Вибрационная площадка

 

О П И С А Н И Е 2558I5

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 80а, 49

Заявлено 25Л .1967 (№ 1159067/29-33) с присоединением заявки ¹

ЧПК В 28с

УДК 666.97.033.16(088.8) Приоритет

Опубликовано 28.Х.1969. Бюллетень ¹ 33

Дата опуоликованпя описания !2.III,1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изооретения

Н. Я. Панарин, А. H. Кармишенский, В. В. Ковалев, К. В. Качурин и С. А. Смирнов

Ленинградский инженерно-строительный институт

Заявитель

ВИБРАЦИОННАЯ ПЛОЩАДКА

Изобретение относится к виорационным площадкам для уплотнения бетонной смеси и предназначено для применения в строительной промышленности при производстве сборных 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 устанавливаемые предварительно по усредненным характеристикам бетонной смеси.

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

Однако значительное повышение прочности бетона при сохранении прочих условий можно полу чить, если процесс уплотнения бетонной смеси проводить при оптимальных режимах виорации. Отклонение от таких режимов приводит к недоуплотнению бетонной смеси, т. е. к снижению прочности бетона. Для получения оптимальных режимов вибрации амплитуда и частота должны изменяться независимо друг от друга в процессе уплотнения бетонной смеси, которая в каждый момент времени находится в определенном динамическом состоянии.

5 Контроль степени уплотнения смеси и настройку площадки на оптимальные режимы вибрации рационально проводить по одному из основных параметров вибратора — мощности, затрачиваемой им на уплотнение бетон10 ной смеси. Это позволяет применить бесконтактный метод контроля, безопасный при работе виброплощадки в производствеíHûx условиях.

Известныс вибрационные площадки не обес15 печивают независимое измененис амплитуды и частоты вибрации в процессе уплотнения бетонной смеси, а следовательно, и проведение всего процесса уплотнения бетонной смеси на оптимальных режимах.

20 Таким образом, на известных вибрационных площадках плотность бетонной смеси получается ниже той, которая может быть получена при уплотнении бетонной смеси на площадках, обеспечивающих оптимальные режимы вибра25 ции.

Предлагаемая вибрационная площадка с вертикально направленными колебаниями позволяет автоматически регулировать процесс вибрации на уровне оптимальных режи30 мов. Площадка приводится в действие гидрав255815

JIHiIeCKHii BO30)ДИтЕЛЕМ КОЛЕОаинй, no3B07HIOщим контролировать степень уплотнения бетонной смеси по мощности, затрачиваемой на ее уплотнение.

Применение специальных элементов г11дравлической системы позволяет прсобразов ать мощность, р асходуем ую ви бр атором, в другие параметры, удобные для настройки виброплощадки на оптимальные режимы вибр ации.

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

Рама виброплощадки 1 с бетонной смесью установлена на упругих опорах. Система гидравлического управления состоит из гидравлического возбудителя колебаний 2, связанного штоком через шарнир с площадкой и представляющего сооой мембранный гидроцилипдр двустороннего действия, аксиально-поршневого насоса 8 с регулируемой производительностью и приводного двигателя 4 этого насоса, золотника 5 симметрии колебаний, барабанного золотника б, масляного резервуара 7 и трубопроводов 8.

Система электромеханического управления состоит из логического блока 9 для поиска оптимальных режимов вибрации, блока 10 подстройки амплитуды, блока 11 подстройки частоты, блока-стабилизатора 12 для стабилизации симметричности полупериодов колебательного процесса.

Блок автоматического включения виброплощадки состоит из фазочувствительного выпрямителя 18, реле 14, включенных обмотками на 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 делитсли 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 28 постоянного тока для управления частотой вибрации площадки через редуктор 24 и барабанный золотник, ось которого соединена с осью редуктора, двигатели 25 и 2б постоянного тока для плавной настройки вибрационной площадки а оптимальные режимы через редукторы 27, 28 и блоки подстройки амплитуды и частоты вибрации.

Датчиками системы электромеханического управления являются индуктивный мост 29 для преобразования механических колебаний вибрационной площадки в электрические, потснциометр 80 для преобразования регулируемой производительности насоса в пропорциональные напряжения постоянного электриче5

65 ского тока, тахогенератор 31 — элемент обратной связи блока подстройки частоты.

Сердечник левой катушки индуктивного моста, питаемого от генератора 82, 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 88 и 84 через редукторы 35, Зб и управляемые делители блоков подстройки амплитуды и частоты осуществляется предварительная (отправная) установка амплитуды и частоты вибрации. По шкале 87, связанной через редуктор 38 с сердечником правой катушки индуктивного моста, устанавливается вес изделия.

Для ограничения производительности аксиально-поршневого насоса применены контактыограничители 89, 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 плотности бетонной смеси с течением времени происходит с большей скоростью, чем при режимах, отличных от оптимальных.

