 30 сек. Оптимальний час вібрації для малого наконечника 60 сек., а найбільша продуктивність в 2 рази менше, ніж у великого наконечника, і становить 1.5 м3/год.

Споживана вібратором потужність збільшується з зануренням вібратора в середу більшої щільності. Потужність, споживана вібратором при великому наконечнику (825-1 050 вг) трохи більше потужності, споживаної при малому наконечнику (720-960 вг), і знаходиться в межах номіналу.

Внутрішній вібратор І-21 з гнучким валом є зручним механізмом для ущільнення бетонної суміші в конструкціях . середньої масивності: фундаментах, прогонах, балках. Недолік вібратора І-21-це інтенсивний нагрів кожуха гнучкого B&ia (до 70°), обумовлений тертям самого валу про захисну оболонку в місцях перегину рукава, що не перевищує кута 135°, рекомендованого заводом-виготовлювачем. Інтенсивний нагрів спостерігається в середній частині гнучкого валу після нетривалої рабош вібратора. Це слід враховувати при виробництві робіт і не перегинати гнучкий вал. Для підвищення терміну служби гнучкого валу слід застосовувати стійку мастило (консталин з домішкою 5-10% коллоидального графіту) з видаленням відпрацьованою мастила.

Після тривалої роботи (6-8 год.) іноді спостерігається зіскакування штуцера гнучкого валу з шпонки, що пояснюється подовженням захисного кожуха. Часте зняття гнучкого валу з шпонки призводить до спрацьовування шпонки валу редуктора, зробленого 13 недостатньо загартованої сталі. Потрібно стежити за справністю ущільнювача вибростержня і редуктора і при попаданні вниз відпрацьованою мастила з кожуха гнучкого вала міняти ущільнення і змащення редуктора і вибростержня.

Більш серйозні неполадки в роботі вібратора ― це вихід I з ладу шестерні редуктора, обмотки статора або вимикача внаслідок перегорання контактних пластин або виходу з ладу головки вимикача.

Дані по експлуатації вібратора І-21 наведено в роботі С. Н. Клепннкова (611. Вихід з ладу вібратора І-21 (36-47%) відбувався внаслідок потрапляння бетону в вентилятори або недбалого ставлення з вібратором, а також при знятті електродвигуна з тарілки, що повинно бути заборонено, крім випадків бетонування високих колон. Тривала робота вібратора І-21 при перегорання однієї фази (32-29%) призводить до перегорання обмотки статора і псування вібратора. Іноді вібратори-21 виходять з ладу (6-14%) внаслідок зачіпання ротором обмотки статора через недбалу складання двигуна. Середній час роботи вібратора до поточного ремонту становило 5-6 змін (40--48 год).

Високочастотний вібратор для бетонної суміші

Високочастотний вібратор І-50*. Конструкція высокомчастотного внутрішнього вібратора заснована на харчуванні мотора I струмами високої частоти від перетворювача частоти ― період-умформера І-75. Ці вібратори мають експлуатаційними перевагами порівняно з вібраторами з гнучким валом і зубчастим редуктором.

Вібратор представляє двигун потужністю 500 Вт, укладений у корпус діаметром 114 мм і довжиною 410 мм Ексцентрик розміщений з боку ротора на консолі вала. Це дало можливість ввести вібратор в режим, близький до режиму рівномірної амплітуди і полегшило розбирання і складання. Вібратор І-50 живиться струмом високої частоти від I периодумформера І-75 з робочою частотою па виході 200 гц, напругою 36 Ст. При наявності чотирьох-полюсний обмотки статора вібратор дає 5 200 к/хв. При випробуванні в повітрі вібратор показав трапецоидальную епюру амплітуд з невеликим кутом відхилення від вертикалі 0=1,4. Занурення вібратора в бетонну суміш рухливістю 0,5-4 см встановлюється майже рівномірна амплітуда коливання по висоті робочої частини величиною 0,3-0,4 мм. Кращі конструкції вібраторів фірм «Електрик Тампср і Мелл» мають нульову точку, збігається з амортизатором коливань, який розташований вгорі робочої частини.

