автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Создание эффективных средств механизации для штукатурных работ

:1 Р И р'У

МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. В. В. КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи

ОНИЩЕНКО Александр Григорьевич

УДК 693.6.002.5

СОЗДАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ ШТУКАТУРНЫХ РАБОТ

05.05.04 — Дорожные и строительные машины

Диссертация в форме научного доклада по совокупности работ на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА — 1992

Работа выполнена в Полтавском инженерно-строительном институте.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А. А. Борщсвский, доктор технических наук, профессор Н. С. Болотских, доктор технических наук, профессор Е. Д. Белоусов.

Ведущее предприятие — ЦНИИОМТП.

Защита состоится « 2х-1 ■» 1992 г. в 15 часов на

заседании специализированного Совета Д 053.11.09 при Московском инженерно-строительном институте (МИСИ) им. В. В. Куйбышева по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, ауд. 507-г.

Просим Вас принять участие в работе Совета и направить Ваш отзыв по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, МИСИ, Ученому секретарю.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, профессор

П. Е. ТОТОЛИН

I 1 •' . .

ОБЩАЯ ХАРАКГНРИС1ЖА РАБОЗЫ

Актуальность . Повышение эффективности строительства в странах СНГ должно обеспечиваться в основном за счет роста производительности труда, сокращения сроков строительства, объемов и стоимости работ, выполняемых вручную, улучшения качества строительства. Решение этих задач в значительной степени может способствовать рост производительности труда на отделочных работах, трудоемкость которых составляет 25 - 30% от всех затрат в новом строительстве, при ремонте и реконструкции различных обьектов. При этом штукатурные работы.являются наиболее трудоемкими: их стоимость достигает до 18...20^ от расходов на все строительно-монтажные работы.

Несмотря на то, что в.последние годы при внутренней отделке зданий и сооружений начали использовать сухую штукатурку, мокрые процессы оштукатуривания практически не сокращаются и в строительных организациях стран СНГ их обьеш превышают 400 млн.м^ в год.

При производстве штукатурных работ применяется сложная традиционная технология послойного нанесения раствора, которая сопряжена с длительными технологическими перерывами и большими затратами ручного труда.

Мокрыми штукатурными процессами занято свыше 300 тыс. рабочих, в списочном составе которых более 225 тыс. женсин. При этом 72% операций выполняется вручную и только 2В% - при помевд механизмов. Механизированы лишь набрызг раствора на поверхности соплованием и его отделка затирочными машинами. Средняя выработка штукатура в смену не превышает 7-8 м^, что является крзйне низким показателем. •

Целью настоящей работа является обоснование высокепрекг-зоаг-

телышх комплексно-механизированных методов производства штукатурных работ ка объектах строительства на- основе создания' перспективных средств механизации к автоматизации, а также эффективных о рг а яи з а ци он н о~т ехн о л оги ч ее ни х решений, позволяодах сводить многооперацисяаые процессы оштукатуривания к малоопе-рацкеяным, экономно расходовать труд штукатуров и за счет этого сокращать ручные трудозатрат и общие сроки ввода строящихся объектов з действие.

для достижения поставленной дели необходимо решить следующие задачи:

1. обоснование границ эффективного применения средств механизации при производстве штукатурных работ;

2. создание новых конструкций эффективных малоймпульсных растворонасосог дня транспортирования жестких строительных рао-гзоров по трубопровода!! и их механизированного нанесения совло-ваниеи на обрабатываемые поверхности и обоснования их оптимальных параметров;

3. создание новых конструкций и обоснование параметров экономичных штукатурных станций для приема, приготовления, очистки и подачи по трубопроводам жестких строительных растворов к рабочий места« штукатуров;

разработка и обоснование перспективных направлений ма~ лосперационкого механизированного и автоматизированного производства мокрого оштукатуривания поверхностей строительных конструкций.

Методика исследования. В процессе вы-полиеаия рассматриваемой работы в период 1975-1992 г.г. авторов изучены и обобщены методические подходы в области создания строительных машин к оборудования, в том числе и по механизации штукатурных работ, накопленные в институтах ИШстройдормаш, ЩЛЙОМТП,

ВНИЖМИ, Минском филиале ВКИЮШ, НШдасстрой, ¡ЛЖИ им .В.В.Куйбышева, КЖИ, ДИСИ, ХИСИ, а также использованы данные труден Алексеева С.Н., Атаева С.С., Афанасьева A.A., Ахвердсва И.К., Баженова D.M., Баладинского В.Л., Белоусова Е.Д., Белякова D.H., Баловнева В.И., Борщевского A.A., Болотских Н.С., Волкова Д.П., Васильева В.М., Волоровича Г.Е., Русакова A.A., Данилова H.H., Евстифеева В.Н., Зааражина H.H., йвянского Г.Е., Какпг.к Н.С., ЛевинСкого A.M., Михайлова И.В., Парфенона Е.П., Руднева В.И., Ребиндера П.А., Топчия В.Д., Торкатюка В.И., ¿'егьяниева В.У., Чиркова С.П., Зилахтова А.П., Фокова Р.И., Холодова A.M., Ava-ры Л.А., и ряда других исследователей, инструктивные и норматкз-'ные материалы, ссылки на которые даются в работе.

Поставленные задачи решались теоретическими и экспериментальными исследованиями, основанными на современных достижениях в области математического, физического и экономического моделирования процессов с применением ЭВМ, реологических свойств и сопротивлений движению по трубопроводам строительных растворов, конструктивных схем и параметров машин и установок для транспортирования растворных смесей и технико-экономических показателей применения указанных машин.

Эксперименты проводились в производственных и лабораторных условиях с использованием штукатурных станций, расгворонасосов и испытательного стенда.

Испытательный стенд /рис. IJ включает растворосмеситнль. I с механической мешалкой шнекового типа и приводом мешалки,.дифференциальный растворонасос 2 с комплектами регулируемых клапанов 3 и и набором гнезд клапанов 4 с отверстиями различного диаметра, мерную емкость 5 для определения подачи насоса по времени ее заполнения, манометры 6, воздушный когтенсатор 7, нагружающее

устройство .8 . и другие приборы и приспособления.

В лабораторных условиях проводились исследования реологических характеристик растворных смесей с помощью вискозиметров РВ-4 и ГО-8 с коаксиальными цилиндрами. В исследованиях использовались известково-песчаные и цеыентно-песчаные строительно-атукатурные растворы разных марок с заполнителями различного гранулометрического состава и пластификаторами.

Научная новизна работы.

1. Осуществлено математическое моделирование формирования эффективных систем по механизированному оштукатуриванию поверхностей. .

2. (формулированы принципы, метода расчета и теоретические основы создания экономичных растворонасосов двойного действия и шукатуршлс станций с гидравлическим приводом.

3. Определены зависимости по оценке влияния диаметра отверстия в гнезде и высоты подъема шарового клапана в прямоточном раст-воронасосе двойного действия на его объемный КЦД, характеризующие

параметрические и технологические возможности такого насоса на .. стадии проектирования.

4. Изложены принципиальные конструктивные решения новых растворонасосоз двойного днйствдя и штукатурных станций, защищенных авторскими свидетельствами на изобретение.

5. Обобщен опыт внедрения новых растворонасосов двойного действия и штукатурных станций с гидроприводом в строительных организациях стран (ЯГ.

6. Проведена математическая и экспериментальная оптимизация штукатурных растворов понизителями вязкости.

7. Разработан и зшдацея авторским свидетельство« на изобретение автоматизированный комплекс для производства штукатурных работ.

Практическое , значение работы.

Предложены для внедрения и внедрены на основе приемочных испытаний межведомственных комиссий с рекомендациями по серийному изготовлению регулируемые прямоточные растворонасосы двойного действия РН 2-4 и РН-6 и штукатурные ствнщи СШ-4 и СШ-6. В строительных организациях СНГ с 1986 по 1992 г.г. внедрено 334 растворонасоса и 342 штукатурных станций. Заключены договоры на передачу рабочих чертежей для изготовления растворонасосов в городах Виннице, Воронеже, Новосибирске и др. Ориентировочная пот-. ребность в странах СНГ на ближайшие пять лет в растворонасоса* составляет 35 тыс., в итукатурных станциях - до 5 тыс. птук. Серийное изготовление растворонасосов РН £-4 и РН-6 наладо.нс Егяи— ницким заводе:.! ''Стрсйдормзш", шесть головных сбрагдов раста^?с.н&-сосов РН 2-4 выпущено Лрядукским заводом "Стройная". Серийный яы-пуск ктукатурнкх станций СЕ-4 и СШ-6 осузгествгяется на Полтавском ремснтно-механическом заводе.

?

Апробация работы. Материалы по работе докладывались к одобрены на следующих научно-технических конференциях: на республиканской конференции "Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоемких работ и сокращения затрат ручного труда" /г.Полтава, Полт.ЖИ, 1985 г.У, республиканской конференции "Технология и организация реконструкции промышленных предприятий" /г.Днепропетровск, ДИСИ, 1985 г.Д У Всесоюзной конференции по статике и динамике пространственных конструкций /г.Киев, КИСИ, 1985 г./, конференции в республиканском доме экономической и научно-технической информации "Сизико-химическая механика композиционных материалов" Уг.Киев, 1985 г.У, областной конференции, "Интенсификация строительного производства" /г.Полтава, 1985 г.У, Всесоюзной конференции "Фундаментальные исследования к новые технологии в строительном материаловедении" Уг.Белгород, 1988 г.У, на ежегодных научно-технических конференциях по механизации строительных процессов в бываем Минстрое Украины У1982-1988 г.г.У, семинаре по технологии и механизации строительного производства УЩИСМК1, г.Москва, 1987 г.У, научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ МИСИ им.В.В.Куйбышева по напр влению 14 "Разработка новых и совершенствование существующих методов и систем организации и управления строительством, а также прогрессивных технологий, обеспечивающих переход на индустриально-системные методы возведения зданий к сооруженийгна республиканских выставках достижений народного хозяйства Ув 1987-88 г.г., получены 2 диплома 2-й степениУ и ДР.

Кроме того, работа апробирована в изданных автором доклада книгах для студентов "Отделочные работы в строительстве" Уг.Моск-еэ, "Высаая школа", 1989 г., 265 с.У, "Комплексная механизация

трудоемких работ в сельском строительстве /г.Киев, "Уроаай", 1991 г., 205 е., соавторы Драченко Б.9., Рябов М.Н./, "Строительные машины и оборудование" /г.Киег.'УМК, IS89 г. 319 е., соавторы Гиверц В.Л., Рябов М.К./, "Элементы моделирования эффективных комплекс но-механизированных процесс® р отделочных работах"/г.Киег, УМК, IS9I г., 59 е./.

Новизна разработок по предлагаемым растЕоронасосам и штукатурным станциям подтверждена 30 авторскими свидетельствами бывшего Союза на изобретение. Содержание доклада отраиено в 70 работах при общем числе публикаций III.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. ЭЛЕШТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ФСРШРОЗАНИЙ З'МЕКГйВНЫХ СИСТЕМ ШАНИШРОВАННОГО ОШТУКАТУРИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Строительство объектов представляет собой сложный производственный процесс, в которой могут применяться саше разнообразные предметы труда /конструкции, материала/ и различные средства труда /машины, механизмы/. Взаимодействие средств и предметоз труда в процессе производства позволяет получить строительный продукт /построечный объект/. Эта взаимосвязь в конечном итоге определяет и схему производства.

