4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННЫХ ФОРМОВОЧНЫХ МАШИН

Для расчета основных параметров вибрационной формовочной машины необходимо знать обусловленные технологическим процессом требуемые кинематические параметры движения рабочего органа. К последним следует отнести основную частоту, амплитудный и фазовый спектры ускорения, или скорости, или перемещения, форму траекторий характерных точек рабочего органа и ориентацию траекторий в пространстве, допустимую или необходимую неравномерность эпюры размахов колебаний основных поверхностей формы. Задание указанных кинематических параметров должно исходить из учета состава и свойств бетонной смеси, размера и конфигурации изделия, требуемых прочности, водонепроницаемости и морозостойкости готового изделия, качества его поверхностей, а также необходимой продолжительности вибрирования, наличия и режимов последующей термовлажностной обработки, требуемой прочности свежеотформованного изделия, экономических оценок и ряда других обстоятельств.

Установление количественных зависимостей между перечисленными факторами и задаваемыми параметрами машины возможно на основе теории вибрационного формования и уплотнения бетонных смесей, теории, которая должна быть математически сформулирована в ясной и непротиворечивой форме и экспериментально подтверждена. Поскольку ни одна из выдвигавшихся гипотез и точек зрения не охватывала проблему с достаточной полнотой и обоснованностью и не стала теорией в указанном выше смысле, единая общепринятая методика расчета параметров формовочных машин, исходящая из технологических и экономических требований, отсутствует.

В некоторых рекомендательных публикациях для некоторых консистенций бетонных смесей и в зависимости от типа формовочного оборудования заданы частоты вибрации и амплитуды перемещения рабочего органа. Так, в [7] для вибрационных площадок с вертикальной вибрацией рекомендована амплитуда перемещения при частоте около 3000 кол/мин. Рекомендуемые значения амплитуды перемещения вибрационных площадок и установок с прямолинейной горизонтальной вибрацией в зависимости от частоты и консистенции бетонной смеси приведены в табл. 6. В [10] для площадок вертикального действия рекомендована амплитуда перемещения при 3000 кол/мин и при 6000 кол/мин. В других публикациях в качестве критериев эффективности уплотнения смеси при формовании железобетонных изделий предлагают амплитуду скорости рабочего органа, в-третьих — амплитуду ускорения, в-четвертых — произведение амплитуды скорости на амплитуду ускорения, равное произведению квадрата амплитуды перемещения а на куб угловой частоты т. е. Последнюю величину иногда неудачно называли «интенсивностью вибрации», а в других случаях ее называют величиной, пропорциональной «удельной мощности вибрации». Действительно, размерность этой величины

такая же, как размерность отношения мощности к массе. Однако средняя удельная мощность, необходимая для поддержания синусоидальной вибрации в линейной системе с одной степенью свободы, равна где коэффициент демпфирования.

6. Амплитуды перемещения вибрационных площадок и установок горизонтального действия

(см. скан)

Согласно энергетической гипотезе [9] уплотняющую способность формовочной машины можно характеризовать удельной мощностью вибрации интерпретируемой как отношение полного количества энергии, поступающей в бетонную смесь при работе машины от ее рабочих органов за единицу времени, к массе формуемого изделия. При этом

для случаев, когда вибрация возбуждает в бетонной смеси нормальные напряжения, и

для случаев, когда вибрация возбуждает в бетонной смеси тангенциальные напряжения. В этих формулах полуэмпирические коэффициенты; ускорение свободного падения; коэффициент трения бетонной смеси по металлу. Для смеси различной жесткости ниже приведены значения рекомендуемой удельной работы уплотнения где продолжительность вибрирования.

Кроме того, рекомендованы следующие частоты. Для безударных вибрационных площадок вертикального действия кол/мин, а в случае изделий малой толщины — до 4500 кол/мин. Для ударно-вибрационных площадок вертикального действия кол/мин при высоте изделия менее кол/мин при высоте кол/мин при высоте Для площадок и установок горизонтального действия кол/мин при массе изделия менее кол/мин при массе более Для устройств внутреннего вибрирования кол/мин в случае плоскостных виброуплотнителей; 6000—9000 кол/мин в случае виброуплотнителей кругового действия. Для ударно-вибрационных формовочных машин при достаточной интенсивности ударных воздействий рекомендуются частоты 1500—1000 кол/мин при формовании изделий всех видов.

Суммарный статический момент массы дебалансов вибрационной площадки с вертикальными колебаниями обычно определяют исходя из схематизации машины в виде линейной системы с одной степенью свободы, работающей в далеко зарезонансном режиме:

где расчетная масса

массы соответственно вибрационной площадки (колеблющихся ее частей), формы и изделия; коэффициент приведения к форме соколеблющейся части изделия.

Статический момент массы дебалансов одного унифицированного блока Определив число блоков, выбирают соответствующую машину.

Схематизируя вибрационную формовочную площадку или установку горизонтального действия в виде двухмассной линейной системы, работающей в околорезонансном режиме, определяют статический момент массы дебалансов

где

коэффициент сопротивления; частота вибрирования; - амплитуда относительного перемещения; остальные обозначения такие же, как в (3).

Расчет динамики проводится по методикам, описанным: а) для машин с линейными дифференциальными уравнениями движения — т. 1, гл. VI; б) для машин с нелинейными упругими связями — т. 2, гл. II; в) для ударно-вибрационных машин при соударении твердых тел — т. 2, гл. XII, т. 4, гл. IX; в простейшем случае одномассной системы можно пользоваться расчетом, приведенным в гл. XXV; г) для ударно-вибрационных машин с соударением деформируемых тел — гл. IX.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(см. скан)