автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Определение параметров ручных машин для заглаживания пластичных бетонных смесей

14 ь У"

- 7 У/ГСАНКТ-ПЗТЗЕБТИ'СИЙ /¡НЕЕНЕРН0-СТР011Т31ЬНЬП'1 ИНСТИТУТ

На прозах рукописи УДК: 69.002.51:693.546.7

Добяиньски Мацей

"Определение параметров ручных машин для заглаживания пластичных бетонных сг.:есей"

Специальность u5.05.G4 - Дорожные п строительные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саккт-иетеюбуог 1993 " *

Работа выполнена в Санкт-Петербургском инженерно-строительном институте.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор А.В.Болотный

доктор технических наук профессор В.А.Кузьмичев кандидат технических нау] профессор А.И.Батулов

Ведущая организация: ВНШЗеммаш

Защита состоится "ОЬ " ЦЮНЗ 1993 г. в час. на

заседании специализированного Совета К 063.31.04 при Санкт-Пете] бургском инженерно-строительном институте по ндресу: 198005, Санкт-Петербург, ул.Ку^ляндская, 2/5, Автомобильно-дорожный факультет, аудитория 340 К.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке института.

Автореферат разослан "И/ " МО|9 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор технических наук, профессор

П.Д.Алексеенко

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное производство железобетонных изделий для жилищного, промышленного и других областей строительства должно быть неотъемлемо связано с соответствующей отделкой поверхностей этих изделий. В некоторых случаях требования, предъявляемые к качеству поверхности очень высокие. Это относится прежде всего к подготовке изделий для сборных конструкций зданий под окраску, обои, укладку линолеума и т.п., исключающей трудоемкие штукатурные и другие отделочные работы внутри здания. Высокие требования к качеству бетонных поверхностей предъявляются в дорожном, аэродромном, ирригационном, гидротехническом и судовом строительствах, а также при выполнении бетонных работ при устройстве полов, проездов и монолитном возведении зданий и сооружений.

Исходя из этих предпосылок, в настоящее время на заводах железобетонных изделий и на строительных площадках находят распространение заглаживающие машины с рабочим органом в виде вращающегося диска, валка, тлеющего привод собственного вращения, а также брусовые рабочие органы, совершающие возвратно-поступательное пли круговое движение. Перечисленные рабочие органы могут быть смонтированы на самоходном портале, навешены на раму бетоноукладчика или формовочного агрегата, а также выполнены в виде ручных заглаживающих машин.

В настоящее время наблюдается тенденция к использованию пластичных бетонных смесей на стройках и при производстве элементов крупнопанельного строительства. Это обусловлено тем, что для уплотнения пластичных смесей требуются маломощные вибрационные установки, оказывающие значительно меньшее отрицательное влияние на обслуживающий персонал, на оборудование и конструкции цехов. Учитывая эти обстоятельства, в последние годы в России проводится большая работа по созданию заглаживающих машин, способных обрабатывать поверхности свежеотформованных пластичных бетонных смесей до необходтлоп^Лроме того, изделия из особо жестких бетонных смесей заглаживаются с применением отделочного цементо-песчаного раствора, а при обработке без этого раствора, в результате перемещения компонентов смеси прп её укладке и уплотнении вибрацией, происходит повышение водоцементного отношения в верхних слоях свежеотформованного бетонного :тзделпя. Итак, ш можем

прейти к выводу о том, что рабочий орган заглаживающей машины в перспективе будет обрабатывать бетонную смесь с пониженной жесткостью, что очень ваяно, так как от жесткости бетонной смеси зависит подбор параметров, заглаживающего оборудования при заданно! чистоте поверхности обрабатываемого изделия.

Целью настоящей работы являлось создание и оптимизация ручных заглаживающих машин с дисковым рабочим органом применительнс к пластичным бетонным смесям.

Задачи исследований сводились к:

- анализу существующих способов заглаживания поверхности свежеотформованных железобетонных изделий и выбор рабочего оргаь заглаживающей машины для случая обработки пластичных бетонных сг-сей в РП;

- разработке метода расчета или подбора оптимальных парамет ' «ров ручной машины для отделки поверхности при заданной малой жес

кости бетонной смеси, созданию принципиально новых машин;

- экспериментальной проверке методики теоретического расче! предлагаемых конструкций ручной заглаживающей машины;

- анализу технико-экономического эффекта от применения загл кивающих машин для отделки поверхности железобетонных изделий из

■ пластичных бетонных смесей в условиях строительства в РП.