В настоящее время при строительстве различных объектов схемы производства бывает саше разнообразные. Их параметры выбираются в каждой конкретном случае по-разному, а их целесообразность определяется также и .оптимальностью выбора эффективных параметров механизированного оштукатуривания поверхностей. В этих целях нами принят метод гак называемого системного подхода, который считается одним из наиболее целесообразных. Цри использовании системного подхода приходится учитывать значительное количество факторов, относящихся к механизированному оштукатуривании поверхностей, объединить их и на этой основе прогнозировать экономически целесообразные решения по комплексно-механизированному оштукатуриванию поверхностей"»

С точки зрения теории систем исследования процессов оштукатуривание поверхностей мохно представить как исследование взаимодействия четырех открытых подсистем:

1. подсисгеш, описывающей тип и особенности сооружаемого объекта. О (&, ¿1-);

2. подсистемы, характеризующей вид и свойства раствора

для оштукатуривания

3. подсистемы» характеризующей степень механизации штукатурных работ М (И„ Ии И3, И«... М );

4. подсистемы, описывающей ттриыеняемуп технологию

Т(Т„ТЯ,Т„Ъ~Ъ);

Под # . пояныаптся показатели, характеризу-

ющие состояние подсистем. Связь мелду ними показана на блок -- схеме /рясЛ/. Все показатели в системе связаны между собой. Эти показатели могут быть представлены в виде функциональных зависимостей. Для упомянутых выше в блок-схеме подсистем взаимосвязь параметров монет быть получена аналитически либо путей установления кореллятивншс связей. -

Моделирование процессов формирования механизированного оштукатуривания поверхностей по указанной блок-схеме /рис.2/

Рис.2. Блок-схема системы оштукатуривания поверхностей

представляет собой сложный последовательный ряд работ, которые, как правило, начинается с накопления и изучения имеют» ся априорных сведений о рассматриваемом процессе. Априориуз информации иогно использовать дяя определения параметров, существенно влияегих на выбранный критерий оптимальное?*. Нов зтем необходимо максимально уменыить количество тагах параметров или показать, что это сделать незозмеюао.

II

На основании проведенных исследований и данных практики мокрого оштукатуривания поверхностей в работе систематизирован« выходные уп и входные Xin параметры в функциональной связи • характеризующие степень влияния выбора

эффективных организационно-технических решений механизированного оштукатуривания поверхностей на ход процесса в делом. При этой проанализировано 25 входных и 97 выходных параметров, относящихся к строительству и оштукатуриванию промышленных, гражданских, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, их типам, объемно-планировочным решениям, характеристикам геометрии поверхности, архитектурно-конструктивным особенностям, условиям осуществления строительства, технологическим качествам оштукатуривания, организации процессов выполнения оштукатуривания, характеристикам средств механизации оштукатуривания и т.д.

Обобщение влияния входных факторов на установление эффективности механизированного оштукатуривания осуществлялось по выражении ¡4

ХгЖЩ'),

где£? - характер функции взаимодействия подсистемы у в общей системе Y".

В работах Гусакова A.A., Торкатска В.К. и др. приводятся различные данные и схемы формализации априорных данных. При этом рекомендуется и обосновывается статистический метод формализации, зклвчаииий построение матрицы субъективных коэффициентов корреляции и используицей в качестве рабочего инструмента для обработки данных прием ранговой корреляции на основе результатов опроса большого числа специалистов.

Сущность впервые рассматриваемого метода формализации оштукатуривания поверхностей заютчается в следусаем. Разлкч-

ним исследователям, работающим в области отделочных работ, предлагается проектировать потенциально возможные параметры,

приписав им порядковые номера /ранги/ I, 2, 3,....., в

зависимости от степени их влияния на показатель оптимизации. Если специалист не может четко распределить ранги для двух или нескольких следующих один за другим Параметров, то га приписывается один и тот же ранг, а при вычислении зводятся так называемые связные дробные ранги. Информация, получаемая на основании ранжирования, заносится з специальные таблицы к затем обрабатывается методом ранговой корреляция.

Для исследуемых объектов общественных зданий в Харьковской и Полтавской областях данные опроса специалистов, обработанные с помощью ЗВМ, представлены в табл. 1.1 и 1.2. Для каждого специалиста цифры в таблицах характеризует соответствующие ранги. Результаты обрабатываются следующим образом. Вычисляется суша рангов по каждому фактору:

<77

а и ,

у../ /

где /37 - количество специалистов; ¿2^- - ранг; с -Я фактор у -го специалиста.

Разность между суммой рангов каждого фактора и средней суммой рангов

/77

Ai-Z.au-Т. л.и

Прк ЭТОМ 7

7-- V ,

п

Степень согласованности маений всех специалистов оценивали о поыоаью коэффициента коккордадпи:

тз

»

Таблица 1.1

Входнне параметры Хщ иеханизированного оштукатуривания поверхностей

Специалист '¡Технологические параметры иеханизированного оштукатуривания поверхностей'

1 -V ! Х^ 1 ■ ■ ! • Х-з ! Ху ! 1 ! X* 1 1 * \ Х7 ! Х{ ! Хд \ ! " !

Первый 3,5 3,5 12 1,5 8.5 II 8,5 10 8.5 1,5 3+2+2

Второй 8.5 б 4 2 . 8 12 4 6 8.5 I 2+2+2

£ Третий I 10,5 10,5 I ' Ю. II 8 3.5 10 2 2+2

Четвертый 2 10 II 3 4 8 II 7 II I 3

Пятый 3 8 9 6 6 10 II 2 12 5 3

Шестой 5.5 II 12 4- II 12 3 10 1.5 2+2

т 25,5 49 58,5 15 39,5 63 54,5 31.5 60 12

-т ,п 13.5 10 19.5 24 0,5 24 15,5 7.5 21 27

4 192,25 100 380,25 576 0,25 576 240,25 36.25 729

Таблица 1.2

Выходные параметры механизированного оштукатуривания поверхностей

с а т рехнологические параметры механизированного оштукатуривания поверхностей

\ \ {/г ! # ! # I

Первый 6 4.5 1.5 II 10,5 10 1,3 4,5 10,5 4 12 2 7

Второй I 6,5 I 12 10 12 5 6,5 8 2 9 3 6

Третий 4,5 II 3,5 8 9 ' 8 4,5 5 10 3,5 8 3 3

Четвертый '5 8 2 12 II 12 2 2 12 I 8 3 8

Пятый 2 7 3 8 10 II I 7 8 5 II 5 10

Шестой 2 6 2 7 10 10,5 2 4 10,5 9 12 Э 7

АЧ, 21,5 43 14 58 60,5 63,5 16 29 59 24,95 60 19 41

17,5 4 25 19 21,5 ' 24,5 23 10 20 14,5 21 20 2

„ 316,25 16 625 361 462,25 600,25 529 100 400 210,25 4« 400 4

(-1 41

Продолжение табл. 1.2

Специалист

[Технологические параметры механиз.

оштук-ния поверхностей

-!

( У го \Ун I Ц» I \</г>-\

Пгрпнй - 4 И б 12 4 4,5 1.5 И. 5 II 7 10,5 2+3+3+2+2+3+3 +

Второй 2 12 I 9 2 6,5 I I 12 б 8 3+2+243+2+243 +

Третий 3,5 8 8 3,5 6 ' Э.5 3,5 8 3 10 3+242+3+2+3+5

ЧетнертыЯ I 12 5 8 I 2 2 2 12 8 12 6+5+2+6+3

Пшнй 5 8 2 II 5 7 3 3 8 10 В 3+3*5+2+4+3+2

ШгстоЯ 9 7 2 12 9 4 2 2 7 7 10,5 .2+3+3+5+6

Л, £4, 5 58 21,5 60 24.5 29 14 14 58 41 59

14,5 19 17,5 21 14,5 10 25 25 19 2 20

¿ГО, 351 316,95 441 210.25 КО 625 625 361 4 400

где 5 - суша квадратов отклонений сумда рангов по каждому фактору от средней суммы рангов.

Б таблицах приведены связные ранги, поэтому коэффициент конкордадии вычисляется по формуле:

£■/ 1

где ^Х-( ; £ ~/"~е 4110,210 одинаковых рангов в Л

/ -м ранжировании.

Значимость этого коэффициента оценивалась по критерию X*

хг= т(п-0 и/ . /1.4/

По данным табл. 1.1 и 1.2, ^с. соответственно равно 62,04; 39,73. Для 0,01 уровня значимости при I степе-

ней свободы значения критерия равны 24,72, т.е.

X расч. ? Х-та5л.

Отсюда следует, что с вероятностью более 99 % можно ут-веркдагь, что существует определенная согласованность мнений специалистов относительна степени влияния исследуемых переменных, оцениваемая коэффициентом конкордации V/ , равным соответственно 0,940; 0,602.

Наглядность степени влияния какдого параметра на организационно-технологический процесс оштукатуривания поверхностей, как правило, иллюстрируется'гистограммами ранжировки рассматриваемых факторов.

Еспользуя эти зависимости и зная, какие факторы наиболее существенно влияют на эффективность организационно-технологических решений по оштукатуриванию поверхностей, мокно разрабатывать и прогнозировать основные направления поведения эффективности формирования надеаных систем механизированного опту-катуравания поверхностей.

Ка основе в пае приведенного ранжирования к факторам, по-¡шлаювдм удельный зес ручного труда на птукатурных работах, в [ервом приближении ион но отнести: отсутствие экономичных :редстз механизации, утоззлетворякщих условиям производства )абот /30%/; несовершенство проектных решений, отсутствие эффективных матеркалоз /ЗТЦ низкая квалификация исполните-гей /155?/ и др. Ниге рассмотрены конкретные направления, повы-¡аюпше эффективность выполнения штукатурных работ исходя из ¡сложении, приведенных в данной разделе доклада.

2. СОЗДАНИЕ НОВЫХ РАСТВОРОНАСОСОВ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

2.1. Анализ существующих конструкций растворо-наоосоз и требований, предъявляемых к ним

Растворонасосы предназначены для подачи изЕестково-песчаных растворов по трубопршодам к месту производства работ и для обеспечения механизированного их нанесения на оштукатуриваемые поверхности, а такке цэыентно-пасчаных растворов для наливной стяжки пожав, замоноличшззния стыкав между железобетонными конструкциями и др.

На первых этапах внедрения раствсронасосы обычно использсшэ-лксь только для подачи растаорсш к рабочим местам, а их нанесение на отделываемые поверхности осуществлялось вручную. При этом штукатурные растворы имели довольно большую подеивность /свыше II см по стандартному конусу/ и могли подаваться со значительной иы-пульсностью, так как для заполнения раствором емкости это большого значения не имеет. В этих условиях строителей Еполне удовлетворяли распространенные диафрагмовыэ расгворонаоооы одинарного действия.

В последнее время осуществляется переход с ручного нанесения растворов, на механизированное. Обычно это делается путем соплава-ния. Такая технология пр(ведения штукатурных работ позволяет значительно увеличить сменную выработку на одного штукатура, но вместе с тем-предъявляет дополнительные требования к характеристикам штукатурных раствор® и равномерности их подачи.

