Вибротехника

Мельничук А. Вибротехника // Строительство и реконструкция . 2001 . 8 июня 2001 (№ 6) . С. 12-13




Широкий диапазон таких уплотнителей, как виброплиты, вибротрамбовки и прочие вибраторы, активно применяют на различных работах. Везде, где подобное оборудование нашло себе применение, машины показали свою высокую эффективность. Но по не единственное достоинство вибротехники - машины просты в эксплуатации, долговечны, имеют сравнительно небольшую стоимость и обеспечивают высокую степень уплотнения.





Различают 2 типа уплотнения: статическое и динамическое. Отличаются они тем, что статическое уплотнение основано на весе уплотнительной машины, а в динамическом совмещаются давление веса с вибрацией определенной частоты и амплитуды. Вибротехнику, в основном, применяют для уплотнения бетона, фунтов, асфальта, природного щебня и гравия, ФЭМов, а также для укладки и разравнивания строительного раствора. В результате процесса уплотнения повышается прочность слоев и уменьшается влагопоглощение уплотняемого материала. Нагрузка на уплотняемые грунты с вибрацией сводит до минимума их пористость и приближает к однородной структуре. Одновременно достигается более высокое качество поверхностного выравнивания.

Таким образом, уплотняющий эффект достигается за счет нескольких факторов. Во-первых, веса машины. Чем больше вес машины, тем выше уплотняющий эффект: плотность почвы, глубина уплотнения.

Во-вторых, ее колеблющейся массы. Общая масса машины состоит из неподвижной и колеблющейся массы. Колеблющаяся масса приводится в движение вибратором, установленным на машине.

В-третьих, частоты и амплитуды колебаний. Эти характеристики ? важнейшие показатели, по которым можно судить о назначении самой машины. Амплитуда колебаний ? это высота подъема машины эксцентриком. Частота вибраций ? количество ударов в минуту. Большая амплитуда развивает большую центробежную силу. Это, в свою очередь, позволяет с большой силой воздействовать на уплотняемую поверхность. Машины с высокой амплитудой колебания имеют, как правило, меньшую частоту вибрации, поэтому их используют для уплотнения различных грунтов. Машины с малой амплитудой, но высокой частотой вибрации (?90 Гц) чаще применяют для уплотнения асфальта, песка, гравия, щебня и их смесей, при укладке плитки. Но для тяжелых и вязких грунтов эти машины не пригодны.

И, наконец, последний фактор ? рабочая скорость движения машины. Меньшая рабочая скорость при полной частоте и амплитуде вибрации дает больший уплотняющий эффект. На виброкатках с бесступенчатым приводом ее регулирует оператор, который должен учитывать вид уплотняемого грунта и условия работы. На трамбовках или виброплитах регулировка скорости отсутствует, скорость хода устанавливает изготовитель.

Правильный выбор техники

Чтобы правильно выбрать машину для выполнения работ по уплотнению, необходимо учитывать особенности материала, подлежащего уплотнению, площадь уплотнения, производительность машины по площади и объему, требования по уплотнению или специфику выполнения работ.

Очевидно, что различные грунты имеют свои особенности, поэтому их делят на невязкие, вязкие и смешанные. Невязкие, грубозернистые грунты (щебенка, гравий, крупный песок) имеют большие пустоты, не разбухают при увлажнении, легко высыхают после намокання. Такие структуры морозостойки и не зависят от погоды.

Вязкие грунты (глины, глей) имеют мелкозернистую структуру, поэтому медленно пропускают влагу и после намокання долго удерживают ее. В сухом состоянии имеют хорошую несущую способность, но при намокании за счет пластичности быстро теряют ее.

Чаще всего встречаются смешанные грунты. Их свойства прямо пропорционально зависят от процентного соотношения в них мелко- и крупнозернистых структур.

Производительность машин

Уплотняющая способность виброплит, трамбовок, катков может быть выражена как в площади уплотнения, так и в объемах уплотнения грунта. Трамбовки, например, более экономичны по показателю, характеризующему уплотнение на определенную глубину, однако при уплотнении грунтов из расчета площади они проигрывают.

