Ручные глубинные вибраторы с гибким валом

Глубинные вибраторы с гибким валом (рис. 4) предназначены для уплотнения бетонных смесей при укладке их в небольшие массивы, монолитные конструкции с различной степенью армиро­вания, а также при изготовлении бетонных и железобетонных из­делий для сборного строительства.

Рисунок 4. Глубинный вибратор ИВ-47 (С-922) с гибким валом.

В России Ярославский завод «Красный Маяк» серийно выпускает планетарные вибраторы с гибким валом моделей ИВ-75, ИВ-113 , ИВ-117 и ИВ-116А комплектуемые вибронаконечниками диаметром соответ­ственно 28,36, 51 и 76 мм.

Вибраторы меньшего диаметра моделей ИВ-75 и ИВ-113 имеют бегунки с наружной обкаткой (рис. 5), а вибратор ИВ-117 — бе­гунок с внутренней обкаткой (рис. 6).

В вибраторе ИВ-117 обкатка бегунка начинается немедленно после запуска, а в вибраторах ИВ-75 и ИВ-113 — после одного-двух легких ударов нижней частью корпуса о землю или опалубку.

Вращение бегунку передается от приводного шпинделя с по­мощью упругой резино-металлической муфты. Последняя позво­ляет бегунку отклоняться на расчетный угол и совершать плане­тарное обкатывание по конусной поверхности втулки или цен­трального пальца. Резино-металлический шарнир конструкции завода «Красный маяк» устойчив в работе и надежно защищает планетарный механизм вибраторов от попадания в него смазки из шарнирного соединения. Попадание смазки на поверхности обкатки планетарного механизма недопустимо, так как при этом вибронаконечник перестает вибрировать.

Детали планетарной пары подвергаются при работе виброна­конечников воздействию больших знакопеременных нагрузок и контактных напряжений. Для обеспечения долговечной работы этих деталей они изготовляются из термически упрочненных спе­циальных легированных сталей .

Планетарные системы нашли широкое применение в вибрато­рах с гибким валом не только отечественного, но и зарубежного производства.

На рис. 7 представлена конструкция планетарного виброна­конечника вибратора с гибким валом модели 95ЖФ-ПЕ фирмы «ПТК» (Франция). Его основное конструктивное отличие заклю­чается в том, что шарнирное соединение приводного шпинделя с бегунком выполнено при помощи радиального сферического двух­рядного шарикоподшипника. В планетарных вибраторах с гибким валом производства ГДР (рис. 8) это соединение осуществляется шарнирной муфтой со стальной спиральной пружиной. Недо­статком обеих указанных конструкций является сложность защиты планетарного механизма вибратора от попадания в него смазки из шарнирного соединения. Этот недостаток устранен в планетар­ных вибраторах шведской фирмы «Тремикс» (рис. 9), в которых отклонение бегунка на расчетный угол обеспечивается за счет изгиба эластичной штанги.

Все зарубежные глубинные вибраторы планетарного типа вы­полнены с наружной обкаткой бегунка. Такой тип вибровозбуди­теля характеризуется большей технологической простотой и мень­шей трудоемкостью изготовления его деталей по сравнению с пла­нетарным вибромеханизмом, в котором бегунок обкатывается вок­руг центрального пальца. Однако вибровозбудители с наружной обкаткой имеют ряд недостатков:

а) для начала обкатки необходимо произвести удар нижней частью корпуса вибронаконечника о какой-либо твердый предмет;

1— конусная втулка; 2 — бегунок; 3 — корпус вибронаконечника; 4 — резино-металлическая муфта; 5 — шпиндель

Рисунок 5. Планетарный вибронаконечник с наружной обкаткой бегунка (ИВ-113).

1— сердечник; 2 — бегунок; 3 — корпус вибронаконечника; 4 — резино-металлическая муфта; 5 — шпиндель

Рисунок 6. Планетарный вибронаконечник с внутренней обкаткой бегунка (вибра­тор ИВ-117).

1— корпус; 2 — бегунок; 3 — маслозащитное уплотнение; 4 — радиальный сфе­рический двухрядный шарикоподшипник; 5 — крестовая муфта; 6 — шпиндель

Рисунок 7. Планетарный вибронаконечник глубинного вибратора 95ЖФ-ПЕ с гибким валом фирмы «П. Т. К.» (Франция).

