Логвиненко Е.А., Силич-Балгабаева В.Б., Пилипенко Т.А.

Днепропетровский национальный университет

резонансный вибросмеситель бетонных смесей

В последние годы в промышленности сборного железобетона получают распространение вибросмесители. Эти машины содержат емкости с вращающимися лопастями, инерционные вибровозбудители и упруго опираются на фундамент. С физической точки зрения они представляют собой одномассные линейные колебательные системы, динамические параметры которых выбираются с учетом зарезонансного режима работы, что на практике приводит к низкой гомогенизации бетонной смеси, налипанию ее на внутреннюю поверхность емкости и затруднительной выгрузке.

Для устранения указанных недостатков в Днепропетровском национальном университете и КТБ Мосоргстройматериалы разработан резонансный вибросмеситель, представляющий собой двухмассную нелинейную систему, возбуждаемую кривошипно-шатунным приводом. Конструктивно вибросмеситель (рис. 1) состоит из рамы 1, на которой посредством опорных катков 2 установлена смесительная емкость 3, разрезанная в вертикальной плоскости на две части, соединенные между собой эластичным уплотнением 4 и упругими буферами 5. Вибровозбудитель 6 с помощью шатунов 7 и упругих связей 8 соединен с обеими частями смесительной емкости. Приводится в действие с помощью электродвигателя 9 и клиноременной передачи 10.

Смесительная емкость имеет крышку 11, в которой закреплен вал 12 с перемешивающими лопастями 13 и вертикальным двигателем 14. В крышке имеются загрузочные патрубки 15, а для исключения разбрызгивания смеси при работе по окружности крышки установлено эластичное уплотнение 16. Вибросмеситель имеет также затвор 17 для выгрузки готовой смеси.

A-A

Рисунок 1. – Резонансный вибросмеситель

Следует отметить, что суммарная линеаризованная жесткость резиновых буферов и приводных упругих связей выбирается таким образом, чтобы обеспечить околорезонансный режим работы обеих полуемкостей на частоте колебаний 15 Гц с амплитудой 3 мм. При этом в нелинейной системе возникают и высшие амплитудно-частотные гармоники, вклад которых по ускорению достигает 70% от основной гармоники.

Вибросмеситель работает следующим образом. Включением вертикально расположенного электродвигателя приводится в движение вал с лопастями, а затем через левый и правый патрубки постепенно вводятся отдозированные сухие компоненты смеси (щебень, песок, цемент) и расчетное количество воды. Одновременно включается и двигатель кривошипно-шатунного вибровозбудителя, который генерирует горизонтальные возвратно-поступательные колебания полуемкостей на восходящей ветви резонансной кривой. Компоненты сухой смеси и воды образовывают зону жидкого турбулентного потока, создаваемого валом с перемешивающими лопастями. Попадая в интенсивную противофазную вибрацию обеих частей смесительной емкости с ускорениями до 60 м/с² компоненты эффективно перемешиваются, образовывая смесь высокой однородности. При этом высшие амплитудно-частотные гармоники способствуют эффективному разжижению бетонной смеси, придавая ей текучесть. Вибрация же на основной частоте с амплитудой колебаний 3 мм способствует некоторому уплотнению смеси и удалению из нее пузырьков воздуха. Исследования показывают, что такая смесь после выгрузки ее через затвор в форму, установленную на виброплощадке, не требует значительных энергетических затрат на окончательное уплотнение.