Сутність процесу вібропресування, напрямки створення ефективних конструкцій і методів розрахунку вібропресів для формування бетонних виробів. Алгоритм розрахунку параметрів вібропреса, що забезпечують необхідні показники ущільнення бетонної суміші.
При низкой оригинальности работы "Вібропрес з двочастотним приводом пуансона для формування дрібноштучних бетонних виробів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В сучасному стані розвитку будівництва в Україні набули широкого розвитку застосування малогабаритні вироби мощення (тротуарні плитки, бетонна цегла, фігурні елементи і т.п.). Рішення проблеми формування елементів мощення можливе завдяки застосуванню вібропресового обладнання, впровадження якого стримується відсутністю науково-обґрунтованих методів розрахунку, визначенням раціональних параметрів, розробкою принципів створення обладнання з високоефективними показниками. Для досягнення мети були сформульовані наступні задачі: - визначити сутність процесу вібропресування, сформулювати напрямки створення ефективних конструкцій і методів розрахунку вібропресів для формування бетонних виробів; розробити лабораторний вібростенд, провести на ньому експериментальні дослідження по вивченню динамічних параметрів і режимів руху двомасної системи вібропреса з урахуванням реологічних властивостей формованої бетонної суміші; дати порівняльну оцінку аналітичних і експериментальних результатів; провести факторний експеримент в заводських умовах на діючому вібропресі з метою отримання рівнянь регресії, що описують залежність міцності на стиснення, водопроникності і густини відформованих бетонних виробів від параметрів вібропреса;Для створення більш повної картини віброущільнення, були розглянуті різні способи вібрації і різні типи вібраторів, вплив спрямованості вібрації на процес ущільнення бетонної суміші. У другому розділі представлені теоретичні дослідження по вибору фізичної та створенню математичної моделі вібросистеми “вібростіл (нижній віброорган) - суміш, що ущільнюється - вібропуансон” і встановлені закономірності її руху в різних умовах навантаження. При обґрунтуванні розрахункової схеми робочих органів, виходячи з їх розмірів і характеристик міцності для діапазону вібраційних параметрів (w = 150ј300 с-1 і А = 0,2ј1,0 мм), загальноприйнятим є розглядати математичну модель як дискретну, яка включає масу, коефіцієнти пружності (елементи опор - металеві або гумові) та коефіцієнт опору (інтегральна оцінка розсіяння енергії в опорах та металоконструкціях робочих органів при їх коливанні). При виборі розрахункової схеми бетонної суміші на першій стадії передбачається, що при вільній верхній поверхні, справедливою є умова, що для даних розмірів виробу (висота стовпа суміші 0,05ј0,07 м) не розвиваються пружні сили для частот (w=150ј300 с-1) і така модель може враховувати тільки інерційні сили. Для оцінки енергетичних співвідношень в елементах вібросистеми приймалася умова енергетичного балансу у вигляді: IMG_66f79cb4-d022-4ec9-9769-77844d0e966f ,(8) де SEP - енергія, що розсіюється робочими органами матриці Ем і пуансона Еп; SE0 - енергія, що розсіюється в пружних елементах опор матриці Еом і пуансона Еоп; Еб - енергія, що розсіюється в обємі стовпа суміші; SA - робота гармонічних сил за період коливань відповідно матриці Ам і пуансону Ап.Огляд і аналіз досліджень у даній області показав, що існуюче устаткування для виробництва дрібноштучних бетонних виробів не повною мірою дозволяє забезпечити необхідні високі вимоги до якості виробів через невідповідність необхідних режимів формування дійсним їх значенням. Обрані й обґрунтовані фізична й математична моделі вібросистеми “віброорган (вібростіл - нижній вібратор) - бетонна суміш - вібропуансон”, що враховують особливості елементів системи, де модель розглядається на двох стадіях робочого процесу. Перша стадія в режимі вільної верхньої поверхні виробу (вібропуансон відсутній) моделюється переважним впливом інерційних сил опору; друга стадія - робочий процес до ущільнення - моделюється як система, що складається із всіх видів сил опору зовнішньому впливу, у якій напружений стан середовища представляється пружньо-грузлим пластичним середовищем, фізичні властивості якої засновані на моделі паралельного зєднання елементів пружних і непружних опорів. Визначено власну частоту коливань вібросистеми для різних умов і для забезпечення антирезонансу (умова максимальної передачі енергії від нижнього вібратора середовищу), знайдене значення частоти wрез=174,28 с-1 при реалізації несучих частот w01=157 с-1 і w02=300 с-1. Розроблений, виготовлений і змонтований лабораторний стенд, що включає вібропрес і комплект вимірювальних приладів і апаратури, дозволив експериментальним шляхом установити наступне: - на першій стадії робочого процесу амплітудно-частотна характеристика системи “вібростіл (нижній вібратор) - бетонна суміш” являє собою одномасну вібросистему, у якій переважають інерційні властивості системи із впливом повної маси середовища (коефіцієнт так званої приєднаної маси а=муб/мб=1, де муб - приєднана маса суміші, мб - повна маса суміші);
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Огляд і аналіз досліджень у даній області показав, що існуюче устаткування для виробництва дрібноштучних бетонних виробів не повною мірою дозволяє забезпечити необхідні високі вимоги до якості виробів через невідповідність необхідних режимів формування дійсним їх значенням. Це обумовлено недостатньою вивченістю реального процесу формування дрібноштучних бетонних виробів.
