Рассмотрены вопросы разработки и создания нового поколения вибрационных площадок для уплотнения и формовки железобетонных изделий с комбинированным режимом динамического нагружения. Обоснованы области рациональных параметров вибрационного привода, выполнена оценка надежности и долговечности, уровня генерируемого звукового давления.

Описано конструкцію двомасного резонансного вібромайданчика з двочастотними коливаннями. Наведено раціональні параметри вібраційного впливу на бетонну суміш і визначено взаємозв'язок основних параметрів вібромайданчика.

Розглянуті питання створення керованого вібраційного пристрою, проведені динамічні та технологічні дослідження розробленого пристрою для вібраційного ущільнення бетонних сумішей та переміщення виробів. Складені й проаналізовані математичні моделі різних конструктивних схем вібропристрою з керованим й некерованим віброзбуджувачем, який генерує кругові коливання. Розроблено дослідно-промисловий зразок вібропристрою.

Проведені динамічні та технологічні дослідження створеної керованої вібраційної машини для ущільнення легких бетонів. Досліджено одночасний вплив нестаціонарних режимів віброущільнення і безінерційного пневмодовантажувача на якість легкобетонних виробів. Складені й проаналізовані математичні моделі оброблюваного середовища та самої вібромашини. Запропоновані ефективні технологічні режими ущільнення. Розроблено промисловий зразок віброплощадки й автоматизовану систему керування технологічним процесом віброущільнення.

Дисертацію присвячено встановленню закономірностей руху робочого органу вібромайданчика з регульованим пневмогідравлічним приводом для ущільнення бетонних сумішей і розробки методів розрахунку параметрів машин подібного класу. Розкрито закономірності руху робочого органу вібромайданчиків з регульованим пневмогідравлічним приводом від пульсуючого джерела стисненого повітря. Побудовано модель коливального процесу віброприводу, який містить еластичну оболонку. Сформульовано основні принципи створення подібних машин і на їх основі запропоновано методику розрахунку основних параметрів.

Встановлено, що найбільш ефективним напрямом в створенні машин є використання форми для кільця як робочого органу, а збудники коливань мають бути розташованими вертикально із зсувом фаз між собою. Обгрунтовано та вибрано фізичну та математичну модель даної системи, визначено закономірності руху таких машин за умов взаємодії із бетонною сумішшю та зсувом фаз між положеннями дебалансів. Виявлено раціональні параметри коливань, запропоновано принципи створення нових високоефективних віброустановок, розроблено алгоритм і методику інженерного розрахунку основних параметрів робочого процесу.

Приведены результаты исследования динамики низкочастотной виброплощадки с импульсным гидроприводом для формирования бетонных изделий. Предложена научно обоснованная методика проектного расчета основных параметров. Виброплощадки внедрены в ООО "Грань" (г. Винница) в линии производства облицовочных бетонных плит.

Проанализирована эффективность применения уплотняющих машин в зависимости от свойств уплотняемого материала.

Для оцінювання ступеня змішування компонентів фібробетонної суміші в сучасних віброекструдерах з'ясовано особливості процесу, який відбувається в круглому кільцевому каналі. Розглянуто процес простого змішування за умов ламінарного плину у разі відсутності дифузії, який здійснюється в такому каналі. При розгляді процесу використовується феноменологічний підхід, за якого фібробетонна суміш покладається як однорідне ізотропне середовище, а про структуру суміші робляться лише загальні застереження. Враховано, що вібруючі фібробетонні суміші у разі віброекструзії являють собою псевдоньютонівські системи. Запропоновано аналітичні формули для розрахунку деформації зсуву, функцій розподілу деформацій і розподілу часу перебування суміші в круглому кільцевому каналі. З'ясовано, що кільцеві канали, у порівнянні з плоскими, круглими і конічними, забезпечують відчутне зменшення нерівномірності розподілу деформацій зсуву по перерізу каналу. Це у свою чергу покращує процес змішування, а отже, і властивості суміші по всьому її об'єму, що сприяє одержанню продукції високої якості.

Досліджено взаємодію середовища (бетонної суміші) з робочим органом електромагнітної ударно-вібраційної установки за умов віброущільнення. Створено дослідно-експериментальний стенд, що включає ударно-вібраційну установку та апаратуру прийому, запису й аналізу даних. Проведено комплекс експериментальних досліджень з використанням методу динамічної петлі гістерезису для висоти суміші до 1-го м. Здійснено спектральний аналіз напружень у бетонній суміші, одержано закономірність його зміни в процесі ущільнення. Проаналізовано поведінку системи для дискретної та континуальної моделей середовища. В режимі моделювання зміною параметрів керування - пружністю підвіски ударника та часом затримки на вмикання живлення електромагнітів одержано стійкий полічастотний режим руху робочого органу. Знайдено раціональний закон зміни пружності підвіски ударника в межах одного періоду коливань. Запропоновано нову конструкцію підвіски ударника, наведено уточнену методику інженерного розрахунку для вантажопідйомності віброблока до 500 кг.