Прежде всего растворы должны быть менее -подвижными, чтобы при механизированном ускоренном нанесении на стены путем соплсва-ния они из сползали вниз. С густыми растворами меныае вносится гдаги в кладку, и здания быстрее просыхают. При работе с густыми рзствсрзш ионно уменьшать число слоеЕ штукатурки.

Густые малоподвижные растгоры трабуют для их подачи по трубопроводам более Еысокого давления на заходе из насоса. Это требование усиливается ещэ и тем, что этажность зданий псрышэется и растЕоры приходится подавать на большую высоту.

Чтобы растворы можно было наносить на оштукатуриваемые поверхности способом соплования, они долины-подаваться равномерно, без импульсносги. При сильной пульсации струя раствора, истекающего из сопла, постоянно изменяет свое направление. При этом часть раствора может деже не попадать на оштукатуриваемую поверхность, а падает на пол.

При механизации штукатурных работ имеет значение такке производительность расгв сронасоса. Значительно лучие, если она в процессе работы может изменяться в зависимости от того, где ведутся отделочные работы. При оштукатуривании больших открытых поверхностей мощно работать с максимально допустимей производительность!! подачи раствора. Тогда как при работе в таких трудно доступных местах, как ниши, углы и т.п.,' лучие уменьшить подачу раотаора.

Поскольку' растворонасосы в наотояшэе время используются чапэ всего е составе штукатурных станция, они должны быть компактными и," по возможности, занимать немного места е кабине станции.

Не последнюю роль играет такке удобство обслуживания насосе, доступность его узлсЕ, рамонтоспособность мвхенизисв, вум при работе, способность устойчивой подачи малоподвижных раствор® ь период запуска насоса, наличие защитного отклонения при поре грузках и т.п. По данным ШШОШ, в странах СНГ суцвствует более 150 ре»* личных конструкций растворонасосов.

В настоящее время в строительства ндабоае« гиржо распространены диафрагм се ь:е растворонасосы оду.нарього лейстгал с гсризак-тальньм рзсполске ¡кем плунаэрэ типе СО-Ю, СГ*-19, СО-ЗО к дэ. /рис.3, а/ прсизв со"те.-.ьнэетьЕ 2...6 а3/ч и с напоре* говге тягл

19

ДО 1,5 М1а.

Ж

)

Рис, 3. Принципиальные схемы существующих растворонасосов одинарного /а, 6/ и двойного /в, г/ действия.

К достоинствам таких насосов относится их сравнительно высокая надежность в работе, обусловленная тем, что строительный рас-тЕор с его абразивными частицами и водой отделен от трущихся поверхностей пнунвера резиновой диафрагмой. Однако такие насосы характеризуется слишком большой импу ль сн остью псяачи раствора. С иельо снякения иыпульсности в конструкцию насоса включен воздушный компенсатор, а такке увеличена частота деижения пцункера до 160190 ходов е минуту. Установлено, что воздушный компенсатор удоа-летв срительно работает только при небольших давлениях растаора, а увеличение частоты ходов плутаера оказывается отрицательно на вса-сьаании в насоо малоподвиишых раствор®. По указанным причинам диафрагмевыб растворонасосы практически непригодны для равномерной подачи по трубопроводам густых известковых и цементных растворов и тем самым сдеркивавт механизацию штукатурных работ.

Наряду с диафрагмовыми раотаоронасосами с начала 70-х годов

на наших стройках начали внедряться более прогрессивные растаоро-насосы одинарного и двойного действия с непосредственным контактом поршней с пз рекачиваэмой средой.

Так, на базе раствор она о оса фирмы "Турбозоя" /йтапяя/ во ВИШСШ /г.Москва/ и его филиала /г.Минск/ были создана баздиафраг-мсшыэ однопоршнзЕые растя оронасосы СО-167, СО-168, СО-171, СО-172 и др. На рис. 3,6 представлена конструктивная схема насоса СО-167 с горизонтальны« поршнэм и промывочной камерой. Для сглакивания иипульссв при подаче раствора насос снабжэн воздушным колпаком болызоП вместимости. Несмотря на это данный насос не обеспечивает азлоимпульсноЯ подачи густых растворсэ.

По равномерности подачи значительно лучсе вздут себя даух-поршненые растворонасосы фирмы ПутцмаЯстер" /£?Г/. Растворонассс "Салют" подобного типа /рис. 3,е/, разработанный бывиил институтом "УкроргтехстроП" /г.Киев/, иыэет ла рабочих цилиндра с основным /на схеме условна показан снизу/ и дополнительный поршнями, которые приводятся е двизэние куг.ачг.ами через опорные ролики. Ролик основного порпня поджинается к кулачку прувиной, а дополнительного - давлением раствора на порзвнь. Основной кулачок имеет профиль круглого эксцентрика, а дополнительный кулачок спрофилирован так, чтобы подача рзстафа в трубопровод была постоянной в течение всего цикла.'Данный насос, нежат развивать достаточней давление растгора при равномерной подача, но имеет олскную конструкции, большие габариты и недостаточную надежность г работе из-за частой полсики пруяинн и износа трудахся дагаяей поршневых групп. Насос отяичзется относительно низкой всасьгнгвщзй способностью и склонен к образозанию песчаных пробок в дугообразном патрубке, соединяющая его рабочие камера. Рассматриваемый растворонасос не приспособлен для подачи цементных растворов.

3 результате некоторого упроцешя конструкции указанного нэ-

coca e комбинате "Харьк сЕпрси строй" был создан ра створ она с.ос типа РД-4, схема которого показана на рис. З.г. От предыдущей' моде' ли этот насос отличается тем, что механизм с двумя кулачками заменен кривовшпноиатунныы механизмом с кулисой, рабочие пзэчи которой отнооятся как 2:1. Оба цилиндра - основной и дополнительный -расположены в вертикальней плоскости. Для сгяаживания импульсов в состав насоса вкточэн воздушный компенсатор.

Этот насос более надежен г работе, чем предыдущий, так как у него нет пружин. Ход его более плавный. Частота хода пдунжера -90 а минуту. Насос подает густые растворы. Но его основной недос-тетож - быстрый изноо поршней - остается. На интенсивный износ поршней илиязт не только.непосредственный контакт с раствором, но и качание першаэй, которое способствует попаданию абразивных частиц мевду манжетами и зеркалом шшгадра.

Известна и другие растворонаоосы» работающие по принципу двойного действия. Например, насос ВНИЙСКИ с приводом основного и до- . полнитедьного поршней посредством упорных роликов и профилированного диска. Этот насоо характеризуется низкой технологичностью при изготовлении, имеет больше габариты и массу более 500 кг. Раствор она сос Минского филиала ВШИСЖ с компенсационным рукавом пока не пожучиж распространения, так как имеет слскную конструкцию и не удобен í обслуживании из-за наличия приведной камеры с рабочей жидкость!) и необходимостью ее г-зрметизации.

Таким образом, сутоствусцие растворонаоосы различных конструкций не удовлетворяют полностью тем требованиям, которые предъявляются к этим машинам условиями мехадазации отделочных операций в строительстве.

Исходя из изложенных выше требований и анализа существующих конструкция раствьронаоосав, определены направления, которые следует учесть прв создании нлых растворонасосов. Это обеспечение

высокой всасывающей способности насоса как необходимое усишие стабильного перекачивания густых растворе®, малая пуяьсаиия к гв-оокое /до б МПэ/ давление подачи, плавное регулирование подэчк от I до 4-6 м3/ч, отсутствие г насосэ "мертвых зон"и минимальные гидравлические сопротивления, эффективное срабатывание шаровых клапанов при подаче густых растворов /отсутстгте их "зависания"/» высокий обьемный КПД, кшп8ктность конструкции, простота разборки и замены быстро изнашивавшихся деталей, малые габзриты и кассе. Этой же цели должна служить оптимизация составов растворов, позволяющих повысить подвижность густых расиораэ. путем введения в них новых понизителей вязкости.

2.2. Оптимизация состага строительных растворю

Штукатурные работы осущзстЕдявт нанесением выравнивающего отделочного слоя раствора на .погерхности утренних или НЕрукиых частей зданий и сооружений /стен, перегородок, потоякав, колонн и пр./, который пос лэ затвердения и послэдуюдай затирки придает им опредеданные форму и фактуру.

Несмотря на многообразие зидов строительной отделка, оштукатуривание пшерхностей остается одним из наиболее распространенных метод® отделочных работ, особенно для кирпичных зданий.

При мокром способа оштукатуривания используемые растворы представляют собой рационально подобршнуи однородную свесь вяжущего вещества /портландцемента, извести, гипса и др./ о тихим заполнителем /песком/, затгореннуп еодой. Состаг растворов определяют е зависимости от назначения штукатурки, материала оштукатуриваемых поверхностей и условий эксплуатации зданий /таблг.2.1/.

Толщина штукатурного слоя зависит от гида оштукатурила«*^ погерхности, качества гшолнеяия и назначения. Простая штукатурка имеет толщину до 12, улучшенная - до 15, высококачественна* ~ до 20 м.ч. Как правило, она состоит кь слоя обрызге. одного ист

23

Таблица 2.1

Составы штукатурных расти еров

УСЛСБИЯ ; РасгВоры

зкеплуата-

иии |

Штукатурный с л ей

обрыэг | грунт . • накрывка

Помещения Ж™5 1:/2,5'"4 1:Д...1,5/

с п«выгон- ^»У ной глакко- песок/

стьп, на- аеыентно- т.мп « с/. т./п 7 т п/. т.д т ч/-оукные известно- 1./х...±,э/.

* вый /це- /3...5/ /2,5.. .4,0/ /1,5...2/

ыент:из-веотко-Еоа тес-то:песок/

Внутренние известно- 1:/2,5.. Л/ 1:/2...3/ 1:Д...2/ псвархнос- вый ти в поме- /извеезь: цениях при песок/

доабоГ™ Е^пдивнт-^ ;/0,5:...0,7/: 1/0,7...I/: 1:/1...1,5/:

ный /4-6/ /Э...5/ /2...3/

/известь:

цемент:

песок/

1:/0,5...1,5/: I: Д...1,5/:0

вый У2...3/ Д,5:2/

/известь: гапс:пе-сок/

нескольких слоев грунта и накрывочного слоя. 0 б р ы з. г - первый сдой штукатурки, обеспечивающий нормальное ее сиепление о поверхностью /толщина 5...9 мм/; слой обрызга не выравнивается. Грунт- основной спой штукатурки толщиной до 7 им. Поверхность грунта в^авниваит правилом. Накрыв очный - последний слой штукатурки толаиней до 2 мы, который обрабатывается запаливанием и затиркой. Штукатурные растворы должны хорошо сцепляться с поверхностью, мало изменяться в ооьеме при твердении к иметь необходимую степень подлинности, чтобы обеспечить хорошую удобсук-ладнвеекость и удобонагнетаемость лри механизир® анноы гидротрано-

портирсшании по труба« к местам укладки.

Для традиционной технологии нанесения масрой ит/катурки характерна многооперационность Д2-14 операций/, повторяемость рабочих операция.