Научная новизна работы:

- дано теоретическое обоснование возможностей применения об ращенных безредукторных пневмоприводов для ручных заглаживающих машин;

- предложена новая методика расчета геометрических параметров новых узлов ручных дисковых заглаживающих машин с обратимым пневмодвигателем для целей отделки поверхности изделий свежеот-формированных из пластичных бетонных смесей;

- впервые проведен научный анализ технического оборудования и качества отделки поверхности железобетонных изделий в условиях строительной промышленности в РП;

- даны рекомендации по выбору рабочего органа ручных заглаживающих машин для отделки поверхности изделий отформированных и пластичных бетонных смесей в условиях заводов 2БИ.

Практическая ценность и реализация таботы

На основании выполненных исследований определены виды суще-

ствувщих машин подходящие для условий их использования в И1. Создан ряд новых,более эффективных заглаживающих машин, "которые успешно испытаны. Разработана инженерная методика расчета параметров предлагаемых машин. Результаты работы распространены в виде статей в технической печати в России, что ускорило внедрение новейших достижений в области отделки поверхности железобетонных изделий в промышленности строительных материалов.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 49 и 50 научных конференциях СПбИСИ в 1992 и 1993 гг., на научно-технической конференции "Опыт и перспективы разработки и внедрения средств малой механизации в строительстве, предприятиях стройиндустрии и городском хозяйстве" в Санкт-Петербургской Организации Общества "Знание" России з 1992 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 9 печатных работы и получены положительные решения на 2 заязки на изобретения и I патент.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы и 24 рисунка. Она состоит из зведения, пяти глав, общих выводов, списка литературы на 70 наименований, в том числе 20 зарубежных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо ззедении обоснована актуальность темы, формулируется цель и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ современного состояния вопроса качества отделки поверхности железобетонных изделий, конструкций заглаживающих машин и характеристик применяемых в РП бетонных смесей.

Основными задачами промышленности строительных материалов при выпуске бетонных и железобетонных изделий являются: получение продукции оптимальной заводской готовности, создание высокой декоративности и долговечности поверхности элементов, тлеющих архитектурное назначение пли выполняющих специальные функции, минимальные затраты труда за счет высокой степени механизации производственных процессов.

Под понятием "уровень заводской готовности" бетонных и железобетонных изделий в РП понимают отношение (выраженное в %) тру-

доемкости монтажа и послемонтажной доводки того или другого элемента. Уровень заводской готовности элементов полносборных зданий всегда повышиется по мере совершенствования производства, транспортных средств,отделочных материалов, методов отделки, машин и их механизмов. Оптимальные значения уровня заводской готовности железобетонных изделий для основных узлов и элемента жилого дома варьируют от 59$ для блока лестницы отделанной традиционными материалами до 82$ для объемного блока кухни.

Одно из основных направлений индустриализации отделочных работ это максимальный перенос их со строительных площадок на заводы, изготавляющие сборные элементы домов, что снижает затраты на 25-50%. При этом качество и способ отделки лицевых поверхностей изделий должен исключать возможности отслоения выравнивающих слоев при транспортировке, монтаже, а также в период эксплуатации зданий.

Рабочие органы ручного оборудования для отделки поверхности свежеотформированных изделий из бетона я железобетона изготовляются главным образом в виде дисков или лопастей (секторов), совершающих вращательное движение относительно вертикальной оси. В качестве материала для изготовления рабочего органа используется сталь, однако не исключена возможность применения фанеры, пропитанной синтетическими смолами, древесно-стружечной плиты, текстолита, железобетона и других материалов. Выбор материала рабочего органа в большой степени зависит от характеристик бетонной смеси и требований к массе машины.