Вага робочої частини 17 кг, повна вага 20 кг; відстань від головки до амортизатора 600 мм, повна довжина зі штангою 1 200 мм, довжина робочої частини 385 мм, кінетичний момент ексцентриків 1,15 кгсм, номінальна потужність 500 вт.

За даними, продуктивність вібратора в бетонної суміші з осіданням конуса 5-7 см 10-12 м³/годину.

Високочастотний внутрішній вібратор І-86 важкого типу (рис 69) складається із сталевого корпусу 1 діаметром 135 мм заввишки 490 мм, усередині якого поміщений електродвигун трифазного струму, амортизатора коливань , штанги , що складається з двох частин, сполучених між собою амортизатором , пересувний рукоятки 4, вимикача 5 і жорсткої рукоятки. Електродвигун потужністю 1,5 кет, на напругу 36 в при живленні струмом 200 гц дає 5 750 об/хв. На валу ротора з одного боку на консолі закріплений за допомогою шпонки ексцентрик з кінетичним моментом 2,2 кгем. Статор електродвигуна розташований у верхній частині корпусу. Загальна вага вібратора 32 кг.

Центр тяжкості вібратора розташований на 410 мм від верхнього обрізу нижній частині трубки ― амортизатора коливанні, який добре амортизує коливання,що видно з епюри коливань. У межах робочої частини вібратора є трапецоидальная епюра коливань з вершиною в амортизаторі коливань. Амплітуда коливань у нижнього кінця вібратора досягає 1 мм, а вгорі робочої частини 0,25 мм Середня амплітуда коливань у повітрі 0,58-0,63 мм При зануренні вібратора у воду середня амплітуда коливань зменшується до 0,42 мм; відбувається деяке згладжування епюри амплітуд. Такий режим характерний при роботі вібратора в пластичної бетонної суміші. Згладжування епюри коливань відбувається при зануренні вібратора в середу з великим опором, ніж вода, наприклад в пісок.

При повному зануренні вібратора в пісок амплітуда коливань нижнього кінця була 0,62 мм (0,65 мм у воді), а верху робочої частини залишається майже незмінною (0,25 мм).

Коливання вібратора у воді відбуваються зі зрушенням по фазі між коливаннями верхнього та нижнього кінця, про що можна судити за освітою шийки у верхній частині епюри. Коливання були записані у воді на відстані 14 сі від вібратора. Запис зроблено за допомогою електродинамічних датчиків. У нижній частині епюри, тобто на великій глибині у воді, коливання затухають з відстанню швидше.

Вібратор І-116 конструктивно не відрізняється від вібратора І-21, за винятком вібруючої част», яка заснована на планетарному принципі з внутрішньої обкаткою. Перевагою цього вібратора є висока частота коливань; для малого наконечника 14 000 і для великого наконечника 10 000 к/хв.

Інший вібратор планетарного типу з внутрішньої обкаткою І-ЮЗ призначений для укладання бетонної суміші в масиви.

Машина для глибинного вібрування бетону являє собою складний агрегат з внутрішніми вібраторами І-50. Загальний вид механізму, а поздовжній розріз. Машина призначена для ущільнення бетонної суміші в товстому шарі при ширині покриття 7 м. Вирівнювання поверхні здійснюється дорожньої Д-181А. На передній рамі машини похило розташовані 11 внутрішніх вібраторів І-50, живляться нериодумформером І-75. Загальна потужність генератора 24/30 кВт, напруга 220 в. Робоча швидкість руху машини 1,39 м/хв, транспортна швидкість 9,3 ммин. Загальна вага машини 7 000 кг. Обслуговується машина одним робітником. Середня продуктивність за 8 год. по укладеному бетону при товщині шару 0,4 м та шириною 7 м становить 1 120 м2.

Розрахунок внутрішніх вібраторів

Дані про коливання систем з двома ступенями свободи, до яких можна віднести внутрішні вібратори, враховуючи їх симетричність відносно вертикальної осі, є в роботах. У цих роботах наведено дані про коливання суцільних середовищ і про розподіл коливань від джерела. Цих даних достатньо для розрахунку амплітуди вимушених коливань внутрішнього вібратора. Порядок розрахунку амплітуди внутрішнього вібратора наступний.