Как уже отмечено ранее .способа комплексно-механизирсяанного оштукатуривания поверхностей гклпчают в себя системы гидротранспорта растворов по трубопроводам к местам укладки. На сопротивление подачи растЕорсзе влияют факторы: геометрические, /длина, диаметр, сэр ох агат ость стенок трубопроводов/, динамические /скорость, перепады давлений, пульсация/, характеристика потока, физические и реологические свойства растворных смесей /плотность, еязкость, напряжение сдвига/. Растворы на оснсеэ извести, песка и воды относят к наиболее трудно перекачиваемым, так как они имеют большую вязкость, которув снижарт разбавляя растнорнур смесь водой или уменьшая заряд коллоидных частиц.

Первый способ прост, однако он приводит к удорсяаяик отделочного производства, понижениэ стабильности /расслаиванию/ раст-. вора, уменьшает производительность труда и увеличивает потери раствора. В трубопровода твердив фракции расслоившаяся растворной смеси обр азу вт пробки, для устранения которых тратится много рабочего времени. При этом также снижается прочность затвердевшего раствора в сцеп лэ низ. ад о с опту кату риг аз мой поверхность».

Вторсй способ применяют при обработке растворов понизителями вязкости - пластифицирумщими добавками. Чтобы получить юоб-ходамыэ исходные свойства известкового штукатурного раствора для нанеозния его с помощью сопла на поверхность стены, выполнена ис-следшания по введения в готдаый /поступивши на строительную площадку/ раствор пгястийширупввй УПБ /мелассная упарэнная поо-ледроасжевая барда - отходы Лохвицкого сахаристо завода Полтавской области/ и Еозлухововяекасчэй ЦНШ1С-1 добавок. Эффективность

25

'пластифицирующая добаЕки наряду с определением подвижности /осадка конуса OK в сантиметрах по ГОСТ 5802-86/, предельней деформа-тивноста раствора Пу , мк, и текучести Т , с/ многие оцашгаа-ют по реологическим характеристикам, присущим практически нараз-рушаемой структуре при минимальной окорости сдвига. Основные критерии: предельное сопротивление сдвигу, вязкость и модуль упругости сдвига. С точки зрения технологической целесообразности необходимо получить такую растворную сдась, предельное сопротивление сдаигу которой было бы минимальным, но динамическая вязкость доякна сохраняться, чтобы раствор не расслаивался. Известно, что смеси с добавками-пластификаторами текут под действием силы тяжести без разрыва потока. Это свидетельствует о больших силах ко-гезии, которые в то жа время не ограничивают взаимного скольжения частиц при течении. Аналогичный характер течения у без добавочных : структур невозмокно поучить даке при снижении концентрации твердей фазы до 35..Л5Я.

Из перечисленных критериев 'на механизированных штукатурных работах использовали условную вязкость, которую определяли о помощью полевого Еискозиметра HIv Это обеспечило сцепку "транспортируемой способности" раствора, т.е. его текучести. Вязкость растворе определяли по времени истечения 2000 мл из воронки, заполняемой тремя литрами раствора, через трубку диаметром 27 ми, равную диаметру сама. Для определения оптимального количества добавки применяли симплекс-планирование. Это позволило выполнять работу напосредсиенно на строительном обьакте. Добавками служили: УПБ /6%-Я концентрации/ и ЦКШПС-З /3^-й концентрации/. Эксперименты обрабатьдаали с учетом формул перехода: Ц ■ 30 + I5X и У » 50 + + 20Х /табл.2.2-2.5/. Гак, для выполнения опыта I /табл.2.5/ в известково-песчаный раствор обьемом 3 л, взятый из бункера штукатурной станции, вгодали 17 мл добавки ЦНИИ ПС-I и 40 ыл добавки

Свойства иззестказсго раствора

Состав раство-! Подвижность ! Предельна^ ра лоступивше-! растасра /ко- | даформиру-' го с растворной нус Стройцнил/,* емость, го завода для I си ¡ни

сопл екания I I

I !

!

Время 'истЫ Прочность чения ! затаердев-

2000 ил раоя ора /подав ой вискозиметр Я1/, о

шего раствора при скатки., МПа .

1:3 /баз, добавки воды/

1:3 /с добавкой воды , ч 60...65 л/м раствора

10,5 13,4 „

0,31 0,55

На вытекает 0,4

4.. .7.

0,34

Таблица 2.3

Урсвни и интервалы варьирсеания

Фактор } Условное ! ; обозначение | УР«®Ь ! Интервал > варьирвания

ЦЕИИПС-1, мя аа 3 я раствора Ц

УПБ, ял на 3 л раств ора К

30 50

15 20

Табдаца 2.4

Матрица симплекс-планирования для 2-х пэре иен них

Номер опыта

Условия эксперимента

Ксдсгое значение

Натуральное значение

X? ! И,ия ! У, ил I

* | нв Зя | яа 3 ? ( ¿раот- • раст-

|Ес^>а вора 1

СК,ы4 Пд.м^ Т,с

I ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 ! 6 . У 6

т -0,865 -0.5 17 40 11,2 0,35 На Е|»-

текэвт

2 +0,665 -0,5 43 40 п.е 0,35 22

3 0 I 30 70 12,6 С,40 14-

X

I

_I ! 2 ! 3 ! 4 i_5 ! 6_! 7 i 8

4 - 56 70 13,4 0,42 6

5 -43 120 13,7 0,54 4

УПБ. После перемешивания в течение 3 кин. определяли 0К, Пд и Т; е таком ке порядке выполнены опыты 2 и 3,

После реализации исходного симплекса, т.е. опытов I, 2 и 3, "плохой" оказалась вершина первого опыта, так как при этом осадка конуса была наименьшей и раствор не Еытекап из воронки. Координаты четвертой точки определяли так:

Ц, • -§- /30 ♦ 43/ - 17 » 56;

У4 « /70 + 40/ - 40 - 70.

Для прсведзния опыта 4 s раствор обьемом 3 л добавляли 56 мл ЦШИПС-1 и 70 мл УПБ. Посла трехминутного перемешивания определили 0К, Пд и Т. После опыта 4 гнавь выявили "плохую" тсяку. В данном случае она соответствует условиям опыта 2. Эту точку заменили нсвой: Ц5 » 4Э;У5 * 120. Руководствуясь технологическими поколениями, после шага 5 движение по поверхности прекращали, так как необходимая текучесть раствора была досшгнута в опите 4.

Таким образом, об пасть оптимума должна находиться в пределах ЩйИПС-1 - 56 и УПБ - 70 мл на Э л раствора. Для получения этой области методом крутого восхокдения выполнено 10 опытов. Расходы добавок на 1 и3 готового раствора составили: 19 л ■ ШШ31С-1 и 23 л - УПБ /соответственно 0,12 и 0,3? массы вякувэ-го в переочете на сухое гевзство/. Суммарная стоимость добжск составила 0,28 руб. на I м3 растаора /в старых ценах/.

На зЕТвердэнгей оштукатуренной поверхности не обнаружены

вздутия штукатурного слоя, неравномерное изменение обьема /внеинэ ннр8жав!5егося появлением трэдин/, осыпание штукатурного слоя. Наблюдается хорошее сцепление штукатурки с основанием и штукатурных слоев между собой. Предал прочности при сжатии за пердевшего раствора равен 0,4k МЛз, что позволило снизить расход извести на ICS,. Экономический эффект от внедрения комплексной добавки составил 0,56 руб. на I м3 раствора.

Применив комплексную добавку, получили растворную смесь псвы-шенного качества, снизили расход извести, сохранив марочную прочность затвердевшего раствора при хорошем сцеплении с поверхность») стены, повысили производительность труда атукатурав и обеспечили более надежную и устойчивую работу штукатурной станции.

Затем в качестве добавок в известковый раствор вводили пластификаторы: сульфитно-дрсмкевую барду /СДБ/ и УПБ, которые икевт малое поверхностное натяжение и большую критическую концентрации мицелообразаганий ДММ/.

Для умвньиояия трения и износа деталей растЕОронзсоса применяли добавка с большим поверхностным напряжением и малой ККМ, в частности созпеток /отходы Полтавского масюжиркомбината/ и комплексную добавку, которая содержит СДБ + созпеток. Это дало возможность определить влияние указанных добаЕок на некоторые реологические свойства /статическое и граничное сопротивления сдвигу, динамическую вязкость, подвижность и др./, получить данные о структурно-механических характеристиках, которые влияют на режим и движение смеси. П л а с тифи ци ру в де а воздействие добавок оценивали, изменяя консистенции растЕора, которую определяли степенью рас-пливчатости конуса из него на вибростолкка /ГОСТ 3I0V76/, и по-грукая конус Стрсйшил согласно ГОСТ 5802-86. Прочность известкового раствора опрэдоляли статическим нэпрдаениен сдвига, которое иэморяли прибором СНС-2. Граничное сопротивление сдвигу и дана-

мическуп вязкость контролировали ротационным вискозиметр си РВ-1,-Иоследааания выполнены для раствора с составом 1:4 по массе /известковое теого, кварцевый песас с Мкр * 1ДЗ/. Водшзвесгко-вое отнотениэ 0,9; компоненты дозировали е пределах 0,25...1% веса извести. Добавку вводили с водой заманивания. Смесь интенсивно переманивали на проггяяеши Э...5 мин., после чего определяли ее характеристики.

Устаншлено, что введение пластифицирующих добавок позволяет повысить подеивносгь смеси на 1...2 ом, расплывчатость конуса -ка 3...8 см, снизить статическое напржеше сдаига в 2-3 раза. Оптимальное количество добавок: (ДБ - 0,75?, УПБ - 1%, соапстсжа -0,25$ /табл. 2.5/. При дальнейшим увеличении количества добавок смесь расслаивается.

Проведенные исследования показали, что, применяя комплексные добавки, можно получить качественный раствор, снизить расход извести на 10$, обеспечить надекнуо работу ре створ она с оса на высо-кохонцентрирдашных растворах, свести оштукатуривание к I - 2 заходам вместо традиционных трех.

(Утилизированные нами составы штукатурных растворов были по-хскенн в аснсту создания новых эффективных средств механизации -растноронасроов, шукатурннх станций, штукатурных роботов. .

■ Таблица 2.5 Влияние добавск на характеристики раствора

Добавка

Дозиро-1 Расплыв'-Глубина |Гранич-! Динамическая вязкость

ваниз I конуса,' погруженное и911-1 ПРИ частоте вращения

добавки; мм ! ния ко- рякение' ротационногргЕяекози-

* маосыг ! нуея,ом-сдвига 1 метра, мин. . ...