Анализ публикаций за последние 60 лет показал, что работы в области создания ручных заглаживающих машин проводились во многих странах, особенно много патентов оформлено в США, СССР, Великобритании и Швеции. Классификация этих машин позволила выделить наиболее характерные типы. Фирма "Нортон" (Люксембург) выпускает два основных типа заглаживающих машин с приводом от электромотора или бензомотора (аналогичные машины выпускаются английской фирмой "Аллан"). Машины "Нортон" отличает характерная компоновка: двигатели расположены параллельно заглаживаемой поверхности, двухступенчатый редуктор конструктивно разделен на две части: на первой ступени имеется цепная передача, вторая ступень (коническая) смонтирована внутри корпуса. Масса машин с диском от 48 кг (LIT 22.IQ.I) до 92 кг (МТА 26.25.3).

Завод "Зремб-Лодз" (РП) выпускает ручную заглаживающую машину 2В-45/Р, предназначенную, главным образом, для обработки бетонных полов внутри зданий и цехов. Рабочим органом является набор четырех лопастей или диск i 450 мм. Скорость вращения диска 150 об/мин, масса машины без трансформатора - 24 кг., мощность -0,37 кВт.

Компоновка машины типична: вал двигателя расположен перпендикулярно обрабатываемой поверхности, двухступенчатый редуктор с двумя зубчатыми передачами.

Завод "Зремб-Лодз" выпускает также машину для заглаживания штукатурного слоя. Заглаживающая головка получает привод от гибкого вала длиной 2,5 м. Идя заглаживания применяют набор дисков диаметром 200, 260, 300 нал: Скорость вращения головки 300 об/мин. Привод от двигателя мощностью 0,25 кВт.

В России разработано много типов ручных заглаживающих машин. Машина ДЗМ-8А тлеет привод от ДВС. Диаметр диска 0,65 м. Двигатель является источником значительного шума, а также создает вибрацию рабочего органа.

Самой большой группой являются машины с пневмоприводом ДЗМ--9Г, ДЗМ-9Д, ДЗМ-9Е и ДЗМ-9Я. В качестве двигателя здесь использованы высокооборотные пневмодвигатели существующих машин (сверлильных, резьбонарезных) и 2-х ступенчатые редукторы.

Машина ДЗ.М-9Е отличается малой массой благодаря применению пневматического двигателя новой конструкции. Ifecca машины при диаметре стального рабочего органа 370 мм составляет 7,1 кг, а мощность привода - 0,485 кВт.

Машина ДЗМ-9Б имеет привод от высокочастотного (200 Гц) электродвигателя, что позволило при диаметре диска 370 ш и общей массе около 8 кг использовать мотор мощностью 0,6 кВт. Для российских машин характерна компановка - двигатель, редуктор, ось двигателя -вертикальные.

Главным недостатком существующих ручных заглаживающих машин является высоко расположенный центр тяжести. При ведении заглаживающих работ это вызывает так называегггй "маятниковый эогрект".Вся машина не удерживает строго перпендикулярного направления к поверхности бетона и совершает колебания (пли перекос) относительно шарниров крепления рукояти, что вызывает соответствующие движения диска относительно поверхности бетона.

Известные ручные дисковые заглаживающие машины имеют значительную массу и тонут-в пластичных смесях в результате чего на поверхности остаются круговые бороздки, а обрабатываемая среда брызгает на рабочего..Кроме того проявляется маятниковый эффект для борьбы с которым оператору приходится прикладывать значительные мускульные усилия.

Все известные конструкции ручных дисковых заглаживающих машин имеют дорогие комплектующие узлы, изготавливаемые специальны™ заводами, сложны, дороги и недолговечны. Для них характерны не планируете частичные и полные отказы, низкая ремонтопригодность и постепенная утрата начальных параметров.

После анализа существующих конструкций можно прийти к выводу, что наиболее перспективным является применение пневматического привода. Сжатый воздух является широко доступным источником энергии. Существуют, стационарные, сетевые установки на заводах п компактные, передвижные компрессоры. Применение сжатого воздуха не противоречит принципам безопасности труда. Нет разницы в стандартах во всем мире. Присоединение к любой установке заключается только в выборе соответствующего штуцера.

Существующие пневкодвигатели являются быстрооборотастыми, что вынуждает применение редуктора. Этого можно избежать применяя низкоскоростной пневмодвигатель с неподвижным ротором. Скорость вращения зависит от размера ротора.