а) Вибирається для заданих умов (частоти коливань і рухливості бетонної суміші) мінімальна амплітуда коливання А2, що забезпечує перехід бетонної суміші при вибрировании в стан рідини.

б) Вибирається коефіцієнт загасання коливань заданої частоти в бетонної суміші із заданими характеристиками.

в) За формулою обчислюється необхідна амплітуда коливань самого вібратора для рівномірного ущільнення бетону на відстані заданого радіусу дії.

При наявності побудованих кривих зміни коефіцієнтів До розрахунку амплітуди коливань внутрішнього вібратора спрощується. Знаючи потрібну амплітуду вимушених коливань внутрішнього вібратора Ль необхідно обчислити кінетичний момент ексцентриків, який забезпечить необхідну амплітуду.

Розрахунок кінетичного моменту ексцентриків по заданій амплітуді або, навпаки, амплітуди вимушених коливань системи з кінетичного моменту та іншими параметрами може бути проведений для різних середовищ. Вплив опору середовища на коливання наведено в роботі, а також в роботах. Найбільш простий розрахунок для системи з двома ступенями свободи виходить в припущенні, що опір середовища пропорційно прискоренню коливанні без сили опору зсуву по фазі щодо переміщення. В цьому випадку опір середовища ототожнюється з додатковою приєднаною масою. Більш точний розрахунок виходить при зсуві сили опору по фазі щодо переміщення на кут 90°, але в цьому випадку для системи з двома ступенями свободи доводиться вирішувати систему квадратичних рівнянь.

При пропорційності сил опору прискоренню руху без зсуву по фазі питомі коефіцієнти опорів коливань вібратора в повітрі.

Повний коефіцієнт опору поступальним переміщенням обчислюють у припущенні рівномірного розподілу сил опору по корпусу вібратора за формулою

У вібраторі з однаковою амплітудою по висоті робочої частини необхідно возмущающую прикласти силу в центрі тяжкості з урахуванням сил опору.

Амплітуда вимушених коливань і кут відхилення вібратора обчислюються за формулою, наведеною в роботі.

В роботі Л. П. Петрунькина не підтвердилася гіпотеза в'язкого опору. При експериментальній перевірці Л. П. Петрунькин прийшов до висновку про те, що коефіцієнти опору пропорційні частоті коливань. Виходячи з гіпотези в'язкого опору, коефіцієнт опору повинен бути постійним і не залежати від частоти коливань. Результати дослідів вказують на незастосовність гіпотези в'язкого опору до розрахунку внутрішніх вібраторів. Розмірність коефіцієнта опору (кгсек/см), розмірність коефіцієнта опору, поділеного на частоту (названого Л. П. Пструнькиным питомим опором)

Щоб отримати постійний коефіцієнт опору, який не залежить від частоти, Л. П. Петрунькину довелося розділити на кутову частоту і прийняти де /уд ― є величиною постійною для певного відрізку часу вібрування і являє собою коефіцієнт опору Г" за гіпотезою про пропорційності сил опору прискоренню руху при зсуві її по фазі на кут 90°. Розмірність коефіцієнта опору ― це розмірність маси, і цей коефіцієнт може розглядатися як додаткова приведена маса, що бере участь в коливаннях спільно з вібратором.

Л. П. Петрунькин правильно зазначає, що опір коливань з часом зменшується, але для розрахунку вібратора слід брати найбільші значення опорів, що мають місце в початковий момент вібрування.

Коефіцієнти опорів для частоти 3 000 кол/хв майже збігаються (відхилення 1-6%). Коефіцієнти опорів для більш високих частот, за даними Л. П. Петрунькина, не відрізняються від коефіцієнтів для частоти 3 000 кол/хв, в той час як ці коефіцієнти вище для 4 500 кол/хв на 20%, а для 6 000 кол/хв на 50%.

На кожній позиції внутрішній вібратор ущільнює бетонну суміш в обсязі правильного прямокутного паралелепіпеда, висота якого дорівнює товщині шару, а сторона основи дорівнює стороні квадрата, вписаного в коло радіуса г, де г ― радіус дії вібратора. Можливі й інші схеми перестановки вібратора.

Продуктивність внутрішнього вібратора в м³/год, обчислюється за формулою

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)