1— конусная втулка; 2 — бегунок; 3 — корпус вибронаконечника; 4 — шар­нирное соединение со стальной спиральной пружиной; 5 — приводной шпиндель

Рисунок 8. Планетарный вибронаконечник глубинного вибратора IV А3000 с гибким валом (ГДР, народное предприятие «Рави» в Радеберге).

б) при наружной обкатке по коническим поверхностям могут возникать значительные растягивающие осевые усилия, плохо воспринимаемые некоторыми типами шарнирного соединения (на- пример, резино-металлической шарнирной муфтой, муфтой со стальной спиральной пружиной и т. п.), которые в этом случае довольно быстро выходят из строя;

в) даже небольшое количество смазки, проникшей из шарнирного соединения или через уплотнение подшипников шпинделя в корпус вибратора, сразу же попадает на поверхности обкатки, и вибронаконечник перестает вибрировать.

Вибровозбудители с внутренней обкаткой бегунка не имеют указанных недостатков.

1— беговая дорожка; 2 — бегунок; 3 — эластичная штанга;4 — корпус вибронаконечннка

Рисунок 9. Планетарный вибронаконечник глубинного вибратора с гиб­ким валом фирмы «Тремикс» (Швеция).

В то же время при наружной обкатке возможна реализация большей вынуждающей силы и мощности, чем в вибраторах того же диаметра с внутренней обкаткой, что играет решающую роль в пла­нетарных вибронаконечниках малого диаметра. Чем больше раз­меры вибратора, тем меньше сказываются преимущества и силь­нее проявляются недостатки, присущие планетарному вибровозбу­дителю с наружной обкаткой. Поэтому его целесообразно приме­нять лишь в вибронаконечниках сравнительно небольшого диа­метра. В крупных вибраторах лучше использовать планетарный механизм с внутренней обкаткой бегунка, как это имеет место в отечественных конструкциях.

Многие зарубежные фирмы продолжают выпускать глубинные вибраторы с гибким валом, выполненные на базе дебалансного вибровозбудителя. Недостаточная долговечность подшипников ограничивает частоту колебаний этих вибраторов величиною 9000—12000 кол/мин, не обеспечивающей оптимальную эффектив­ность работы вибронаконечников небольшого диаметра порядка 25—50 мм .

Другой недостаток дебалансных вибраторов с гибким валом заключается в необходимости использования зубчатого мульти­пликатора для получения повышенной частоты колебаний вибро­наконечника. Обычно указанный мультипликатор встраивается в корпус приводного двигателя, в результате чего гибкий вал вра­щается с высокой скоростью, равной частоте колебаний вибратора. Это приводит к повышенному износу и, что особенно недо­пустимо, к повышенной вибрации гибкого вала, передающейся на руки бетонщика. Иногда применяется иное решение, при кото­ром планетарный мультипликатор встраивается непосредственно в корпус вибронаконечника (рис. 10). В этом случае гибкий вал, как и в планетарных вибраторах, вращается с низкой скоростью, однако конструкция такого вибронаконечника более сложна.

Техническая характеристика выпускаемых в России глубинных вибраторов с гибким валом представлена в табл. 1.

1- планетарный мультипликатор; 2 — дебаланс;3 — корпус вибронаконечника; 4 — винтовой насос для подъема жидкой смазки

Рисунок 10. Дебалансный вибронаконечник глубинного вибратора Хамдингер с гиб­ким валом фирмы «Файнмашинери» (Англия).

В табл. 2 приведены основные параметры некоторых моделей глубинных вибраторов с гибким валом, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами.

Некоторые зарубежные фирмы выпускают вибраторы с гибким валом, работающие при высоком напряжении 380/220 в. Защита обслуживающего персонала от поражения электрическим током обеспечивается в этом случае за счет подключения электродвига­телей вибраторов к сети через специальный разделительный транс­форматор (ГДР, фирма «Рави») или путем применения электродви­гателей с двойной изоляцией и одновременным изолированием от двигателя гибкого вала вибратора (Швеция, фирма «Тремикс»). Последнее решение является более надежным и безопасным.

В России разработано несколько типов специальных защитно-отключающих устройств, обеспечивающих отключение электро­двигателя от сети высокого напряжения 220/380 в при пробое его изоляции (замыкании на корпус). ГОСТ 10825—64, а также дей­ствующие в России правила эксплуатации электроустановок допускают при наличии указанных защитно-отключающих устройств работу ручными вибраторами при напряжении 220/380 в. Серий­ное производство защитно-отключающих устройств налажено на Выборгском заводе «Электроинструмент».

