ВИБРАЦИОННАЯ ПЛОЩАДКА Советский патент 1969 года по МПК B06B1/18 

Изобретение относится к вибрационным площадкам для уплотнения бетонной смеси и предназначено для применения в строительной промышленности при производстве сбор-. ных железобетонных элементов.

Известны виброплощадки, содержащие раму и возбудитель колебаний.

Основными характеристиками известных виброплощадок являются режимы вибрации- амплитуда и частота, постоянные на протяжении всего процесса уплотнения бетонной смеси :И устаиавлнваемые нредварительно по усредненным характеристикам бетонной смеси.

Окончание процесса уплотнения бетона определяется или визуально, в производственных условиях но началу появления цементного молока на новерхности вибрируемой бетонной смеси, или при проведении опытов посредством радиометрической аппаратуры, а также контактными нриборами, фиксирующими лишь местное уплотнение бетонной смеси.

Однако значительное повышение нрочности бетона при сохранении прочих условий можно получить, если процесс уплотнения бетонной смеси проводить при оптимальных режимах вибрации. Отклонение от таких режимов нриводит к недоуплотпеиию бетонной смеси, т. е. к снижению прочности бетона. Для получения оптимальных режимов вибрации амнлитуда и частота должны изменяться независимо друг

от друга в процессе уплотнения бетонной смеси, которая в каждый момент времени находится в определенном динамическом состоянии.

Коитроль степени уплотнения смеси и настройку площадки на оптимальные режнмы вибрации рационально проводить по одному из основных параметров вибратора - мощности, затрачиваемой им на уплотнение бетонной смеси. Это позволяет применить бесконтактный метод контроля, безопасный при работе виброилощадки в производственных условиях.

Известные внбрационные площадки не обеспечивают независилше изменение а: шлитуды и частоты вибрации в процессе унлотнения бетонной смеси, а следовательно, и проведение всего процесса уплотнення бетонной смеси на оптимальных режимах.

Таким образом, на известных вибрационных площадках плотность бетонной смеси нолучается ниже той, которая может быть получена ири уплотнении бетонной смеси на площадках, обеснечивающих оптимальные режимы вибрации.

Предлагаемая вибрационная площадка с вертикально нанравленными колебаниями позволяет автоматически регулировать процесс вибрации на уровне оптимальных режилическим возбудителем колебаний, позволяющим контролировать степень уплотнения бетонной смеси по мощности, затрачиваемой на ее уплотнение.

Применение специальных элементов гидравлической системы позволяет преобразовать мощность, расходуемую вибратором, в другие параметры, удобные для настройки вибронлощадки на оптимальные-режимы вибрации.

На чертеже схематично изображена предлагаемая площадка с системами гидравлического и электромеханического управления.

Рама виброплощадки / с бетоииой смесью установлена на упругих опорах. Система гидравлического управления состоит из гидравлического возбудителя колебаний 2, связанного щтоком через шарнир с площадкой и представляющего собой мембранный гидроцилиндр двустороннего действия, аксиально-поршневого насоса 3 с регулируемой производительностью и приводного двигателя 4 этого насоса, золотника 5 симметрии колебаний, барабанного золотника 6, масляного резервуара 7 и трубопроводов 8.

Система электромеханического управления состоит из логического блока 9 для поиска оптимальных режимов вибрации, блока 10 подстройки амплитуды, блока // подстройки частоты, блока-стабилизатора 12 для стабилизации симметричности полупериодов колебательного нроцесса.

Блок автоматического включения вйброплощадки состоит из фазочувствительного выпрямителя 13, реле 14, включенных обмотками иа выходе фазочувствительного выпрямителя, релейного блока 15 с включенными на его входе нормально открытыми контактами реле 14. Блок автоматического выключения площадки представлен релейным блоком 16.

Выносные элементы - управляемые делители 17 и 18 - служат для ручного и автоматического управления блоками подстройки частоты и амплитуды вибрации.