извести. ! Па , 10 , 30 .50

1 4-1-

! 3 ! 4 ! 5 ! 6 ! 7 ! 8

Баз добевка - 238 4,8 1580 84 31 26 СЗБ 0.25 268 10,2 И45 47 20 29

I ! 2 ! 3 ! 4 ! ¡ 5 ! 6 ! 7 ! 8

СДБ 0,50 285 10,9 621 37 14 14

Н 0,75 306 И.2 589 35 12 9

I 344 П,2 420 39 12 8

УПБ 0.25 270 I0.it 1260 51 22 20

0,50 274 10,8 960 39 18 16

0,75 268 П.1 745 36 12 10

I 299 11,33 581 30 12 9

Соапсток 0,25 266 10,5 860 39 20 19

0,50 251 10,7 929 33 18 19

I 245 10.1 1348 68 29 22

Соапсток СДБ+ 0,12 0,25 280 II 850 35 18 12

Соапсток СДБ+ 0,25 0,50 зад 11,7 550 30 10 10

Соапоток I 0,5 278 10,В 868 . 35 17 14

2.3. Создание нее их дифферента »а юс раствор сна с ос а Ноеые конструктивные схемы дяффэранциазних растворокэсосс?, работакдах по принципу двойного действия, разрабатывались ка основе направлений, указанные I разделе 2.1, с учетоа прикекшия оптимизированного нами птукатурного расгвора. Создаваемые раств!>-ронэсосы предназначены главный образом для подачи по трубопгзо дам малоподвижных строительных раствори, позтеау оснянае требования, предъявляемые к ним, - это высокая всасывавшая спзсоЗяесгь. лрямсточность, устойчивая работа хлалаасв, пошженнзя пуглезх.'яя подачи.

Известно, что в растворонасосах существующих конструкций поршни рабочих цилиндров расположены горизонтально, а оси гнезд шарсекх клапанов и направление движения шариков при срабатывании клапанов - вертикально, поэтому перекачиваемый раствор до поступления в нагнетательный трубопровод подвергается в насосе многократному повороту. Такая конструкция приводит к увеличении обьеыа всасывающей камеры и неизбежно снижает Есасываюсус способность насоса. Многократные повороты раствора на 90° вызывают его расслаивание, способствувиэе образованию песчаных пробск на пути движения раствора. При несовпадении направлений деижения раствора в гнездах клвпанав и рабочих цилиндрах создаются услсвия для "зависания" клапанных шариков при перекачивании'густых растворов. Кроме того, псшороты псешаит сопротивяэние движению перекачиваемой среды в самом насосе.

Исходя из теоретических предпосылок и требований практики, нами найдены новые конструктивные решения дифференциального раство-ронасоса с протонным лоршзн /или плунжером/, который при двух шаровых клапанах, один из которых установлен в полости поршня /плунжера/, работает по принципу двойного действия /рис.4/.

В растворонасосах предложенной конструкции перекачиваемый раствор кз пути от всасцваюдаго клапана до Ехода е нагнетательную трубу перемещается только в одном направлении. Б результате этого обратный возврат раствора через клшаны сводится.к минимуму, снижается сопротивление движению раствора, исключается "зависание" клапанов при подаче самых густых растворов, устраняются услсвия для расслаивания раствора и образования песчаных пробок в ка«рах насоса. Поскольку полый пораень /плунжер/ в крайнем нижнем пояснении вплот-нув подходит к всасывающему клапану, существенно уменьшается обьем всасывающей камеры, увеличивается разрежение воздуха в ней в начале работы насоса и возрастает всасывающая способность. Двойное дей-

ствиэ насоса за счет дифференциального рабочего органа позэоляэт снизить пульсацию лолачи.

2.4. Рэстзоронэсоо Р12-;4 /а.с. 1346850/.

Раотворонассс РК2-4 ягяяотся регулируемым дифференциальный насосом с проточным поркн9м и предназначен для ыеханизироЕанноЯ подачи по трубопроводам и яанэсенкя еоплгеанкем стооительных растворов с вирским диапазоном подвижности /от 7 до 12 см/. Касоо может использдааться как 5 ссстагэ вт/хэтурной станции, ?як и чвто-Я01Ш0.

Растноронассс РН2-4 /рис.4,а/ состоит из насосной колота! I, разделенной проточным псранам 2 на гсзс'яая^/я и нагнэтэтольнув камеры. Один из двух сзрсвых клапанов рзспозгаэн в никоя части насосной колонки, а другой - в полости первая. Жестко с поршней соединен шток 3, в полоста которого расположен аатуа поршня 4, парнирно соединенный с лоркнэм 2 и качающимся рычагсы 5. Кривошип б, приводимый в движение от электродвигателя 7 через клчноре-менну» 8 и зубчатую 9 пэредзчи, снабяон поворотноЯ эксцентриковой втулкой, с помощью которой его эксцентриситет мскет плавно изменяться р пределах, от нуля до максимума. Насос оснащен краисм сброса, релэ предельного давления и манометром. Резиновые манжеты уплотнений гюриня и отока унифицированы.

Рабочий цикл раствор она с ос а РН2-4 осуществляется так. Яри движении першня вверх всасывающий клапан открывается, и раствор через всасывавши патрубок поступает во всасывающую камеру. В это время нагнетательный клапан закрыт. Псотому раствср из нагнетательной камеры выдавливается в нагнетательный патрубок и далее в растворопровод. При движении-поршня вниз всасывавший хлопан закрывается, после чего распор из всасыаавоей камеры через открывающийся нагнетательный клапан поступает в нагнетатель кую камеру. При'соотношении площадей поршня и плунжера 2:1 скорость подачи

раствора во время движения поршня шз,такая же, как и при двиаэ-нии его гаерх, т.е. раствородаоос работает по принципу двойного действия. За счет изменшия Ее личины эксцентриситета вала кривошипа б плавно рехулируется подача ра створ она соса в диапазоне 2... 4 м3/ч. Техническая характеристика раствор он ас оса РН 2-4 в сравнении с характеристиками других насоссв представлена в табл.2.б.

2.5. Растворонзсос PEAK о кулачковым приводом /а.с. & 1390434 и fe 1446348/

РастЕсоонасос РН4К является прямоточным малоимпульсным насосом с проточным дифференциальным плунжером.

Касос /рис. 4,6/ состоит из рабочей I и компенсационной 2 камер, которые сообщаются ыеаду собой с помощью протонного дифференциального плущера 3, устаншленного в уплотнительных устройствах с возможностью возвратно-поступательного деижэния. В полости плунжера снонтирсшан один из шаровых клапанов. Компенсационная кашра выполнена в гиде воздушного кодпака, способствующего дополнительному снижению пульсации подачи насоса.

Привод плушера включает кулачок 4, охъатьваемой с двух сторон опорными роликами 5, закрепленными в райке 6, которая варнирно соединена с качающимся рычагом 7. Последний кинетически сеяззн о пяунжером 3 и упругой свайкой 8. Профиль кулачка 4 выполнен по зк-видисавгее спирали Архимеда с дистанционным расстоянием, равным радиусу опорных роликсв 5, чем обеспечивается постоянство скорости движения плунжера г течение всего хода. При выбранном профиле кулачка расстояние мевду роликами вовремя работы привода практически не изменяется. Однако в результате износа поверхностей кулачка и опорная роликсв, а также неточности изготовления меаду кулачком и роликами возникает зазор, для исключения которого нижний ролик установка в рамке б с возможностью упругого поджатая его к кулачку 4 с усилием, прев впав йен рабочее усилие на рамка б.

Рис. Схвкы диффэранци а »них ра ста оронво осев: а - РН2-4. б - РНЧК. е - РВ-6. г - РНГ-б

Растворонасос РКЧК работает аналегично наоооу РН2-4, во отличается погашенной пульсацией подвчи, его техническая характерао-тика дана 1 табх. 2.6»

Табххиа 2.6

Технические характеристики рэстяоровэсосоЕ

Показатели 1 ' Расмоисгасоси

• СФ-9 -РН2-4 | РКЧК РВ-б|?НГ-6'

I ! 2 1 3 ? 4 5 ! 6

Подача, м3/^ 1 1-4 4 1-6 3-6

Максимальное давление подачи, Ша 1.5 6,0 4,0 б.С 6,0

Минимальная подвижность перекачиваемого раствора, си " 10 7 7 7 7

Мощность привода, кВт 4, 0 7,5 5,5 И,5 -

Габаритные размеры, мм:

длина 850 860 920 857 400

ширина 500 530 530 975 420

высота 650 720 850 1120 930

Масса, кг 260 290 310 450 120

2.6. йсследсвание параметров хода псриня и плуиаера растЕоронаооса РН и РК-4к

Целью этих исследований является-выбор параметров штангаль-ной ксеогруктивной схемы привода, который бы наиболее пояас отвечал требованиям, предъявляемым к равтворовасосам двойного действия с точки зрения поникенктя имлульсноста подачи раствор®.

Исследованию подвергались два вида привода: крявошигшсмиату»-ный механизм и принятый в конструкции рэсгаорввасоиа FH4K кулачковый привад. Для привода с кривоаипно-ватуыным мехажзмок прв сгво-ситально длинном шатуне /длина шатуна намного больше радиуса хривоаипа/ путь S , скорость ¿Í и ускорение V/ движения поршня и плункера при угловой скорости кривошипа можно выразить упрошенными уравнениями

S*R{S-cosy>; if= -uüRsiny; w= -uf*Rcosf,

где У-USÍ- угол псе op от а крив осип а. Эти уравнения сви деталь с«у-ют о том, что все кинематические характеристики рассматриваемого привода изменяются в течение цикла очень плавно. Если учесть, что

2

подача насоса прямо пропорциональна скорости движения порпня и плунжера, то очевидно, что она изменяется по синусоидальному закону и в течение цикла дважды падает до нуля /рис. 5,а/.

I §

А /\ а 1 А

* 4

1 ж \

§

% гх & #

4Ж V

Рис. 5. Зависимость подвчл раствора от угла

лсясротэ кривошпа /а/ и кулачка /б/ 3 кэсоса с кулачковым приводом перечисленные характеристики можно описать уравнениями:

а.ь иг

гдэ К - коэффициент, принимаемый из конструктивных соображений.

Приведенные уравнения псказываот, 'что сксрость даикения пори-ня и плунжера в течение полуцикла остается постоянной, затем в мертвой тснке мгновенно сменят направление на сбратнго. При этой ускорение на.полсеина оборота кулачка равно нугв, а в мертвея точке теоретически возрастает до бесконечности. Фактически за счет упругих своЯотв кулачка и ролик® пик ускорения имеет конечную величину, но привод иасосавю-таки работает о ударны« на-грузхами. Так как скорость движения поршня и плунжера на большей части оборота кулачка постоянна, подачз раствора также изменяется незначительно /рис.5,б/. Для снижения ударанх нагрузок в приводе насооа профиль кулачка вблизи от мертвых тенек несюжько яз-

менвн и выполнен по уравнению параболы, которая обаспечжает рав-" номерно-ускоренныЯ разгон или замедленное движение плунаера. Ис-следшания показали, что если скорректировать профиль кулачка по параболе в пределах *2,5° от мертвых точек, то динамическив нагрузки в деталях привода при напоре подачи 4 МПа будут составлять ' не более от максимальных рабочих нагрузок. Б то ке время равномерность подачи от такой корректировки изменится незначительно.

Таким образом, анализ исследований двух видев приводов раст-Еоронасоса показывает, что кривошип но-шатунный механизм обеспечивает нжболее плазну» работу привода, но не дает возможности эффективно устранить пульсации подачи раствора в насосах двойного действия. Кулачковый привод со скорректированным профилем в этом отношении более аффективен.