Скорость перемещения виброплит часто имеет важное значение для определения их производительности с учетом того, что они могут производить уплотнение на склонах и рыхлых грунтах. В целом можно сказать, что скорость также оказывает влияние на производительность машин и достигаемые результаты. Вместе с тем, уменьшая скорость перемещения, можно достичь повышения степени уплотнения за один проход. Практика показывает, что наиболее рационально рассчитывать на уплотнение за 3-4 прохода по одному месту. Количество проходов свыше 6-8 считается неэффективным. В этом случае рекомендуют использовать более мощные машины или перейти на уплотнение более тонкими слоями.

Трамбовки и круглые грунтоуплотнители

Трамбовки и грунтоуплотнители предназначены для выполнения работ по уплотнению песка, глины, гравия при производстве на ограниченном пространстве, в выемках траншей, вблизи зданий и сооружений. Для привода трамбовок используют дизельный или бензиновый двигатель, который приводит в движение поршень. Обычно вибротрамбовки работают в режиме до 500-800 ударов в минуту с нанесением ударов с высоты около 60 мм. Высота, с которой наносится удар, определяет значительную силу удара и динамическое воздействие на поверхность. В связи с этим трамбовки эффективно используют не только на гравии, но и для уплотнения полусвязных и связных грунтов. Воздействие трамбовок зачастую равнозначно укатке боль шими катками, что относит их к высокопроизводительным машинам.

Круглые грунтоуплотняющие машины являются на сегодня прогрессивным шагом вперед по сравнению с виброплитами и трамбовками. Они работают на малых амплитудах, при частотах выше, чем у вибротрамбовок. Это делает грунтоуплотняющие машины менее пригодными для работы на связных фунтах или глине, но для остальных материалов, особенно при работе на ограниченном пространстве, эти машины оказались более удобными в управлении и эффективнее по своему воздействию, чем вибротрамбовки.

Трамбовки имеют простой эффективный механизм с малым количеством подвижных деталей. Двигатель вращает малое зубчатое колесо, сцепленное с эксцентриком. От малого зубчатого колеса вращение передается на большое колесо, а затем на соединительную ось. Через эту ось ударная сила передается на подошву трамбовки, частично прямо и частично через амортизацию на пружинную систему. Наклон конструкции подошвы обуславливает передвижение машины вперед под действием внутренних сил. Эффективность воздействия трамбовки обусловлена сравнительно большой высотой, с которой наносится удар, хорошей балансировкой и определенной длительностью нанесения вертикального удара. Круглые уплотнители состоят из подошвенной плиты с эксцентриком и двигателем, силовой передачи между ними. Вибрационное воздействие возникает при вращении эксцентрика с высокой скоростью и образовании центробежной силы. Трамбовки снабжаются трамбующей подошвой, изготавливаемой из плиты со стальной облицовкой. Конструкция обеспечивает высокую устойчивость к ударным и растягивающим нагрузкам, снижает шум при работе и вибрацию при работе на твердых поверхностях. Для облегчения спуска в выемки предусмотрено снабжать некоторые трамбовки особо узкими подошвами шириной 100 мм увеличенной длины.

Вибрационные трамбовки

MS 54 MS 68 (Tremix) представляют собой серию новых трамбовок с четырехтактным двигателем, который надежен, легко запускается и имеет лучшие эксплуатационные характеристики по сравнению с двухтактным. На антивибрационной рукояти расположен регулятор числа оборотов двигателя. Трамбовки устойчивы, эффективно работают как на сыпучих, так и на твердых грунтах. Подходят для работ в траншеях под инженерные коммуникации и на ограниченных площадях. Большая амплитуда придает трамбовкам повышенную уплотняющую способность для боль-

шинства типов фунтов. Песок и фавий уплотняются на глубину от 40 до 60 см. На вязких фунтах достигается уплотнение на глубину 15-20 см. Данные трамбовки являются хорошей альтернативой тяжелой уплотнительной технике. При небольшой массе и габаритах вибротрамбовки имеют высокую уплотнительную способность. Двигатель защищен от ударов и повреждений прочной металлической рамой. Узлы и афегаты вибротрамбовок легко доступны для технического обслуживания. Малый расход горючего создает условия для длительной непрерывной работы с редкими перерывами для дозаправки, что улучшает производительность и экономичность трамбовок.