Исполнительными элементами являются двигатель 19 постоянного тока для управления производительностью насоса через редуктор 20, двигатель 21 постоянного тока для управления через редуктор 22 штоком золотника симметричности колебаний, двигатель 23 постоянного тока для управления частотой вибрации площадки через редуктор 24 и барабанный золотник, ось которого соединена с осью редуктора, двигатели 25 и 26 постоянного тока для плавной настройки вибрационной площадки на оптимальные режимы через редукторы 27, 28 и блоки подстройки амплитуды и частоты вибрации.

Датчика.ми систе.мы электромеханического управления являются индуктивный мост 29 для преобразования механических колебаний вибрационной площадки в электрические, потенциометр 30 для преобразования регулируемой производительности насоса в пропорциональные напрялсения постоянного электрического тока, тахогенератор 31 - элемент обратной связи блока подстройки частоты.

Сердечник левой катушки индуктивного моста, питаемого от генератора 32, соединен со

штоком гидравлического возбудителя колебаний, ползунок потенциометрического датчика связан через редуктор с валом двигателя управления производительностью насоса, ось тахогенератора соединена с осью барабанного

золотника.

По шкалам 33 и 34 через редукторы 35, 36 и управляемые делители блоков подстройки амплитуды и частоты осуществляется предварительпая (отправная) установка амплитуды

и частоты вибрации. По шкале 37, связанной через редуктор 38 с сердечником правой катушки индуктивного моста, устанавливается вес изделия. Для ограничения производительности аксиально-поршневого насоса применены контактыограничители 39, выключающие двигатель управления производительностью насоса при угле поворота валика управления больше заданного.

Принцип работы вибрационной площадки заключается в следующем.

При уплотнении бетонной смеси мощность, расходуемая вибратором на ее уплотнение, в начальный момент максимальна и расходуется на колебание всей массы бетонной смеси и отдельных ее частиц. По мере уплотнения бетонной смеси расход мощности вибратора уменьшается и при полном ее уплотнении достигает минимального значения: мощность

расходуется лишь на колебание общей массы бетонной смеси.

При оптимальных режимах вибрации нарастание нлотности бетонной смеси с течением времени происходит с большей скоростью, че.м

при режимах, отличных от оптимальных.

Аналогично с изменение.м плотности бетонной смеси изменение мощности, расходуемой вибратором на ее унлотнение, будет происходить также с больщей скоростью при оптимальных режимах вибрации, чем при режимах, от них отличных. Мощность N, затрачиваемая на унлотнение бетонной смеси, зависит от амплитуды, частоты и массы площадки. Мощность Л2, развиваемая насосом, зависит от его

производительности и развивае.мого в гидросистеме давления. Пзменение мощности, расходуемой вибратором в нроцессе уплотнения бетонной смеси, может вызвать изменение как амплитуды, так и частоты вибрации площадки, так как вибрируемая масса площадки независит от затрачиваемой мощности вибратора. Блок подстройки частоты охвачен только своей собственной обратной связью, обеспечивающей ему необходимую жесткость и независимость регулирования, поэтому частота вибрации площадки не зависит от мощности, расходуемой вибратором на уплотнение бетонной смеси. В то же время система гидравлического управления охвачена обратной

ционной площадки / с бетонной смесью через шток гидравлического возбудителя 2, датчик 29, блок W подстройки аплитуды, двигатель 19, редуктор 20 к валику управления производительностью насоса 3. Обратная связь, изменяя производительность насоса, обеспечивает стабильность заданных значений амплитуд вибрации, следовательно, благодаря обратной связи, мощность, расходуемая вибратором, преобразуется в производительность насоса через промежуточный параметр - амплитуду вибрации, которая оказывается, как и частота вибрации, режимом, независимым от объекта регулирования. Таким образом, для предлагаемой виброплощадки Ni , а так как давление, развиваемое насосом при изменении его производительности от максимальной до близкой к нулю, остается постоянным, то производительность насоса зависит от Л .