2.7. Исследование влидаия параметров всасывавшего клапана на обьемный КПД расгйоронасоса РН 2-4

Диаметр отверстия а гнезде шарявого клапана и высота подъема шарика представ штат особый интерес для оптимального оформления компактной конструкции-всасывающей камеры раств.оронасоса РН 2-4. Это вызвано тем, что в полости проточного поршня мало места для распожшэния шарика большого диаметра / > 60 мм/. Из конструктивных соображений нежелательно также увеличивать и высоту подъема шарика над гнездом в период-всасывания. Чтобы обеспечить наиболее эффективное открывание шар се ого клапана при минимальной высоте подъема шарика, а такие наилучшие условия для равномерного износа опорного пояска в гнезде клшана, необходимо соблюдать определенные соотношения между диаметром отверстия гнезда и диаметром шарика. Выполнение этого условия вынуждает при увеличении диаметра отверстия гнезда соответственно увеличивать и диаметр шарика. Увеличение диаметра нариха нежелательно и для всасывающего клапана, поскольку при этом возрастает обьем всасывающей камеры и

мскет сшнаться всасывающая способность насоса. При увеличении диаметров клапанов возрастает такие масса на рикш, увеличиваются их удары о гнезда, вызывая повышенный износ последних. С другой стороны, если увеличивать отверстия в гнезда клапана больше оптккшь-ного значения, то могут возрастать обратные утечки раствора и снижаться обьемныЯ КПД.

Исследования шаров ого клапана проводились как раочэтныы, так и экспериментальным методами. Расчетным методом началась зависимость площади открытая клапана от отношения К * ^ и высоты подъема сарика над гнездом. За плозадь открытия клапана принимали боковую поверхность Р усеченного конуса /ряо.б/, которув рассчитывали по теоретически выведенной формула:

г-. ЖЯс(Не+2НУЯ-Ш ) где

Гн'пгцтшщщ?

- радиус отверстая в гнезде клепана, - радиус шарика.

И - выоота подъема шарика над гнездом. --

Высота подъема шарика

Рис. б. Схема работы шарового адепана: в - клапан закрыт, б - открыт.

Расчеты показывают, что плоцадь открытия кяавааа прдаорц*:>-нально увеличивает г я с ростом высоты подъема карим /рио.7,е/. При этом чем меньше отношение К, тем бпяе указанная зависимость к прямей. ■

Эффективность открыт* клапана зэметяо зависит ог «игаигм 39

К: площадь открытия клапана с увеличением К возрастает, проходит через максимум при К* 0,7...0,8 и затем уменьшается. Максимальное открытие клапана хорошо ошпадавт с его оптшальными конструктивными размерами, так как при H =0,714 биссектриса угла сечения опорной кромки гнезда клапане проходит через центр шарика, что способствует меньшему износу гнезда.

Теоретические расчеты были проверены экспериментальным путем с помощью испытательного стенда /рис.1/ На извеслсаво-песчаных штукатурных растворах подвикностьи 9-II см было изучено влияние высоты подъема шарика и отншешя К диаметров отверстия в гнезде клапана и шарика на объемный КПД насооа.

Как и расчетные, экспериментальные дшнаэ показали, что с увеличением высоты подъема шарика в пределах 10. ..25 мм /рис.7г/ объемный КПД сначала возрастает, затем при достижении. 9£$ его рост практически прекращается. Условия открытия клапана' при различней H существенно зависят от величины H /"рис.7,г/. С ростом К услсвия

К*0£ К^ОА

10 20 30 W

а

во 60

44 0,6 08 /Г

5

о Ю 20 ЗОН,** б

Û,4> 0,$ Q6 К

г

Рис. 7. Графики зависимости площади открытия клапана и объемного КПД от высоты подьеыа H и отношения.К а,б - расчетные, эз,г - экспериментэп>ные денные.

открытия клапана улучшаются, и обьемный КПД возрастает. При К » « 0,65...0,70 это улучшение достигает максимума. В дальнейшем наблюдается снижение КПД. Таким образом, экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами расчетов.

Представленные даннне показывают, что имеется возможность получить достаточно эффективное открытие шарового кяапача при меньшей высоте подьема шарика, что снилает сопротивление клапана, уменьшает обратные утачки растаорэ за счет более ускоренного закрывания клапана.

£¿8. Разработка высокшроизводятэльного дифференциального раствор она с оса РВ-6 /а.с. й 1535034/

Ка основе нзлгаенных вше подходов и результат се стендовых и промышленных испытания нами был разработан регулируемый прямоточный растгоронасос РК-б с полым дифференциальным плунжером. Этот наоос отличается широким диапазоном плавного регулирования подачи /от I до б м3/ч/ и повышенный давлением раствора на выходе из насоса /до б Ша/ л макет применяться а штукатурной станции и автономно.

Необходимость в создании такого насоса обусловлена тем, что в настодаае время строятся вноотныв кирпичные здания с большим объемом штукатурных работ. Рэстворояасос РН-6, кроме большой производительности, имеет и конструктивные особенности /рис .

3 корпусе коробчатой фермы установлены всасывавшая и компенсационная камера I и 2, сосбцаяэдеся некду собой с псыоеью проточного дифференциального плуняера Э, который макет перемещаться вдоль своей оси в направлявшей втулке Ч. Назначение этой втулки состоит в тем, чтобы полностью снять с работавшего плунжера пепе-речныэ усилия, передаваемые на плунжер двумя шатунами 5 кривоаип-но-шатунного механизма. Ка эксцентриковый вал б кривошипа надета

эксцентриксвая втулка 7,"которая ншет поворачиваться на валу кривошипа на определенна угол и жестко фиксироваться в нужной положении с псмощьв нэкинней гайки. 3-го даат возможность плавно регулировать ход плунжера и подачу насоса б пределах 1...6 м3/ч.

Во всасыааивей камере и полости плунжера установлены автоматически дайствувдаэ клапаны 8 тарельчатой формы с резиновыми уплотнениями» которые эффективно срабатывав? и плотно закрывается, обеспечивая насосу повышенный обьемньй КПД и хорошую всасывающую способность.

По принципу действия раотв оронасоо РН-6 не отличается от насосав РН2-4 и'РН-4К, нов нем отсутствует качающийся рычаг и поэтому .число шарнирных соединений в привода плунжера сведено до минимума. Устранение с работаввдэго плунжера поперечных нагрузок за счет направлявшей втулки и уменьшение числа подвижных соединений снижает изноо трущихся деталей плунжера и его привода и повышает _ надежность работы растворонасоса в целом. Техническая характеристика этого насоса приведена а табя,.2.6.

2.3. Конструктивная схема расаоронасоса РНГ-6 /а.с. » 1569422/

Раствор онассо РНГ-б разработан ддя использования в гидрофици-. рованных штукатурных станциях СЕ-4и ®-6, которые будут рассмотрены ниже. Необходимость разработки гидропривода ого насоса обусловлена тем, что масляная насосная устшсвка, имевшая в составе гидропривода штукатурной станции, используется крайне на эффективно. Она включается только на вреия подъема и спускания бункера-смесителя, когда производится приемка раствора из кузена автосаыо-авала или его оживление после перерыва 2 работе. Применение гидро-ариводного насоса двет возможность использовать маслонасоснуп ус-т®огху как для привода поворота бункера-смесителя, так и для при-

вода ра створ она coca -

Гидроприв синий растворонасос РКГ-б /рис.Ц,г/ состоит из насосной колонки I, автоматически дэйствулиэго гидроцилиндра 2 и золотников ей коробки 3.

Насосная колонка включает дифференциальный проточный пораень два шаровых клапана и патрубки для псдес^-з и отвода раствора.

Гидрсшилиндр предназначен для привода поршня насосной колонки и состоит из цилиндра и поршня со штоком. Расположен гидроцилиндр над насосной колонкой соосно с ней. На хвостовиках птоксв насосной колонки у. гидроцилиндра имеются буртики, на которых закрепляется разьемяый хомут, создиияювия приводный цилиндр со вто-ком насосной колонки.

Золотник шал коробвд установлена на крыске гидроцилиндра и предназначена для попеременного сообдения поршневой полости гидроцилиндра с линиями напора или олива маслонасосной установки. Она включает два дифференциальных двухпоясковых золотника - золотник управления /на схеке рио.4,г показан вертикальней основой золотник. Золотник управления посредством хвостовика кинематически связан о порвнем гидроцилиндра. Основной золотник срабатывает через золотник упревгзния и периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра то о линией напора, го о линией слива. Шток свая плость гидроцилиндра постоянно сообщена о линией капере, так что при'подключении гидроцилиндра к работавсэй ыасяонзооснсй установке его поршень и шток автоматически согерпеют возвратно-поступательное движение. Применение дифференциальных золотнике дает возможность существенно упростить конструкция эоя огни к свой, коробки, а наличие обрвтней гидравлической итак в ней дех£эт работу гидроцилиндра устойчивой при любом давяэвии sacia в свстеез привода.

Насосная колонка данного раств сроаэс осе работает таг рз, гюс ©

в насосе РН <£-4, Отличие состоит ливь в том, что в данном случае скорость хода поршня в течение каждого пояуцикла остается постоянной, поэтому подача раствора более равномерная.

Гйдроприводной насос обладает значительными преимуществами перед соответствующими, растворонасосами с механическими приводами. К ним откосятся постоянство скорости хода поршня, возможность передачи больших усилий при относительно малых размерах устройства, Еысокая надежность, бесшумность в работе, удобство е обслуживании. При соосном размещении насосной колонки и гидроцилиндра привода поришг практически сводятся к нулю поперечные усилия г поршшвой паре, что существенно псешает долговечность трущихся деталей. При гидроприводе легко и надежно обеспечивается защита насоса от перегрузок за счет предохранительного клапана в масляной системе. Использование дистанционно регулируемого маслонасоса позволяет управлять подачей раствсронасоса е ручном или автоматическом режимах непосредственно с рабочего места штукатура. Давление раствора на выхода из такого насоса определяется давлением масла и мскет составлять 6-8 Ша. Гидроприводной растворонасос незаменим в ояучае внедрения роботизированного 'комплекса для'производства птукатурных работ. Как еидно из табл.2.6 техническая характеристика гидроприводного насоса имеет существенные преимущества перед насосами с механическими приводами.

3. СОЗДАНИЕ НОВЫХ ЙТЖАТУРШЯ СТАНЦИЙ НА БАЗЗ ГИДРОПРИВОДА

3.1. Анализ существующих конструкций штукатурных станций

При большом объеме штукатурные работы в настоящее время, как правило, должны выполняться комплексно-механизированным способом с использованием передвикяых штукатурных станций или других штукатурно-смесительных агрегатов.

Передвижные штукатурные станции обычно работают с централизованно доставляемым с растворного завода или узла товарный раствором. Их комплектуют необходимый осорудоааниен для приема, перемешивания, очистка, подачи и нанесения на поверхности раствора посредством соплования, которое в соответствующей технологической последовательности монтируется в металлическом фургоне с обогревом или без него. Станции доставляются на объект автотранспортом.