Применение низкоскоростного обратимого пнезмодвигателя без коробки передач резко понижает центр тяжести и массу машины. Машина должна комплектоваться из простых деталей, которые можно изготовить в условиях ремонтных мастерских.

Анализ научных работ в области исследования процессов заглаживания незатверцевшпх бетонных поверхностей выполненных Болотным A.B., Батуловым А.И., Мамаевым Л.А., Лазаревым М.А., Саковичем Ю.И. Ушаковым Е.З., Подоиригорой А.Г., Викловым В.LI., Карпенко И.II., Japax Аши 'Зарахом, Ван Зи Емом, Райчиком Ярославом, Ульрихом Кашем, З.Туран, а также учеными ЛПИ им..'Л.И.Калинина, ВНИИстройдормаша, ЗНИНГСа, ВШШстроммаша, СогоздорБШ, ЛИСИ, ВНШжелезобетона, ВНШ1СМИ •л ряда других, показали, что дисковые рабочие органы применяются в основном для обработки жестких бетонных смесей или поверхностей частично затвердевших. Этими учеными установлено, что давление рабочего органа на поверхность находится з пределах от 0,8 - 2,2 КПа

а скорость 9-12 м/с . Известные исследования позволили изучить процессы, происходящие под рабочим органом, его износ и конфигурацию, вид материала и оптимальную траекторию движения, заглаживающую способность, энергопотери и ряд других параметров, касающихся других рабочих органов заглаживающих машин и приданию поверхности изделия специальных свойств. Вопросы заглаживания пластичных снесей дисковыми рабочими органами ( ДР <о.8/щ не исследовались.

Во втотюй главе изложена новая методика расчета ручной диско-зой заглаживающей машины с обратимым пневмодвигателем.

Основным при расчете ротационного двигателя является вопрос о методике определения работы А, совершаемой рабочей камерой за один оборот ротора, то есть за один рабочий цикл. 3 немногочисленных публикациях по расчету -ротационных пневмодвигателей этот вопрос рассматривается различным образом. При внимательном рассмотрении известных методов можно выделить следующие четыре метода:

- определение работы за один рабочий цикл как алгебраической "суммы работ, совершаемых лопаткой на отдельных участках этого цикла (В.Д.Зиневич);

- определение объема рабочей камеры и работы, совершаемой в ней сжатым воздухом за один оборот ротора (С.Б.Зеленецкий, К.С.Бори-сенко, А.С.Ильичев);

- определение крутящего момента, действующего на ротор и работы, совершаемой им за один оборот ротора (А.Ы.Раздольский);

- определение частоты вращения зала, а затем мощности по разгонной характеристике двигателя (Ю.Н.Попов).

Первые три методики в конечном итоге сводятся к решению дифференциального уравнения Шс -р1 с(У , где с/А - элементарная работа, совершаемая сжатым воздухом при давлении р1 и изменении объема на величину с/У .

Методика предложенная Зинезичем З.Д. не отвечает на основной вопрос об изменении давления воздуха в рабочей камере. Полученные конечные уравнения довольно сложны, расчеты возможны только с применением ЭВМ. Очень затруднительно определение секундного весового расхода, который варьирует в процессе наполнения к выхлопа.Изменение размеров пневмомотора приводит к довольно трудоемким изменения!,т в формулах. Автор не рассматривает вопроса изменения объема рабочей камеры, который является основным вопросом при расчетах этого типа моторов.

Методика предложенная Зеленецким С.Б. является наиболее пол-

ной, которая встречается в технической литературе. Автор подробно анализирует вопросы расчета реверсивных и нереверсивных пневмо-двигателей с радиальным и тангенциальным расположением лопаток. После анализа этих методик, нами сделаны выводы, позволившие разработать новую методику расчета.

Основой методики является определение изменения объема рабочей камеры; вместо предложенного Зеленецким С.Б. устронения з1по( (трехкратного!), который ведет к минимум 30$ ошибке в случае с*3 90 предлагается приближенный метод вычисления определенного интеграла методом Симпсона, что даже для 3-х членов дает более точные результаты.