Розглянуто наукові основи створення вібраційних установок з просторовими коливаннями для ущільнення бетонних сумішей під час формування залізобетонних виробів складної форми. Наведено узагальнену теорію вібраційного ущільнення бетонних сумішей під час формування виробів складної форми на вібраційних установках з просторовими коливаннями. Визначено теоретичні залежності параметрів вібраційних установок з просторовими коливаннями, які описують поведінку динамічної системи і дозволяють установити закон руху й амплітуди коливань форми, встановленої на рухомій рамі віброплощадки. Висвітлено закони руху віброустановок і раціональні параметри вібраційних режимів під час формування плит покриттів, бетонних лотків та інших залізобетонних конструкцій складної форми на віброустановках, що збуджуються віброзбуджувачами колових та крутильних коливань. Розглянуто оригінальні конструкції вібраційних установок з просторовими коливаннями. За методом скінченних елементів запропоновано програмні розрахунки дослідження напружено-деформованих станів рам віброустановок та фундаментів.

Мета дослідження - розв'язання актуальної задачі створення вібраційних установок (ВУ) для ущільнення великогабаритних залізобетонних виробів (ЗВ). На основі аналізу існуючих конструкцій вібраційного обладнання, що використовується для ущільнення великогабаритних ЗВ, запропоновано конструктивну схему ВУ для ущільнення довгомірних плоских ЗВ зі швидкоз'ємним віброприводом, що дозволяє підвищити оборотність парку форм. Одержано теоретичні залежності параметрів досліджуваної ВУ для ущільнення бетонних виробів, які описують рух динамічної системи та дозволяють установити закон руху й амплітуди вібропереміщень установки на холостому ходу та в робочому режимі з урахуванням впливу оброблюваного середовища. Запроектовано та експериментально досліджено ВУ відповідно до прийнятої конструктивної схеми. Одержані результати експериментальних досліджень підтвердили адекватність теоретичних досліджень. При цьому розбіжність показників амплітуд коливань не перевищує 10 %. Удосконалено інженерну методику розрахунку основних параметрів ВУ та запропоновано віброкомплекти з переліком обладнання, що дозволить спростити створення нової техніки або переобладнання вже існуючих зразків техніки.

Вивчено проблему створення та дослідження касетної вібраційної установки з активним робочим органом для формування залізобетонних виробів з високою технологічною ефективністю за рахунок передачі бетонній суміші коливань перегороджуючої між виробами пластинки. Виконано теоретичні дослідження робочих коливань установки з урахуванням бетонної суміші. Експериментально досліджено міцність виробів при зміні конструктивних параметрів касетної установки. Запропоновано методику інженерного розрахунку основних параметрів вібраційної касетної установки. Виконано оцінювання економічної ефективності та експлуатаційних якостей запропонованого обладнання. Розроблено промисловий зразок вібраційної касетної установки.

Рассмотрена вибрационная площадка с двухвальными дебалансными вибровозбудителями, применяемая на производствах железобетонных изделий для уплотнения бетонных смесей в форме. Отмечены основные недостатки работы таких виброплощадок при использовании нерегулируемых электроприводов. Для повышения эффективности работы вибрационных площадок предложен разрыв механической связи между валами приводных двигателей и использование регулируемого электропривода. Выведены выражения для определения результирующей вынуждающей силы двухвального дебалансного вибровозбудителя с помощью векторной диаграммы. Для определения способов управления параметрами колебаний виброплощадки проведены исследования изменения максимального значения амплитуды и направления результирующей вынуждающей силы при вращении дебалансов в одном и разных направлениях с постоянной и различной разностью начальных фаз. Проанализировано изменение результирующей вынуждающей силы при вращении дебалансов с различными скоростями.

Рассмотрена вибрационная площадка с двухвальными дебалансными вибровозбудителями, применяемая на производствах железобетонных изделий для уплотнения бетонных смесей в форме. Отмечены основные недостатки таких виброплощадок, большинство которых связано с прохождением зоны резонанса при пуске. Для повышения эффективности работы вибрационных площадок предложен разрыв механической связи между валами приводных двигателей и применение регулированного электропривода. Построена математическая модель перемещения виброплощадки вдоль оси Y. Представлены результаты моделирования перемещения вибросистемы, момента и частоты вращения приводных двигателей, вибрационного момента, приложенного к валам двигателей при прямом пуске. Проведены исследования влияния 3-х законов частотного управления на пуск виброплощадки и прохождение резонансной области. Определено, что для снижения амплитуды колебаний при переходе через резонансную зону необходимо управление углом рассогласования между дебалансными массами.