Из многообразия существушшх конструкций штукатурных станций, распространенных на стройках стран СНГ, можно выделить лишь несколько типов, способных хотя бы в первом приближении использоваться для комплексной механизация процесса оштукатуривания. -Больше других при оштукатуривании поверхностей .применяют штукатурные станции с так называема! колесом "Толтера" /автора этого изобретения/. К достоинствам этой станции /рис.8,а/ можно отнести: простоту конструкции, надежность в работе, прямое или раздельное процеживание растзора, небольшие габариты я массу, возможность подогрева раствора, расположение вала меналки выше бункера. Недостатки - плохое перемешивание раствора /прорабатывается мешалкой только часть бункера/, малая емкость стационарного бункера, необходимость использования ручной подачи раст-

Рис.8. Принципиальные схемы существующих штукатурных станций

вора к мешалке с ломоцыэ лопаты, применение высокоимцульсных диафрагмовых-одноплунжерных растворонасосов СО-Ю, СО-19, С0-30 с низким напором, что сильно затруднит возможность осуществлять комплеконо-«ехайизированвый процесс оштукатуривания этими станциями.

3 средине 70-х годов на Украине бывшим институтом Укрорг-техстрой была разработана и изготовлена штукатурная станция типа СЕ—4 "Салют" /рис .8,6/, оборудованная расгворонасосом, двойного действия типа Путцмайстер.

Достоинства этой станции - большая емкость бункера /до 3 м3/| лучшее перемешивание /ленточный шнек с реверсом/', механизированное стекание раствора с пологой боковой стенки к мешалке за счет подвески стенки на шарнирах и установки на ней вксратора. К недостаткам станции "Салют" следует отнести сложность конструкции, увеличенную высоту уровня загрузки /нужны подьездные эстакады или подставки/, невозможность проведения раздельного процеживания раствора через вибросито, нет доступа

до камеры-питателя растворонасоса, стационарность бункера.

К более перспективной конструкции штукатурной станции, э которой впервые был применен гидропривод для управления рабочими органами, можно отнести штукатурную станцию типа GO-II4 /рис .8,в/ конструкции Минского фишада ВНЙИСШ. Достоинства такой станции - больаая емкость стационарного бункера /ц и3/, малая высота уровня загрузки из автомобиля-самосвала, механизированное оживление раствора с помощью устройства в виде струга, возможность корректировки части раствора, находящегося в бункере станции. Однако станция СО-II4 имеет и ряд недостатков, -в частности, невозданность или значительная трудность подогрева раствора, затруднен доступ в камеру-питатель растворонасоса, невозможность раздельного процеживания раствора, применение ода-поршневых пульсирующих раствороязсосов C0-I67.

Исходя из вышеприведенного анализа приыеняеыых штукатурных станпий, нами были созданы и внедрены в производство штукатурные станции СН-4 и.СШ-6, которые относятся к более перспективный, т.к. в их конструкциях широко использован гидропривод, который позволил сконструировать поворотный бункер /рис.9/ и эвш устранить полностью ручные работа для подачи раствора в зону активного перемешивания меиалкой, отказаться от эстакад при загрузке раствора в бункер из автосамосвала- В целом пришнение гидропривода позволяет резко сняяать энергоемкость и металлоемкость, а следовательно уменьшать габариты и пассу до стандартных требований. Это обеспечивает мобильность их перебазировки обычными автомобилями- Все оборудование в гизсрофиаироваяных сташиях нашей конструкции в необходимой технологической последовательности монтируется в утепленных металлических фургонах с обогрезом, чем достигается устойчивая и надежная круглогодичная работа.

3.2. Создание штукатурной станции СШ-4 /а.с.й 962543 е А 134650/

Нукатураув станцию марки СЕ-4 /рис .9,6/ применяют для приемка товарных строительных растворов непосредственно из кузова аш?ооамойвала без специальных пандусов иш эстакад» для побуждения раствора, доведения его до требуемой подвижности и температуры, очксши от механических примесей, подачи по трубопроводам к местам штукатурных работ к механизированного нанесения методом бескомпрессорного соплования на оштукатуриваемые поверхности за 1-2 прохода. При необходимости раствор можно приготовлять в смесителе станции из 'сухих компонентов непосред-

стэенно на строительной площадке. Станция оборудована .поворотным приемным бункером-смесителем I с цилиндрический.днищем, который установлен на двух полых опорах 2, сообщащихяя о внутренней полостью бункера и снабженных изнутри бункера пдворачиваиши-Ц2ся дисковыми заслонками 3. Одна заслонка предназначена -для дозирования подачи раствора из бункера на i-нбросито 4 раздельного просеивания, другая - в специальную тару /если необходимо/, установленную со стороны заднего торна станции.

В бункере I смонтирована мешалка 5 о ленточным шнеком диаметром 800 т., привод которой состоит из электродвигателя мощностью 5,5 квт и двухступенчатого цилиндрического редуктора и обеспечивает реверсивное вращение шнека с частотой 20 оборотов в минуту и подачу раствора в сторону обеих полых опор. Длина бункера 2700 мм., вместимость - около 4 и3.

Механизм поворота бункера-смесителя имеет два гидроцилиндра б диаметром 120 мм, установленные на раме под бункером, и масляную насосную установку 7 о подачей масла 14 д/мин. при его давлении до 10 Ш&. Бзсосная установка состоит из электродвигателя . . мощностью 3 кВт, маслонасоса тина HE-IO, золотникового распределителя с ручным управлением и перепускного клапана. Вибросито предназначенное для очистки раствора от механических прямеовй, : . закреплено на вторичном бункере 8 под передней полой опорой смесителя, установлено наклонно и заканчивается лотком, по которому непросеявшиеся крупные включения раствора удаляются за пределы фургона. Бункер 8; как и бункер I смесителя имеет цилиндрическое днизе и снабаен лопагтннм побудителем с ярязодом; sn . вместимость около 140 л»

На станции СЕ-ч установлен малогипудсный рггтьсрояагос S дво;Чного действия PH. 2-4, обвспечЕвавякй: устойчивую плявгз г«-' ■ гулируеыую /в пределах I...4 м3/У загачу по трузоаров^даи. зтт7-

хатурвых растворов пониженной подвижности /до 7 од/ при максимальном давлении 5 МПа к соплу ГО, с помощью которого осуществляется бескомпрессорное нанесение раствора на оштукатуриваемую поверхность. Для обогрева фургона и подогрева раствора на райе под бункером .смесителя имеется электрокалорифер. II. Вода, поступающая из бака 12 в буякер-сыеситель, подогревается колонкой, в которой установлен электронагреватель /ТЗН/. Станцией управляет один оператор с пульта, расположенного в передней части фургона. На станции имеются освещение, звуковая сигнализация, устройство для отключения раствороаасоса и электрококтактный манометр, отключающий насос при давлении раствора, превышающем установленный уровень. Поворотный буккер-смеситель обеспечивает удобную загрузку раствором'из кузова автозаыо свала.

Значительный угол наклона боковых стенок буккера /около 70° к горизонтальной плоскости/ в рабочем, приткнутой к фургону по-локеяии и возможность его поворота^ способствуют хорошему отеканию малоподвижных растворов я ддау смесителя, в зону активного перемешивания шнеком, предотвращают их зависание на боковых стенках. Кроые того, поворот бункера увеличивает подвижность раствора в смесителе после длительных остановок в работе и тем сашш облегчает запуск и предотвращает поломку шнековой мешалки и ее привода.

Производительность станции 4 иа/ч; установленная мощность 15,5 кВт; габаритные размеры; длина 5000 ш, ширина 2150 ш, высота 2400 ш; ыасса «200 кг.

Штукатурная станция CS-4 дает возможность организовать устойчивый механизированный высокопроизводительный процесс оштукатуривания поверхностей совмещением трех операций /обрызга, грунтовки и нахрывки/, т.е. обеспечивает практически однослойное производство штукатурных работ.. При этом потери раствора

SO

сокращаются до мииимума. Сменная выработка одного штукатура сос-2

тавляет 35 м , что в 1,5-2 раза выше, чем при работе с градационными станциями. Экономический эффект от внедрения одной станции СШ-4 составляет 14 тыс.руб. в год /в старых ценах/.

3.3. Обоснование основных параметров штукатурной станции СШ-4

В связи с тем, что в штукатурных гидрофицированиых станциях нашей конструкции используется поворотный бункер, возникла необходимость исследовать, проверить на практике и рекомендовать а методике расчета станции оптимальное соотношение мвкду дга-четром •Я и длиной бункера / при заданном обьеме V , чтобы aro поверхность была наименьшей.

В результате проведенных аналитических исследований каЗде-

яо'что и _OL

Эти данные включены э методику оценки параметров поворотного бункера с вмонтированной в него шнекопой мешалкой, где приведены рекомендации расчета модности шзековой мешалкп, усилий на штоках двух гидроцилиндров при подъеме бункера-смесителя. Производительность штукатурной станции СШ-4 соответствует подаче ус-

1

тановлеяного в ней растзоронасоса РН 2-4.

3.4. Разработка штукатурной станции СЕ-4А /а.с.й 962543/

Штукатурная станция СШ-4 оснащена вторичным бункером с механической- мешалкой и виброситом для раздельного просеивания строительных растворов. Это дает возыояность хорошо очищать от механических-примесей растворы любого качества и облегчает проведение штукатурных работ. Однако 'наличие вторичного бункера и вибросига существенно услодняет конструшип станции, ухудшазт

условия работы ее оператора, фи ручной дозированной выдаче раствора из полой опоры бункера на вибросята с помощью поворотной заслоняй оператор должен при работе станции постоянно находиться в ее кабине, подвергаясь шумовым воздействиям от периодически включаемого вибратора.

При работе на более качественных растворах, имеодих ограниченное количество крупных включений, можно отказаться от раздельного просеивания раствора и ограничиться его процеживанием через металлическую решетку, устанавливаемую в дняяе бункера смесителя над камерой-питателем. Такие устройства применяются в станциях типа "Салзог" и СО-114. В этом случае станция становятся более простой, а условия работы ее оператора заметно улучшаются. Кабина станции становится менее загроможденной.

С учетом изложенного,нами была разработана штукатурная станмш С1-44 без раздельного просеивания раствора. В этой станции /рио.9,а/ поворотный бункер I саесителя с мааалхой шнекового типа 2 установлен на раме 3 на полых опорах 4, передняя из которых сообщена через герметичное шарнирное соединение непосредственно со всасывающим патрубком растворонасоса 5. В пере дне-нижней чаете цилиндрического днища бункера I смонтирована процежи- -ващая решетка б, а аа лзкте пнековей мешалки 2 закреплена щетка из стальной гонкой проволоки для очистки решетки 6 от шлама. Выгрузка шлама производится через специальное окно с затвором, расположенное г задней части днища бункера. В камере-питателе предусмотрев побудитель раствора, приводимый в движение от непалки 2. Все агрегаты станции смонтированы в утепленном фургоне 8. Поскольку поворотные опоры 4 установлены на раме.на малой высоте, емкость бункера увеличена до 4,5 м3, так что станция одновременно может принимать раствор из двух автосамосвалов.

Э',5. Создаяжз птукатуряой станции СЕ-б /а-с- 1369372/

С учетом опыта по создашш й орошшгенному внедрвнив станций СЕ-4 и СШ-4А была разработана гидрофицированная штукатурная станция СВ-6 с поворотным бункерам смесителя и раздельным проое-гванкеи раствора.