2. Встановлено, що перспективним є використання різночастотного режиму вібрації, реалізованого у дві стадії із застосуванням вібропресового устаткування.
3. Обрані й обґрунтовані фізична й математична моделі вібросистеми “віброорган (вібростіл - нижній вібратор) - бетонна суміш - вібропуансон”, що враховують особливості елементів системи, де модель розглядається на двох стадіях робочого процесу. Перша стадія в режимі вільної верхньої поверхні виробу (вібропуансон відсутній) моделюється переважним впливом інерційних сил опору; друга стадія - робочий процес до ущільнення - моделюється як система, що складається із всіх видів сил опору зовнішньому впливу, у якій напружений стан середовища представляється пружньо-грузлим пластичним середовищем, фізичні властивості якої засновані на моделі паралельного зєднання елементів пружних і непружних опорів.
4. Отримані залежності між основними характеристиками процесу (переміщення, прискорення, відносне переміщення двох мас, що коливаються) в яких враховані як характеристики робочих органів, так і оброблюваного середовища.
5. Обґрунтована й реалізована конструктивна схема двочастотного вібратора, новизна якого підтверджена патентом України; визначені послідовність і корисність впливу двох частот на оброблювану суміш.
6. Складено програму й виконані розрахунки по визначенню основних параметрів робочого процесу для різних умов навантаження. Визначено власну частоту коливань вібросистеми для різних умов і для забезпечення антирезонансу (умова максимальної передачі енергії від нижнього вібратора середовищу), знайдене значення частоти wрез=174,28 с-1 при реалізації несучих частот w01=157 с-1 і w02=300 с-1. Виявлено внески вищих гармонік стосовно несучих частот вібропреса, використання яких підвищує ефективність передачі енергії, а, отже, і ефективність процесу ущільнення бетонної суміші.
7. Виведено залежності для визначення енергетичного балансу енергії з урахуванням хвильових процесів у бетонній суміші й дана оцінка впливу складових енергії на тертя, коливання, ущільнення, розсіювання в елементах конструкції стосовно загального балансу роботи системи за цикл коливань.
8. Розроблений, виготовлений і змонтований лабораторний стенд, що включає вібропрес і комплект вимірювальних приладів і апаратури, дозволив експериментальним шляхом установити наступне: - на першій стадії робочого процесу амплітудно-частотна характеристика системи “вібростіл (нижній вібратор) - бетонна суміш” являє собою одномасну вібросистему, у якій переважають інерційні властивості системи із впливом повної маси середовища (коефіцієнт так званої приєднаної маси а=муб/мб=1, де муб - приєднана маса суміші, мб - повна маса суміші);
- на другій стадії робочого процесу вібросистема представляється двомасною з яскраво вираженими проявами пружних властивостей середовища, а інерційні визначаються приєднаною масою, що становить 1/3 від повної маси із приєднанням як до нижнього вібратора, так і до пуансона.
9. Розроблено алгоритм корекції параметрів і режиму роботи вібросистеми, що забезпечує вищевказаною технологією ефективний режим ущільнення середовища. Виконано дослідження робочого процесу на існуючому модернізованому вібропресі у виробничих умовах, що підтвердили передумови та результати лабораторних досліджень. Складено рівняння регресії для міцності відформованого виробу, водопроникності та щільності.
10. Запропоновано методику розрахунку основних параметрів робочого процесу вібропреса для формування дрібноштучних бетонних виробів та зроблене порівняння результатів теоретичних і експериментальних досліджень, розбіжність яких перебуває в межах 6ј7%. Результати досліджень впроваджені у виробництво, ефективність яких дозволила збільшити міцність у середньому на 5ј10% і зменшити пористість виробів, величина якої доведена до 4...5%.
Список литературы
1. Емельяненко Н.Г., Саенко Л.В. Исследование динамики вибромашины с пневмогидравлическим приводом, включающим упругие элементы в виде эластичных оболочек // Энергосберегающие технологии в дорожной и строительной технике. Межвузовский сборник статей. - БЕЛГТАСМ - Белгород. - 2002. - С. 71 - 75.
2. Саєнко Л.В., Ємельяненко М.Г. Дослідження динаміки двохмасної системи вібропресу з урахуванням параметрів формовочного матеріалу // Наук. вісн. будва. - Харків: ХДТУБА. - 2004. - №29. - С. 106 - 111.
3. Емельяненко Н.Г., Саенко Л.В., Емельяненко Т.Л. Экспериментальное исследование процесса формования тротуарной плитки на вибропрессе. // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Межвузовский сборник статей. БЕЛГТАСМ - Белгород. - 2003. - С. 91-95.
4. Емельяненко Н.Г., Саенко Л.В. Определение рациональных режимов формования бетонных изделий на вибропрессе // Сборник научных трудов “Вибротехнология-2003”. - Одесса. - 2003. - №13. - С. 31 - 34.
5. Емельяненко Н.Г., Саенко Л.В. Экспериментальные исследования параметров двухмассного вибропресса для формования бетонных изделий // Вісник Нац. техн. ун-ту “Харківський політехнічний інститут”: Зб. наук. праць. Тематичний випуск: Хімія, хімічна технологія та екологія. - Харків: НТУ “ХПІ”. - 2005. - № 25. - С. 129 - 133.