В расчете мощности мотора работа, совершаемая лопаткой при наполнении рабочей камеры и работа при выталкивании отработавшего воздуха почти идентичны (если окна подачи воздуха и выхлопа расположены симметрично, они точно равны); принебрежение этими работами дает ошибку максимум 5%; применяя методику Зеленецкого С.Б. мы приходим к формуле, которая после раскрытия коэффициентов состоит из 24 членов со сложными функциями.

Методика Зеленецкого С.Б. не учитывает также утечки воздуха через щели между лопатками и корпусом. При низких скоростях эти утечки ведут к большому падению КПД.

Нами рассмотрен вопрос наполнения переменного объема, что позволяет точно выбрать диаметр входного отверстия.

Длина рабочей части лопатки определяется из уравнения

& = (I)

где >2 - радиус корпуса, ж; параметр, который показыва-

ет отношение эксцентриситета к радиусу корпуса; - угол поворота лопатки относительно начального положения, рад.

Дальнейший математический анализ встречает большое затруднение. Часть выражения - это эллиптический интеграл I Лагранжа П рода. Существует только частное решение этого интеграла. Дня малых углов до 0,6 П хорошее приближение даёт

У>-/С*$1П£аС ~ /-¿¿оС2-

и окончательно

£ = & к(Со*сС-рЬоС*+ íJ (2)

£

где р - поправочный коэффициент равен приблизительно ОД.

Мы для дальнейшего анализа используем известный приближенный метод вычисления интегралов Симпсона для 3 точек каждого предела

где р - площадь охватываемая лопастью во время перехода от угла я с^^ в

Для дальнейшего анализа удобно вычислить соотношение начального объема камеры к дальнейшему падению этого объема ££ /У(/сг</> Из этого соотношения можно вычислить оптимальное давление пневмопривода для различных значений эксцентриситета.

Расчет объемного КПД пневмодвигателя мы проведем для случая, когда через щели между корпусом и лопастями вытекает воздух, вследствие этого явления происходит понижение давления в рабочей камере из-за перехода воздуха в соседнюю полость.

Расчет расхода воздуха из полости 2.0 в полость 2( через щель с поперечным сечением и через щель в полости в атмосферу (рис.1) возможно только после определения давления з полости Z£, .

Рис.1. Расчетная схема для определения перепада давления

в камере через щели.

кассовый расход воздуха из полости Z0 в полость можно расчитать по формуле

Р, У ____________

(3)

где £о= ~ , у - поперечное сечение щели между камерами, г.Г; Ро

/2,/¿> - давление и удельный вес воздуха в полости .

По аналогии можем определить расход воздуха между полост]

и атмосйерой: _

Обозначения аналогичны.

Давление в полости Zf .мы можем определить из уровня н< прерывности струи

После преобразования и замены еВа и £^ соответствующим } лением „ й к*- /

атг-ягш-вг ■

На основе приведенной методики были предложены две конст] ции заглаживаемых машин.

Машина ДЗМ-9К состоит из статора, ротора, заглаживающего диска и рычага управления (рис.2).

В статоре тлеются пазы в которых установлены пружинные патки. С торцов статор закрыт крыпташ с подшипниковыми узлам Заглаживающий диск прикреплен к нижней крышке. Образующая рот< двигателя выполнена эксцентрично относитель оси крепления я о< статора. Ротор имеет впускные и выпускные полости, соединенные отверстиями в цапфе ротора. Второе отверстие в цапфе ротора с; аит для выброса в атмосферу отработавшего воздуха.

Расчет пружин производился исходя из возможности отхода : паток под действием центробежных сил от ротора при скорости рс ра более 5 1/с. Таким образом автоматически поддерживалась не< ходимая скорость. Рабочее давление (оптимальное) должно наход] в пределах 5-7 атм. (0,5 - 0,7 ГШа).

Машина ДЗМ-9Л состоит из статора, ротора, заглаживающего диска и рычага управления (рис.3).

Ротор машины сборный. Он состоит из двух крышек п диска, роторе двигателя прошрезерованы пазы, в которых установлены п< пружиненные лопатки. С торцов статор закрыт крышками с подшиш новыми узлами. Заглаживающий диск прикреплен к нижней крышке, разующая статора двигателя выполнена эксцентрично относптельи оси крепления и оси ротора. Ротор имеет впускное отверстие. 31 рос отработазшего воздуха з атмосферу осуществляется через отз

Рис.2. Дисковая заглаживавшая машина Д3ы-9К.