При оптимальных режимах вибрации нарастание производительности насоса в зависимости от мощности, расходуемой вибратором, с течением времени будет происходить с больщей скоростью, чем при режимах, отличных от оптимальных, т. е. синхронно со скоростью изменения мощности, расходуемой вибратором, и скоростью нарастания плотности бетонной смеси во время ее вибрирования. Логический блок осуществляет поиск максимальных скоростей изменения производительности насоса при соответствующих им режимах вибрации и автоматически настраивает вибрационную площадку на оптимальные режимы вибрации. Другая обратная связь гидравлической системы управления от объекта регулирования через шток гидравлического возбудителя, датчик 29 с генератором питания 32, блок-стабилизатор 12, двигатель 21, редуктор 22 к штоку золотника 5 симметричности колебаний обеспечивает симметричность колебательного процесса вибрационной площадки. . Перед .начало.м работы виброплощадки значения а.мплитуд и частот вибрации устанавливаются по шкалам 33 и 34, по щкале 37 устанавливается вес вибрируемого изделия.

Фор.ма, установленная на площадке, заполняется бетонной смесью. Под действием веса бетонной смеси площадка, установленная на пружинных амортизаторах, перемещается вниз, одновременно перемещая связанный с ней щток гидравлического возбудителя. Нижний конец щтока перемещает связанный с ним сердечник левой катущки индуктивного моста 29 до полол ения баланса моста, установленного перемещением сердечника правой катушки по шкале 37 установки веса. Баланс моста соответствует установленному весу железобетонного изделия. Обмотки реле 14, включенные на выходе фазочувствительного выпрямителя 13, оказываются обесточенными, так как напряжение от индуктивного моста на входе фазочувствительного выпрямителя становится равны.м нулю. Оба контакта реле М открываются, что служит сигналом включения релейного блока 15, который выключает .механизм подачи бетонной смеси, а затем включает системы гидравлического и электромеханического управления в следующей последовательности: включаются блоки // и 10 подстройки частоты и амплитуды с индуктивным мостом 29 и питающим его генератором 32, блок-стабилизатор 12, логический блок 9 с релейным блоком 16, а затем приводной двигатель 4 насоса 3. Насос через трубопроводы

гидравлической систе.мы управления подает .масло в двухходовой золотник 5 симметрии вибрации, затем в обе полости гидравлического возбудителя и далее через барабанный золотник в резервуар 7.

За счет прогибов мембран гидравлического возбудителя связанный с мембранами шток начинает соверщать возвратно-поступательные движения с амплитудой, пропорциональной производительности насоса, и с частотой, пропорциональной числу диаметральных отверстий цилиндра барабанного золотника и скорости вращения цилиндра. Через шток колебания передаются с одной стороны вибрационной площадке, а с другой - сердечнику левой

катушки индуктивного моста. Так как мост в начале работы виброплощадки был сбалансирован весом бетонной смеси, то колебания левого сердечника катушки будут вызывать симметричный разбаланс моста с частотой колебаний площадки.

На входах блоков W и 12, а также выпрямитель 13 появится переменное напряжение генератора 32, промодулированное низкой частотой колебаний ллощадки.

В зависимости от направления движения штока гидровозбудителя (вверх или вниз) переменное напряжение, подаваемое на входы от.меченных выше блоков, будет противоположно фазе питающего .мост переменного напряжения генератора либо будет совпадать с .ним по фазе.

Блок подстройки по частоте регулирует скорость вращения двигателя и вместе с ним частоту вибрации площадки. Блок подстройки амплитуды вибрации обеспечивает такой режим, при котором амплитуда вибрации площадки, оставаясь заданной величиной, вызывает изменение производительности насоса в зависимости от возмущений со стороны истинного напрял ения, равного частоте и пропорционального амплитуде вибрации площадки.

Блок-стабилизатор обеспечивает неизменность симметричности полупериодов колебательного процесса. Логический блок обеспечивает настройку площадки на оптимальные режи.мы вибрации в два этапа, следующих один за другим. При первом этапе осуществляется настройка на оптимальные амплитуды вибраЦии, для чего переключающим устройством через управляемый делитель блока подстройки амплитуды осуществляются четыре пробных из.менения амплитуд вибрации AI, А, , с фиксацией запоминающими устрой