Аналогично с изменением плотности бетонной смеси изменение мощности, расходуемой вибратором на ее уплотнение, будет происходить также с большей скоростью при оптимальных режимах вибрации, чем при режимах, от них отличных. Мощность NI, затрачиваемая на уплотнение оетонной смеси, зависит от амплитуды, частоты и массы площадки. Мощность Л, развиваемая насосом, зависит от его производительности и развиваемого в гидросистеме давления. Изменение мощности, расходуемой вибратором в процессе 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 оетонной смеси. В то же время система гидравлического управления охвачена обратной связью от объекта регулирования — вибра255815 ционной площадки 1 с бетонной смесью через шток гидравлического возбудителя 2, датчик

29, блок 10 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 — — Ж вЂ” — У, а так как давление, развиваемое насосом при изменении его производительности от максимальной до близкой к нулю, остается постоянным, то производительность насоса зависит от N.

При оптимальных режимах вибрации нарастание производительности насоса в зависимости от мощности, расходуемой вибратором, с течением времени будет происходить с большей 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 .началом работы виброплощадки значения амплитуд и частот вибрации устанавливаются по шкалам 33 и 34, по шкале 37 устанавливается вес вибрируемого изделия.

Форма, установленная на площадке, заполняется бетонной смесью. Под действием веса бетонной смеси площадка, установленная на пружинных амортизаторах, перемещается вниз, одновременно перемещая связанный с ней шток гидравлического возбудителя. Нижний конец штока перемещает связанный с ним сердечник левой катушки индуктивного моста

29 до положения баланса моста, установленного перемещением сердечника правой катушки по шкале 87 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 равным нулю. Оба контакта реле 14 открываются, что служит сигналом включения релейного блока 15, который выключает ме55

5

50 ханизм подачи бетонной смеси, а затем включает системы гидравлического и электромеханического управления в следующей последовательности: включаются блоки 11 и 10 подстройки частоты и амплитуды с индуктивным мостом 29 и питающим его генератором 82, блок-стабилизатор 12, логический блок 9 с релейным блоком 1б, а затем приводной двигатель 4 насоса 8. Насос через трубопроводы гидравлической системы управления подает масло в двухходовой золотник 5 симметрии вибрации, затем в обе полости гидравлического возбудителя и далее через барабанный золотник в резервуар 7.

3а счет прогибов мембран гидравлического возбудителя связанный с мембранами шток начинает совершать 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 10 и 12, а также выпрям итель 18 появится переменное напряжение генератора 32, промодулированное низкой частотой колебаний .площадки.

В зависимости от направления движения штока гидровозбудителя (вверх или вниз) переменное напряжение, подаваемое на входы отмеченных 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 напряжения, равного частоте и пропорциональногоо ам плитуде вибр ации площадки.

Блок-стабилизатор обеспечивает неизменность симметричности полупериодов колебательного процесса. Логический блок обеспечивает настройку площадки на оптимальные режимы 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 изменения амплитуд вибрации А, А, А,=А, А > —— А.. с фиксацией запоминающими устройствами при каждом пробном изменении

255815 насоса

10 амплитуды производительности А,; ЛЬ А, Элемент сравнения логического блока вычисляет значения Q ЯА, " ЯА и Я2 — ЯА, — Я.4, сопоставляет между собой AQ u

AQ и в зависимости от знака сопоставления подает сигнал на реверсивпый элемент, который управляется направлением вращения исполнительного двигателя, плавно изменяющим амплитуду вибрации площадки в сторону оптимального значения. Аналогична работа второго этапа по настройке на оптимальные частоты вибрации.

Этапы настройки, попеременно чередуясь, следуют один за другим до тех пор, пока не последует несколько следующих один за другим отказов поиска амплитуд и частот вибрации, что соответствует полному уплотнению бетонной смеси. В этом случае релейный блок

1б даетФМВ уимуна отключение вибрационной площадки в последовательности, обратной ее включению. Количество отказов поиска режимов вибрации, достаточных для отключения внбрацнонной площадки, подбирается экспериментально.

Составитель М. М. Карбачинский

Редактор Г. Яковлева

Техред Л. Я. Левина

Корректор Т. А. Абрамова

Заказ 423/18 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете

Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Управление вибрационной площадкой oc) ществляется с пульта управления. Площадка предназначена для изготовления плоских железобетонных изделий со следующими режимами уплотнения бетонной смеси: частотой

20 — 200 гг1 и амплитудой 0,3 — 1,5 л,п.

Предмет изобретения

Вибрационная площадка для уплотнения бетонной смеси, содержащая раму и возбудитель колебаний, отличающаяся тем, что, с целью автом атического регулирования пар аметров вибрации в зависимости от затрачиваемой мощности вибровозбудителя, площадка выполнена с элементами обратной связи, регулирующими амплитуду вибрации: гидравлическим вибровозбудителем, индуктивно-мостовым датчиком, блоком подстройки амплитуды, насосом, золотником симметричности колебаний, и с взаимосвязанными элементами, регулирующими частоту вибрации: блоком подстройки частоты и барабанным золотником.