Рис.о. дисковая заглаживающая машина Д3ш-9Я

стия в боковой стенке корпуса (статора).

Оба пневмомотора были исследованы на стенде в филиале инст! тута электромеханики в Сокулке. В результате исследований были получены характеристики Ш (рис.4).

Первая модель пневмомотора показала меньшую мощность. Удалось добиться стабильной работы машины для скорости 120...300об/ При этом была зафиксирована самая большая мощность 300 Вт при скорости 240 об/мин. Вторая модель помощнее и диапазон скорости у нее пошире - от 180...400 об/мин. Максимальной мощности можно добиться при оборотах 370 об/мин - 350 Вт.

При изготовлении машин в условиях производства можно ожидаа понижения для обоих машин критической скорости, увеличения мощности и КПД. Оценивая эффективность различных режимов работы ШЛ возникающие нагрузки в заглаживающих машинах для данных приводов оптимальной является работа при угловой скорости (0,6...0,7)С0//л

Рис.4. Зависимость мощности от угловой скорости-для обеих моделей пнезмодвигателей.

Масса опытных образцов машин составила величину, обеспечивающую удельное давление на заглаживаемую поверхность К/7с По мере отработки конструкции и технологии изготовления возможно её снижение до величин, позволяющих создание ручной машины

одеваемой на ладонь штукатура-отделочника. Определенная на стенде развиваемая мощность,.соответствует мощности, рассчитываемой по формуле

<47££ лР/О.Я*^)

В главе третьей рассмотрен вопрос оптимизации параметров процесса заглаживания пластичных бетонных смесей.

Во-многих практических задачах однофакторная линейная регрессия дает недостаточную информацию от зависимой переменной. Большен-ство промышленных процессов зависит от нескольких факторов. 3 таких случаях бессмысленно и непрактично поддерживать все переменные, кроме одной, на фиксированных уровнях.

Существуют два подхода' решения этой проблемы:

1. Множественная линейная регрессионная модель

В^/Л^... = Л.."Дс^ (5)

2. Криволинейная регрессивная модель

, = (6)

Чаще всего используют частные случаи 2 модели, регрессию в виде уравнения второй или третьей степени

= <7а + ауХ+^Х2, (7) УСз) а0 + сг,х+<7лх*+азх3 (8)

Величиной выхода является в нашем случае показатель шероховатости поверхности железобетонного изделия, то есть у=* ^(ш).

Для каждого случая идентификации математическая модель отвечает (7) уравнению, где <7/, - коэффициенты функции регрессии, определяеше с помощью компьютера по тлеющимся в этом отношении существующим расчетным программам.

Операция заглаживания бетонных смесей проводилась на стенде СКПЗ-4 на кафедре СДМпО СПбИСИ. Бетонная смесь укладывалась в форму до уровня с бортами и включались вибраторы с целью её уплотнения. По окончании уплотнения зклачался привод вращения диска п движения портала и поверхность заглаживалась. Затем измерялась чистота заглаживаемой поверхности и образец фотографировался.

Результаты исследований были занесены в таблицы значения переменных факторов и результаты измерений величин выхода для случая заглаживания поверхности бетона рабочим органом в виде диска. Скорость вращения диска менялась в диапазоне 300...400об/мин. Были исследованы три диаметра диска 370, 340 и 310 мм. Исследования проводились на двух бетонных смесях с 0К = 1...2 см и 0К = = 5...6 см.

Результаты исследований были подвергнуты математической обработке по модели (7). Математические модели = пределах Уд < 3,44; 7,75> м/с получились следующими:

1. Для бетонной смеси с 0К = 5...6 см -

диск 370 мм: = 10.4933 - 2,7732 Уд + 0,1963(9) диск 340 мл: Яп = 10.1584 - 2,8355 Уд + 0,2153 (10)

диск 310 мм: = 10.4776 - 3,0720 + 0,2454 Уд* (II)

2. Для бетонной смеси с 0Х = 1...2 см &

диск 370 мм: /г„ = 9,2770 - 2,2427 Уд + 0,1535 Уд (12)

диск 340 мм: /?л= 10,6211 - 2,9205 Уд + 0,2243 Уд (13)

диск 310 мм: Яп= 10,2821 - 2,8137 Уд + 0,2171 Уд2 (14)

Ход функции (9), (10) и (II) графически изображен на рис.5, а на рис.6 приведены зависимости для бетонных смесей с 0К=1...2см (по формулам (12),(13) и (14)).