Таблица 1. Техническая характеристика глубинных вибраторов с гибким валом Ярославского завода «Красный Маяк»

Наименование показателей технической характеристики	Модель вибратора
	ИВ-75	ИВ-113		ИВ-117
Вибронаконечник
Наружный диаметр корпуса в мм	28	38		51
Система вибрационного механизма	Планетарная
Момент дебаланса в кгсм.	0,03	0,10		0,35
Частота колебаний в кол/мин .	20 000	15 000		10 000
Вынуждающая сила в кГ.	135	220		400
Длина рабочей части в мм	415	415		410
Вес в кг	1,4	2,7		4,5
Электродвигатель
Тип Частота тока в гц Напряжение в в Мощность в кет Скорость вращения в об/мин	Однофазный асинхронный с корот-
	козамкнутым ротором
	50	50		50
	220	220		220
	0,6	1,3		1,3
	2800	2800		2800
Режим работы Вес в кг	Длительный
	5,1	14,9		14,9

Краткая техническая характеристика Краткая те	Гибкий вал	Скорость вращения в об/мин	2850		2850		1400
		Длина в мм	4,0 4,0 4,0 5,0		2,0 3,0 3,0 3,0		6,0
		Наружный диаметр брони в мм	Отсут­ствуют данные		26 32 32 32		Отсут­ствуют данные
	Электродвигатель	Скорость вращения в об/мин	2850		2850		1400
		Мощ-ность в л. с.	1,25 1,25 2,0 4,0		2,0		0,8 0,8 0,8 1,2
		Напря-жение в в	37		380/220		42
		Час-тота тока в гц	50		50		50
	Вибронаконечник	Вес виб- ронако- нечника в кг	1,8 3,0 8,0 16,0		1,2 2,6 3,7 8,1		Отсут- ­ствуют данные
		Вынуж- дающая сила в кГ	175 220 530 830		Отсут­-ствуют данные		140 300 600 1200
		Частота колеба-ний в минуту	20 000 16 000 12 000 10 500		20 000 17 000 17 500 14 000		24000 18000 18000 12000
		Наруж-ный ди-аметр корпуса в мм	35 46 70 95		26 38 50 65		32 45 57 75
		Систе- ма виб- рацион-ного механз-ма	Плане­тарная То же >> >>		То же >> >> >>		То же >> >> >>
Модель				35GF 46GF 70GF 95GF		261 385 501 651		VIP30 VIP40 VIP50 VIP70
Страна и фирма-изготовитель				Фран­ция, «Р.Т.С.»		Шве­ция, «Тремикс»		Италия, «Венанцетти»

Таблица 2 . Основные параметры некоторых зарубежных глубинных вибраторов с гибким валом

РУЧНЫЕ ГЛУБИННЫЕ ВИБРАТОРЫ СО ВСТРОЕННЫМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ЭЛЕКТРО­ДВИГАТЕЛЕМ

Почти все существующие конструкции ручных глубинных вибраторов со встроенным элек­тродвигателем выполнены на базе дебалансного вибровозбу­дителя. Исключение составляет выпускаемый западногерманс­кой фирмой «Вакер» вибратор со встроенным электродвигате­лем модели IREFM 1у/42, в котором использован бегунковый вибровозбудитель повод­кового типа (см. рис. 3).

В России выпускаются четыре модели ручных глубинных ви­браторов со встроенным высоко­частотным электродвигателем: ИВ-55, ИВ-56, ИВ-59 и ИВ-60 с диаметром корпуса соответ­ственно 51, 76, 114 и 133 мм.

Вибраторы диаметром 114 и 133 мм нашли широкое приме­нение при бетонировании пло­тин гидроэлектростанций, воз­ведении крупных инженерных и приморских сооружений, а также при производстве крупно­габаритных малоармированных изделий сборного железобетона. По конструктивному испол­нению вибраторы ИВ-59 и ИВ-60 аналогичны (рис. 11) и представляют собой герметиче­ски закрытый цилиндрический корпус, внутри которого встрое­ны электродвигатель и дебалансный вибровозбудитель. Ко­лебания создаются в результате быстрого вращения неуравно­вешенного элемента—дебаланса, укрепленного на дебалансном валу между подшипниками качения. Ротор электродвигателя находится на консольном продолжении дебалансного вала, вследствие чего вибраторы этого типа часто называют консоль­ными. Консольное расположение ротора позволяет упростить и облегчить конструкцию вибратора. Статор электродвигателя запрессован непосредственно в рабочую часть корпуса вибра­тора.

