Строительство и архитектура/3.

Современные технологии строительства, реконструкции и реставрации.

Сидоров Н.Н., аспирант; Вайтехович П.Е., к.т.н доцент зав. кафедрой МиАХиСП.

Белорусский государственный технологический университет

Полная заглаживающая способность как критерий эффективности дисковых рабочих органов

Одной из основных операций при производстве железобетонных изделий и конструкций, а также при выполнении бетонных работ является заглаживание поверхности незатвердевшей смеси. Для осуществления этой операции разработано большое количество различных по форме и виду движения рабочих органов /1–3/. Наибольшее распространение из них получили валковые, брусковые и дисковые. Причем первые два вида чаще всего применяются для предварительного разравнивания смеси, а чистовая обработка осуществляется вращающимися дисками, так как они позволяют получать поверхность с наименьшей шероховатостью. Однако во многих случаях обработанные простым вращающимся диском поверхности все же не удовлетворяют предъявляемым на сегодняшний день требованиям качества к железобетонным и бетонным изделиям. В частности, на поверхности изделий могут оставаться раковины и незаглаженные участки. Это обстоятельство вынуждает создавать рабочие органы с большей эффективностью, чем у существующих. Одним из перспективных направлений в этой области является придание дисковому рабочему органу планетарного движения. Но, прежде чем приступить к его проектированию, необходимо оценить его эффективность. Этот параметр заглаживающих рабочих органов оценивают по заглаживающей способности, предложенной Болотным А.В. /1–2/. Зависимость для ее расчета имеет вид:

(1)

где – собственная скорость рабочего органа, м/с;

–скорость поступательного движения машины, м/с;

B – размер рабочей поверхности органа, м.

Для простого вращающегося диска заглаживающая способность определяется по зависимости:

(2)

где – скорость диска, м/с;

R – радиус диска, м.

В случае диска с планетарным движением выражение для заглаживающей способности выглядит следующим образом:

(3)

где – скорость планетарного движения, м/с;

n – количество дисков.

Уравнения Болотного были получены опытным путем и содержат ряд эмпирических коэффициентов, а значит, требуют уточнения. Ранее было предложено полностью отказаться от этих выражений и использовать теоретическую зависимость, связывающую заглаживающую способность и скорость рабочего органа /4/:

(4)

где w – угловая скорость вращения приводного вала, с-1;

R – радиус обкатки, м;

k, b – геометрические критерии;

f – угол поворота водила.

(5)

где r – радиус обкатыаемого колеса, м;

r₁ – радиус заглиживающего диска, м.

Схема планетарного рабочего органа

Анализ всех приведенных выражений показывает, что у них есть ограничение в применении. Оно обусловлено тем, что заглаживающая способность рассчитывается по скорости только одной точки диска, либо множества точек с одинаковой скоростью. Так, например, в формуле (2) – максимальная линейная скорость точек, лежащих на радиусе R. Скорости всех остальных точек не учитываются. Т.е. указанные выражения не являются заглаживающими способностями рабочего органа в целом. Поэтому их использование для сравнения эффективности различных по форме и виду движения рабочих органов неприемлемо. В данной работе сделана попытка получить зависимости для расчета полной заглаживающей способности с учетом скоростей всех точек диска. Ее можно вывести, проинтегрировав по всей площади дисков выражение для заглаживающей способности. Для планетарного рабочего органа она имеет вид:

(6)

Для простого вращающегося диска:

(7)

Для сравнения эффективности простого вращающегося и планетарного диска был выполнен их расчет по полученным выше зависимостям. При этом приняты следующие данные: радиус дисков 0.2 м; геометрические критерии k=0.25 и b=1; частота вращения вала n=100 об/мин (что соответствует 10.5 рад/с). Радиус простого диска был принят из условия равенства фронта заглаживания у рабочих органов (0.3 м). В результате заглаживающая способность планетарного рабочего органа с одним диском составила 17.9, а для простого диска – 2.9 м²/с. Из расчета видно, что при одинаковом фронте заглаживания эффективность планетарного рабочего органа с одним диском более чем в 6 раз выше чем у простого диска.

Таким образом в работе проанализированы существующие зависимости для оценки эффективности заглаживающий машин, указан их недостаток и предложен новый способ, заключающийся в расчете полной заглаживающей способности рабочего органа.

Литература

1. Болотный А.В. Заглаживание бетонных поверхностей. – Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1979. – 128 с.

2. Болотный А.В. Теория и процессы заглаживания бетонных поверхностей: Автореф. дис. …докт. техн. наук: 11.02.75 / ЛИСИ. – Л.:1975. – 50 с.

3. Болотный А.В. Выбор вида рабочего органа машины для заглаживания незатвердевших бетонных поверхностей. / Известия вузов. Строительство. – 1995, №11. с135-141.

4. Вайцяховіч, П.Я. Вызначэнне хуткасці руху тэхналагічных машын планетарнага тыпу / П.Я. Вайцяховіч, М.М. Сідараў // Труды БГТУ. Сер. химии и технологии неорган. в-в. – 2002. Вып. XII. – С. 126 – 130.