Досліджено вплив реакції бетонної суміші під час її вібраційного ущільнення на динаміку вібраційної установки з електромагнітним приводом, що працює в режимі, близькому до резонансного. Розроблено динамічну модель, яка надає можливість розраховувати перехідні процеси у багатомасових вібраційних установках з керованим електромагнітним приводом та обирати структуру і параметри регуляторів системи автоматичного керування.

Вібраційні майданчики є головним обладнанням при виробництві бетонних і залізобетонних виробів. Ударно-вібраційна технологія при виробництві збірного залізобетону на низькочастотних резонансних вібро-майданчиках значно поліпшує якість виробів і ступінь їхньої заводської готовності. Ця технологія використовується для виробництва великогабаритних виробів. Описано створення математичної моделі ударно-вібраційного майданчика, де реалізується режим асиметричних коливань, у якому верхнє та нижнє прискорення форми з бетоном мають різні значення. Створена математична модель відповідає двомасовій віброударній системі з двома ступнями вільності. Це сильно нелінійна негладка розривна система, яка має такі особливості: верхнє тіло дуже великої маси відривається під час коливального руху від нижнього тіла, і тоді тіла рухаються окремо; потім верхнє тіло падає на м'який обмежник; відбувається м'який удар. Моделювання м'якого удару потребує окремого обговорення. Змодельовано удар нелінійною контактною силою відповідно до квазістатичного контактного закону Герца. Числові параметри системи вибрано таким чином, щоб, по-перше, вони забезпечували виконання вимог до реальної машини, та, по-друге, надали можливість виконати аналіз її динамічної поведінки засобами нелінійної динаміки. Створена модель достатньо добре забезпечує виконання низки вимог, а саме: Т-періодичний усталений рух після перехідного процесу; придатне значення амплітуди коливань форми; задовільну величину коефіцієнту асиметрії, а саме відношення нижнього прискорення до верхнього.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н626.205.567-572.7-02

Рубрики:

Вібрування бетонної суміші

Шифр НБУВ: ДС49232 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено результати числових досліджень динамічної поведінки віброударного майданчика, який застосовується у будівельній індустрії для ущільнення бетонних сумішей та формування великогабаритних бетонних виробів. Зазначено, що його математична модель - двомасова віброударна система з 2 ступнями вільності, сильно нелінійна негладка розривна система. Акцентовано увагу, що деякі зміни як параметрів самої системи, так і параметрів зовнішнього навантаження, які могли б підвищити ефективність роботи майданчика та покращити якість ущільнення бетону, призводять до виникнення небажаних, і, можливо, небезпечних станів, таких, ж хаотичний рух, граничні та внутрішні кризи, перехідний хаос, переміжність, індукована кризою, співіснуючі режими в зонах гістерезису. Виявлено нелінійні явища, які дозволили визначити провісників критичних станів та окреслити діапазони параметрів, де вони можуть відбутися. Надано рисунки та таблиці, що наочно демонструють результати числових досліджень.

Ударно-вібраційний майданчик (УВМ) широко застосовується у будівельній галузі для ущільнення та формування великогабаритних бетонних виробів. Його математична модель, яка створена у нашій попередній роботі, відповідає всім основним вимогам ударно-вібраційної технології для виробництва збірного залізобетону на низькочастотних резонансних платформах-вібраторах. Модель відповідає двомасовій віброударній системі з двома ступнями вільності з м'яким ударом. Це сильно нелінійна негладка розривна система є незвичайною віброударною системою завдяки своїм специфічним властивостям. Верхнє тіло з дуже великою масою відривається від нижнього на дуже маленьку відстань, а потім падає на м'який обмежник, що й викликає м'який удар. Потім воно знову відскакує та падає і так далі. М'який удар моделюється нелінійною контактною силою Герца. Модель продемонструвала багато унікальних явищ, властивих нелінійним негладким динамічним системам у разі зміни керуючих параметрів. Продемонстровано перехідний хаос у віброударній системі. Наявність перехідного хаосу в УВМ є чудовим явищем само по собі, крім того допомагає зрозуміти динамічні процеси, які відбуваються в УВМ за зміни технологічної маси форми з бетоном. Фазові траєкторії, перерізи Пуанкаре, графіки переміщень і контактних сил, спектри Фур'є, показники Ляпунова та вейвлет-характеристики використовуються в чисельних дослідженнях для визначення хаотичних і періодичних фаз реалізації. Показано як залежність перехідного хаосу від значення керуючого параметра, так і чутливу залежність від початкових умов. Ццей аналіз може допомогти уникнути небажаної поведінки УВМ під час експлуатації та підібрати відповідні параметри при проєктуванні, оскільки перехідний хаос може бути небезпечним і небажаним станом віброударної системи.