1-корпус вибратора; 2-подшипники дебалансного вала; 3-дебаланс; 4-дебалансный вал; 5-наклонный канал дебалансного вала для подъема жидкой смазки; 6-радиальное отверстие; 7-статор встроенного электродвигателя; 8-ротор встроенного электродвигателя; 9-нижняя рукоятка; 10-амортизатор; 11-штанга; 12-пакетный выключатель; 13-верхняя рукоятка; 14-жидкая смазка. Рисунок 11.Глубинный вибратор ИВ-60 диаметром 133мм со встроенным высокочастотным электродвигателем.

К верхней части корпуса приварена штанга с рукояткой. Штан­га состоит из двух частей, соединенных между собой резиновым амортизатором. Под верхней рукояткой на штанге крепится ко­робка с пакетным выключателем.

В глубинных дебалансных вибраторах со встроенным электро­двигателем применена жидкая циркулирующая смазка подшип­ников. Жидкое масло находится в нижней части корпуса. При вра­щении дебалансного вала масло засасывается и подается вверх по каналу, наклонно высверленному в дебалансном валу, и далее через радиальное отверстие в последнем поступает к подшипникам. Сливаясь вниз, масло смазывает и равномерно охлаждает подшип­ники, обеспечивая их высокую работоспособность.

С 1967 г. Ярославский завод «Красный Маяк» начал выпускать ручные глубинные вибраторы со встроенным электродвигателем моделей ИВ-55 и ИВ-56 сравнительно небольшого диаметра (соот­ветственно 51 и 76 мм). Эти вибраторы предназначены для уплот­нения бетонных смесей при укладке их в небольшие массивы, мо­нолитные конструкции с различной степенью армирования, а также при изготовлении бетонных и железобетонных изделий для сбор­ного строительства.

а — общий вид; 1 — вибронаконечник Е44 диаметром 44 мм; 2 — вибронаконечник Е63 диаметром 63 мм; 3 — генератор тока повышенной частоты 200 гц — 42 в; б — конструк­ция вибронаконечника Е63; 1и8— подшипники дебалансного вала; 2 — дебалансный вал; 3 — корпус вибратора; 4 — статор электродвигателя; 5 — ротор электродвигателя; 6 — защитный "термоэлемент; 7 — коробка защитного термоэлемента; 9 — жидкая смазка;10 — дно вибратора

Рисунок 12. Глубинный вибратор со встроенным высокочастотным электродвигателем

фирмы «С. Т. В.» (Франция).

За рубежом вибраторы со встроенным высокочастотным элек­тродвигателем получили широкое распространение. Ряд ведущих зарубежных фирм использует в конструкции этих вибраторов жид­кую смазку подшипников (например, французская фирма «СТВ», английская фирма «Аллам» и др.). На рис. 12 представлен такой вибратор модели Е63 фирмы «СТВ» (Франция).

В его конструкции предусмотрен защитный термоэлемент, обе­спечивающий автоматическое отключение вибратора от сети при перегреве обмоток электродвигателя выше допустимых температур.

Особенностью конструкции вибраторов фирмы «Местер» (США) (рис. 13) является применение встроенного электродвигателя об­ращенного типа, выполненного в виде центрально расположенного статора с внешней обмоткой, вокруг которого вместе с разбаланси-

а — общий вид; б — конструкция вибронаконечника; 1и 3 — подшипники;

2 — разбалансированная роторная насадка; 4 — статор обращенного электродвигателя; 5—кольце­образный ротор обращенного электродвигателя

Рисунок 13. Глубинный вибратор со встроенным высокочастотным электродвигателем обращенного типа фирмы «Местер» (США).

рованной насадкой вращается кольцеобразный ротор. Главное преимущество такой конструкции заключается в упрощении тех­нологии изготовления вибратора, так как укладку обмотки во внешние пазы центрально расположенного статора производить проще (особенно при малых диаметрах вибратора), чем во внутрен­ние пазы статора обычного электродвигателя.