Виброплиты

Эта обширная серия специально создавалась для специфических работ по уплотнению несвязных грунтов. Практичный комплект вспомогательного оборудования предназначен для универсального использования виброплит. Дополнительные лолиуретановые позволяют бесшумно и бережно уплотнять бетонные камни. При выполнении работ с асфальтом виброплиты дополнительно осна-,щают системой водного орошения. Виброплиты хорошо себя зарекомендовали на стройплощадках, особенно на малых площадях, при ремонтных и восстановительных работах на различных путях и дорогах, участках стоянок, при засыпке траншей и т.п.

Оптимальная конструкция и высокая производительность машин MV и KMR11 {Tremix) эффективны для выполнения работ по уплотнению на сыпучих грунтах различных типов. Машины MV65 и MV92 (Tremix}, которые специально проектировались для уплотнения асфальтов, оказались весьма эффективными и для уплотнения несвязных грунтов. На ограниченных плоскостях KMR11 и MV140 стали удачной альтернативой традиционным трамбовкам для различных материалов, за исключением глины и связных грунтов. Следует отметить, чте плита только тогда может уплотнять, когда имеет сцепление с фунтом. При этом продвижение машины зависит от стабильности (устойчивости) фунтов.

Как правило, большинство виброплит работают на бензиновых или дизельных двигателях. Существуют также модели, оборудованные электродвигателями, но из-за неудобств, связанных с подключением к электросети, практически не используются.

Большинство уплотнителей снабжены жесткими днищевыми плитами, чаще сварной конструкции, что обеспечивает высокую износоустойчивость и малую восприимчивость к образованию трещин. Геометрия днищевых плит для различных моделей вибраторов оптимизируется с учетом достижения наилучшего уплотняющего эффекта. Днищевая плита для асфальтовых покрытий, скользя по поверхности, предотвращает ее повреждение. Как правило, края днища виброплит скошены или срезаны под углом. Конструкция машины позволяет использовать рукоять с подъемом для поворота виброплиты.

Серия виброуплотняющих плит (с реверсом) представляет собой альтернативный или дополнительный к каткам вариант. Некоторые мощные тяжелые машины обеспечивают такой же эффект, как каток массой 8-10 тонн. Подобные виброплиты считаются многофункциональными и применяются для уплотнения грунтов на открытых площадках, в траншеях, на дорогах, вблизи ограждений, мостовых опор и т.д.

Конструкция

Все виброплиты конструктивно очень близки и отличаются, как правило, габаритами. Основой виброплит является двигатель внутреннего сгораний с воздушным охлаждением, центробежные муфты сцепления и клиноременные передачи вращения на вибратор. На одноходных виброплитах устанавливают од-новальный вибратор, на реверсивных ? двухзальный.

Виброуплотняющие плиты с реверсом состоят из опорной плиты и устройства вибрации, которое изолировано от двигателя с помощью демпферов. Для привода от двигателя к вибратору используется клиноременная передача или гидравлическая система. В последних моделях гидравлический насос соединен с дизельным двигателем, подающим поток гидрожидкости на эксцентриковое устройство через специальный вентиль управления. Для всех моделей система управления для изменения движения машины ? гидравлическая или электрическая с микровыключателем. Для предупреждения повреждений при переключении на обратный ход в машине предусмотрено специальное устройство управления ? зажим. Когда машина поворачивает в обратном направлении, зажим прижимает рукоять управления. Когда нажимают вниз, корректирующий зажим полностью вписывается в рукоять. Это обеспечивает управление машиной и манипулирование системой управления для переключения на обратный ход. Виброустройство машин состоит из двух вращающихся валов с эксцентриками и зубчатыми колесами.

Валы вращаются в смазываемых конических шарикоподшипниках. Привод виброустройст