Для более подвижных смесей с 0К = 5...6 см увеличению скорости вращения диска не сопутствует улучшение качества заглаживания. Но более высокая скорость заглаживания ухудшает показатель качества отделки. Все размеры диска позволяют получить, при исследуемых Уд , качество отделки поверхности изделия для этих смесей в пределах классов 2ш, 3 ш.

Самая высокая чистота поверхности получается при скорости вращения диска 350...400 об/мин (окружная скорость заглаживающего диска 6...7 м/с). Эти данные указывают на подбор пределов изменений скорости вращения диска для оптимального качества отделки.

Для бетонных смесей подвижностью ОК = 1...2 см заглаживаемую рабочим органом в виде диска сопутствует ухудшение качества отделки поверхности по мере увеличения скорости вращения свыше 300 об/глин. При этой скорости удалось получить качество отделки поверхности изделия на рубеже 2 ш я 3 ш.

Рис.5. Зависимость качества отделки'поверхности свенеот-

фэрмованного бетонного изделия от скорости воздействия рабочего органа-диска (ОК = 5...5 см).

рабочего органа-дзска (ОК = I... 2 ст.:),

В четвертой главе определены основные технико-экономические показатели предлагаемых- машин.

На ДСК Сувалки Сувальского воеводства на одном из участков формирования панелей были исследованы экспериментальные ручные заглаживающие машины с дисковым рабочим органом спроектированные на основании настоящих исследований. Во время эксперимента удалось добиться значительного улучшения качества поверхности и облегчения операции заглаживания при многократном сокращении времени на проведение этой операции.

Ожидаемый годовой экономический эффект (38,7 млн.злотых) от пригленения ручной заглаживающей машины с дисковым рабочим органом для обработки пластичных бетонных смесей рассчитан для условий завода Сувалки в РП.

0ВШ1Е ВЫВОДЫ

1. За последние годы значительно возросло количество изделий (до 60$ общего объема), изготавливаемых из пластичных бетонных смесей или смесей с добавками пластификаторов. Заглаживание поверхности таких изделий в заводских условиях осуществляется в основном специальными крупными машинами. Однако, в построечных условиях эта работа выполняется в ручную из-за отсутствия соответствующих ручных машин.

2. Анализ производства бетонных изделий в РП показал, что составы, используемые для их изготовления и требования к компонентам существенно отличаются от требований СШПов и ГОСТов, используемых в России. Однако, на процесс машинного заглаживания эти отличия не оказывают принципиального влияния. Большинство изделий изготавливается из бетонных смесей с ОК = 2 - 4 см с использованием заполнителей, крупностью до 25 мм, необходимая чистота заглаженной поверхности = I - 2 мм. .Машинный парк, используемый для этих целей малочислен и требует обновления. Широко распространенная ручная заглаживающая машина марки Зрем - не эффективна.

3. Обзор существующей машинной техники, используемо;'} для заглаживания незатвердевшеп бетонной поверхности показал, что этой теме уделяется во-многпх странах много внимания не только в домостроении, но и з дорожном, аэродромном, мелеоративном, гидротехническом, портовом, корабельном и других строительствах. Только в бывшем СССР и США запатентованы и изготовлены гвогие сотни различ-

ных конструкций. Анализ этих конструкций позволил установить, что для целей успешного решения вопросов реконструкции ДСК в РП в стационарных условиях целесообразно использовать для жестких смесей портальные дисковые заглаживающие машины типа ДЗМ-4, а для заглаживания пластичных смесей - типа БЗМ-ЗО, конструкции СПбИСИ.

4. В последние годы в РП и в СНГ значительно возрасло количество малых предприятий, расширяется строительство домов по индивидуальным проектам; строительство небольших домов в труднодоступных местах, много внимания уделяется вопросам реставрация старых домов. Эти обстоятельства значительно повысили спрос на ручные заглаживающие машины.

