Расчет производительности поверхностных вибраторов
Поверхностное вибрирование представляет сложный случай для расчета, так как упругая реакция бетонной смеси является величиной неопределенной. Кроме того, величина колеблющейся вместе с вибратором массы" переменная и неизвестная.
Изменяя вес вибрационной машины и изучая влияние веса на амплитуду, частоту и сдвиг фазы, можно определить массу, колеблющуюся с вибратором. Вопрос о глубине проработки поверхностного вибратора в первом приближении решен П. М. Миклашевским. Он предложил пользоваться для подсчета колеблющейся при поверхностном вибрировании массы формулой, представляющей дифференциальное уравнение колебаний в предположении отсутствия сил сопротивления и упругой восстанавливающей силы, т. е. уравнением колебаний вида
Величины для данного вибратора известны. Величину ускорения а, необходимого для тиксотропного изменения вязкости бетонной смеси, П. М. Миклашевский рекомендовал принимать от 5 до 7,5 м/сек2. Предельная скорость колебаний может быть использована для вычисления предельных ускорений по зависимости.
Зная вес уплотненного бетона и площадь вибратора, можно по формуле определить глубину проработки поверхностного вибратора. Из формулы видно, что глубина проработки поверхностного вибратора увеличивастся с увеличением кинетического момента и частоты ш и уменьшается с увеличением веса вибратора при сохранении остальных параметров и плотности бетона неизменными.
Динст предложил определить производительность поверхностных вибраторов по формуле
Результаты опытов Л.П. Петрунькина с вибратором весом 35 кг, с рабочей площадкой размером 800X400 мм. Амплитуда колебания вибратора в воздухе была 2,47 мм.
Подсчитана по формуле Динста величина, пропорциональная производительности - коэффициент й для данного вибратора должен быть постоянным. Для подсчета производительности принимали разность амплитуд колебаний вибратора в воздухе и на бетонной смеси к концу вибрирования. Формула Динст в двух случаях из 13 дает близкие к экспериментальным значения производительности; в целях наглядности они выражены в условных единицах. Сходимость результатов подсчета по формуле Динст с экспериментальными значениями недостаточна. Подстановка в формулу значений амплитуд колебаний вибратора на бетоне и подсчет колеблющейся массы вибратора и бетона дает мало совпадающие результаты.
Амплитуда колебания вибратора на бетоне к концу вибрирования, F - площадь вибратора в м2 и Af0 - масса вибратора. Коэффициент 0,113 имеет размерность массы, отнесенной к 1 м2 площади вибратора.
В большинстве случаев теоретические значения хорошо совпадают с экспериментальными. Отклонения от экспериментальных значений не превосходят 4%; лишь в одном случае из 13 имелось отклонение 16%.
Выражение, стоящее в знаменателе, дает амплитуду колебания системы, не имеющей связей, т.е. при колебаниях ее в воздухе при наличии гибких связей. Амплитуду колебания поверхностного вибратора в воздухе можно с достаточной степенью точности определить по этой формуле.
Формула оказалась справедливой для поверхностного вибратора весом в 35 кг, работавшего на бетонной смеси подвижностью от 0 до 5 см, при изменении частоты колебания от 1 500 до 2 850 кол/мин. Возможность применения ее для более высоких частот колебаний и вибраторов другого веса и другой рабочей площади требует проверки 2.
Влияние веса, площади и кинетического момента эксцентриков на эффективность вибратора. Оценить влияние веса вибратора на глубину проработки непосредственно из формулы (31) не представляется возможным, так как амплитуда колебаний вибратора в бетоне уменьшается с увеличением веса, а поведение коэффициента при F неизвестно.
В американской практике рекомендуют оставлять рабочих па площадке вибратора во время вибрирования, считая, что с увеличением веса вибратора, последний работает эффективнее. Эта рекомендация не может быть принята, так как вибрации оказывают вредное действие на организм человека, расслабляют его мышцы и вредно действуют на нервную систему.
Противоположная точка зрения заключается в том, что с увеличением веса поверхностного вибратора уменьшается его эффективность.
Опытами было установлено, что нет существенного различия при применении вибраторов весом в 60 и 140 кг ни в глубине, ни в скорости проработки, ни в плотности бетона.
По данным К. Вальца изменение веса вибратора с 60 до 140 кг при одинаковой центробежной силе не влияет ни на объемный вес (2,4 и 2,39 г/ж3), ни на прочность на растяжение при изгибе (57 и 57 кг/см2) и ни на призменную прочность при сжатии (261 и 274 кг/см2). Толщина бетонируемой плиты была 15 см.
Большое значение имеет вопрос о том, до каких пределов можно увеличить рабочую площадку поверхностного вибратора и как это увеличение повлияет на глубину проработки.
Опыты показали, что с уменьшением рабочей площадки при постоянном кинетическом моменте и угловой скорости глубина проработки увеличивается, причем объем бетонной смеси, вовлекаемой в вибрацию, остается примерно одинаковым.
Производительность поверхностного вибратора с уменьшением размеров рабочей площадки может уменьшиться, так как число перестановок будет больше. Могут встретиться случаи, когда недопустима укладка бетонной смеси в несколько слоев, а толщина слоя превышает глубину проработки данным вибратором. В таких случаях, уменьшая размер площадки, можно достигнуть полной проработки всего слоя.
Из формулы видно, что с увеличением кинетического момента колеблющаяся масса должна увеличиваться.
Различие в глубине проработки для кинетических моментов в 6 и 8 кг невелико. Невелико и различие в глубине проработки для кинетических моментов в 6 и 5 кгем, если рассматривать малые сроки вибрирования (30-60 сек.). Увеличение эффективности поверхностного вибратора не пропорционально увеличению кинетического момента эксцентриков. По данным К. Вальца, увеличение возмущающей силы с 100 до 200 кг вызвало непропорциональное увеличение плотности (2,35 и 2.39 т/м3) и призменной прочности при сжатии (338 и 352 кг/см2).
| << ПРЕДЫДУЩАЯ ГЛАВА Поверхностные вибраторы и их производственные характеристики | СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА >> Наружные вибраторы и их производственные характеристики | |
| << Содержание >> | ||