Обзор существующих ручных заглаживающих машин показал, что в мире созданы сотни различных конструкций таких машин. Однако,большинство из них способны заглаживать изделия, изготовленные из бетонных смесей зышесредней жесткости (ОК = 0 -2 см) обладают маятниковым эффектом, тяжелы, недолговечны, сложны и дороги, на пластичных смесях они тонут и брызгаются. Для РП наиболее подходящим типом для заглаживания жестких или полусухих фактурных смесей является машина типа ДЗМ-9Е.

Учитывая увеличившийся объем производства изделий из бетонных смесей с ОК = 3 - 5 см и отсутствие ручных заглаживающий машин для заглаживания этих смесей, вопрос создания таких машин .является весьма актуальным.

5. Анализ научных работ в области исследования процесса заглаживания различных бетонных смесей позволил определить диапазон расчетов и исследований с целью определения параметров ручной заглаживающей машин, способной заглаживать пластичные смеси (Д = 0,2- 0,35 м; = 7-9 м/с; лР<0£кпЬ, привод - обращенный, низко-оборотистный пневмодвигатель).

6. В работе впервые предложена методика расчета обращенных, низкооборотистых безредукторных особо плоских ротационных пневмоприводов ручных заглаживающих машин.

7. На специальном экспериментальном стенде (СШ13-4, СПбИСИ)

с использованием методов математического планирования экспериментов определены оптимальные параметры требуемой ручной заглаживающей машины (Д=0,35 м, = 8 м/с, &Р=Ц35&7сг ), обеспечивающие чистоту заглаживания до класса 3-Ш бетонной смеси с ОК = 4-5 см. Установлено, также что при этих же параметрах возможно заглаживание

более жестких смесей с чистотой заглаживания до класса 2-Ш. При увеличении лР fia Д7-<2<3>о7<7заглаживание повысило до класса 3-Ш.

8. Разработаны и изготовлены два опытных образца новых ручных заглаживающих машин (ДЗМ-9К и ДЗМ-9Л) на которые получен положительный решения о выдаче авторских свидетельств. Масса машин 3,5 кгс, высота 0,1 м, мощность 0,5 кВт. Они просты в изготовлении, содержат до 10 наименований деталей, которые возможно изготовить в любой мастерской.

9. Машины прошли испытания на стенде института электромеханики в г.Сокулке' (И1) и заводе КШ г.Сувалок (РП), показан экономический эффект 38,7 млн.злотых в год при годовой производительности около 40000 м^ изделий.

П 7 Б Л И К А Ц И И

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих материалах:

1. Болотный A.B., Добжиньски М. Ручные машины для заглаживания бетонных покрытий. Материалы научно-технической конференции С.-Пб., 1992 , Общество Знание.

2. Болотный A.B., Добжиньски Ы. Расчет параметров безредук-торной пневмозатирочной машины. Тезисы 49 Научной конференции,ЛИСИ, 1992.

3. Болотный A.B., Добжиньски М. Оптимизация параметров ручных заглаживающих машин с пневмороторным двигателем. Тезисы 50 Научной конференции, СПбИСИ, 1993.

4. Болотный A.B., Птичников В.П., Добжиньски М. Заглаживающая машина. Заявка JÊ 4942260. Положительное решение о выдаче авторского свидетельства от 26.06.1991 г.

5. Болотный A.B., Птичников В.П., Добжиньски М. Заглаживающая машина. Заявка J5 5051260.

6. Болотный A.B., Добжиньски М. Существующие ручные заглаживающие машины и направления их развития. Межвузовски:; тематический сборник трудов ЛЖИ, Л., 1991.

7. Болотный A.B., Птичников В.П., добжиньски М. Определение параметров новых высокопроизводительных машин для обработки бетонных поверхностей. Научно-технический отчет iä госрегистрации

01920019389.

8. Болотный A.B., Птичников В.П., Добжиньски Ы. Новые ручные машины для заглаживания бетонных поверхностей". Повышение эффек-

тивности использования строительных и дорожных машин. Сборник трудов СПбИСИ, 1993.

9. Добжиньски М. Расчет основных параметров ротационной пневмозаглаживающей машины. Повышение эффективности использования строительных и дорожных машин. Сборник трудов СПбИСИ, 1993.