Зта станция /рис.9,в/ отличается от СЕ-4 увеличенным даа-иетрш мешалки I, расположением полых опор 2 буккера 3 смеоите-ля соосно с ыепадкой ц включением в состав пшековэй меоалки роторного колеса 4 с черпаками для подачи раствора. Бункер смесителя имеет вместимость 5 ы3.

Задача раствора через передние подув опору на вибросито вторичного бункера 5 осуяейтвдяется автоматически с помощью винтового питателя б. В станции установлен прямоточный дифференциальный растворонасос 7 марки-РЯГ-^ с гидравлическим приводом поршня, подача которого плавно регулируется в пределах от 3 до б и3/ч за счет ручного иди дисташшоявого регулирования подачи масла роторно-плуядерного маслонасоса привода. Все агрегаты • станции установлены в утепленном фургоне 8'.'

Стащия СШ-б работает следующий образом. Для приема раствора из кузова автосаиосвала бункер-смеситель с помочью двух гять родилиндаов 9 опускаетоя в крайнее нижнее положение. Прк этом высота загрузочного окна бункера такова, что для загрузки не требуется каких-либо пандусов идя эстакад. После загрузке раствором бункер поднимается гидротшндраыи в рабочее положение в замыкает фургон своей боковой сгенкой. Ыехтичвсх&я. «еиалка зклг-чается.в рении перемеензания /ойратяое враяеяее/. В случае необходимости в раствор вводятся соответствующие добазкн, гдя чего, станция снабкена специальном устройство« 10.

Гйсле получения раствора зеобкогяныг. еоцжк?. сзоксгад ие-

шалка переключается в рекии подачи раствора во аторичвий бункер с виброситом через переднюю полую опору с помогал) роторного-колеса и винтового питателя /прямое вращение/. В этот период станция переводится в автоматический ренин, при котором работа расг-воронасоса и подача раствора на вибросито взаимно скоординированы датчиками уровня, установленными во -вторичном буккере. Функция оператора станции сводится к управлению механизмами с пульта и контролю за их работой.

В сташии CSB-6 для оператора созданы комфортные.условия: кабина площадью 3 ы^. целиком отделена от механизмов станции и укомплектована необходимыми принадлежностями для труда и отдыха.

Производительность егашдыг до б ы3/ч., максимальное давление подачи - до 8 Ш1а, установленная мощность приводов - 20 кВт, габариты - 5000 х 2300 х 2400 мм, масса - 4500 кг.

Экономическнй эффект от внедрения одной станции составляет 7 тысяч рублей в год /в старых ценах/.

4. РАЗРАБОТКА РОБОТИЗТРСВАНЮГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ПРОИЭОДСТВА ШТУКАТУРНЫХ РАЮ?

4Л. Предпосылки я перспективы использования средстз автоматизации и робототехники для малооперационного оптукатуривания поверхностей

Одно из наиболее перспективных условий интенсификации строительных процессов - применение средств автоиатизации и роботизация. Необходимость создания и освоения работая и иа-нипуляторов в строительной индустрии обусловлена следующий факторами: более медленным ростом производительности труда з строительстве, чем в других отраслях; ограниченностью трудовых ресурсов; тяжестью строительных работ, связанных с температурными режимами; постоянным ростом цен на строительную продукцию, обусловленный удорожанием воспроизводства рабочей силы. Эти факторы создают предпосылки для перехода к созданию автоматизированных производственных систем, которые работают с минимальный участием человека и заменяют его на участках с тяжелым или монотонны» трудои.

Поскольку проблема сокращения тяяелого и малопроизводительного ручного труда штукатуров очень актуальна, каии разработан гибкий роботизированный технологический комплекс. Он предназначен дяя иаяооперационноа технологии однослойного оштукатуривания поверхностей малоподвижными и быстротвердею-щиии растворами, а такяе для выполнения других отделочных работ за счет его перекомпоновки. Комплекс /рис.10/ создан на основе вирокоапробированных нами новых средств механизации -растворонасосов РК-2-4, РН-б, РНГ-6 и штукатурных станций СШ-4 и СШ-6. Он включает в себя гидрофизггровакнуо базовую машину I, в качестве которой используется штукатурная стан-

дан СШ-б с праняЕки в нее товарным раствором кз автосаыосва-яа 2 и пластифннпрущей добавки из емкости 3; после перевешивания в смесителе станции СШ-б до однородности к соответствия наперед заданным характерисгиаам, растворная смесь до-затором-перегруяатеяеи 4 направляется на просеивавший механизм 5, очищагаий раствор от шага и других крупных вклпче-ний; ез вторичного бункера-побудителя 7 через патрубок 8 раствор всасывается растворонасосом 9 с гидроприводом РНГ-6 и нагнетается им с помоин) растворовода 10 в рабочий орган 13,

ЗЛЕ &

Рис. 10. Технологическая схека роботизированного штукатурного комплекса

закрепленный в захватной устройстве 12 робота II. Рабочий орган осуществляет однослойную'укладку раствора 14 на вертикальной поверхности конструкции 15. Между роботов, дозирующим гидравлическим растаоронасоссм и базовой машиной предусмотрена автоматизированная система обратной сзязк о целые создгния необходимых условий для механизированного оштукатуривания.

В операционный робот СО-ЗО0.П7 /рис.II/ входят: подаия-ное основание I, которое имеет два независимых гидропривода гусеничных движителей, установленных на райе с модульным электромеханическим комплектом управления; шагавший механизм 2, который размещен в корпусе подвижного основания и состоит из телескопического рамного механизма, скоростного цепного полиспаста выдвижения я возврата несудей каретки, линейного гкдредзигагеля, опорного механизма и аналогового электро-

Рис .11. Структурная схема управления работазирсванвык коиплексси для производства втухатуринх работ.

гидравлического усилителя могаоста с управленяем в автоматической и ручном ремыах; механизм поворота корпуса манипулятора 3, размеиенный на подвижной каретке вагам«" о иеханкзкэ. и состоящий из опорной поворотной дагфы, на которую установлена платформа рамной конструкции, поворот которой осувест-вляется поворотным гидравлическим двигателем с поводковый механизмом; механизм выдвижения механической киста 4, состоящей из подвижней несущей рамы, линейного гидродвигателя и аналогового электрагидраэдическсго усилителя с автемзткчео» киы и ручным управлением: ориеятяругстЯ ««хааязи 5. гегерав

предназначен для ориентации манипулятора в вертикальной плоскости и состоит из линейного гидродвигателя, установленного ка каркирных спорах, соединявших подвижно механизмы подъема кисти с корпусом; механизмом управляет аналоговый электрогид-равлкческий усилитель модности в автоматическом: и ручном режимах с помоям дросселирующего парораспределителя и гравитационных датчиков; механизм 6 подъема механической таете, состояний из трехраиного телескопического механизма, скорости ннх цепных полиспастов подъема каретки, линейного гидродвяга-теля и аналогов с элехтритщравлического усилителя мощности о управлением в автоматическом и ручном рекиках; исполнительный механизм подъема кисти установлен на подвигаой раме портала с помощно шарнирных опор; механическая кисть 7, которая размещена на основании каретки подъемного механизма. Она состоит из поворотного механизма кисти, роворотного гидродвигателя и шарнирных опор с модульным гидравлически комплектом управления, механизма 8 изгиба киста. Зтот механизм состоит из линейного гидродвигателя с шарнирными опорами, которые установлены на несущей каретке и поворотном гидродвигателе, имеющем захватное устройство для закрепления рабочих органов 9

модульного гидрораспределигельного комплекта с управлением в ручном режиме.

Все несущие металлические конструкции запроектированы из алсыиниеввх сплавов. Элекгрогидравлические устройства информационных, управлявших и исполнительных механизмов представляет собой комплектные серийно выпускаемые промышленности) блоки-модули, из которых скомпоновано свыие 70 % элементов конструкции рассматриваемого робота. На рис.14- ОС - обратная связь, 5РИ - двигатель ротационной пары, Д1В - двигатель поступательной пары, ПЕ - передвижной механизм, ПУ - пульт управ-

ления, ПМ - передающий механизм.

В качестве устройства для нанесения штукатурных растворов, закрепляемого в захватной часта механической кисти, можно использовать рабочий орган, состоящий из раин, вибратора я заглаживающей пластины. Если раствор жесткий с осадкой конуса 7 см и менее, его кратковременно разжинаот от действия виб-рсвоэбудителя. Вибровозбудитель установлен на подвижной пластине, закрепляемой в проеме неподвижной рамки на одном уровне с ней и соединенный с пластиной по периметру упругим материалом, например ленточной резиной. При такой конструкции рабочего органа можно достичь значительной производительности /до

о

200 и оштукатуренной поверхности в смену/.

Отделочный робот, на захватной устройстве которого закреплен рабочий орган для нанесения штукатурного раствора, изображен на рис.12 /а.с. 1498899/. Подвижное основание I на гусеничном ходу имеет на каждую гусеницу независимые приводы, включающие гидродшгатели 2 и редукторы 4. Давление на основание передается через спорные катки 3. На основании I установлена горизонтальная неподвижная рама 7 с роликами б, внутри которой на роликах расположена подвижная рама 8, а в ней - каретка 5, несущая центральна цапфу 10 поворотного гидромотора II. «5 .

Каретка 5 связана цепным полиспастовым механизмом 35 о неподвижной рамой 7 и приводится в действие горизонтально расположенным гидроцилиндром 34. На переднем торце подвижной рамы 3 имеется опорный механизм 37, оборудованный роликами 38, который при скоординированной работе призодов гусеничного хода подвижного основания позволяет перемещать робот не только по наклонному основании, но и по ступенькам. 36 лестниц с наклонов коссуроз к горизонту до 30°. Гидроыотором II корпус 9 аовора-

читается относительно основания I. Прн этом технологический процесс отделки осуществляется наименьший затратами времени.

В корпусе 9 расположены управлявшее устройство 12, информационная 13 и сигнализируодая 14 аппаратура с переговорным устройством 15, необходимо для выполнения роботом работы в автоматической режиме и обеспечения безопасной его эксплуатации. Электронные устройства 12 и 15 выполнены в виде монтажных плит, завиденных от действия пыли и влаги съемными кожухами для ремонта и обслуживания.

В верхней части корпуса 9 с помодыз шарнирной опоры 16 установлена пара гидроцилиндров 17, которая позволяет изменять угод наклона от вертикали механизма 19 подъема кисти, состоящего из гидроцилиндра 20. Этот гидроцилиндр приводит . в действие телескопический механизм 21 со скоростным полиспастом, блок 18 которого находится в верхней части, а шарнирная опора 24 - внизу сбоку.

На нижнем торце телескопического механизма установлен гидроцилнндр 23, а на подвижной каретке - поворотный гидро-двЕгатедь 25. В сазокуинссги с захватным устройством 26 они образуй механическую кисть, способную принимать необходимое положение в пространстве, включая вращение относительно горизонтальной оси. .

Рабочий орган состоят из рамы 22, присоединенной захватным устройством 26 к кисти робота. Со стороны рабочей поверхности на раме закреплена подвижная /по отношении к раме/ пластина 33, на одной /двух в зависимости от технологии/ боковой грани которой установлена ограничительная рейка 30. В средней части пластины 33 имеется проем, зак-

нтый подвижной пластиной 32 с зазором по периметру, ното-ый перекрыт по всей его длине лентой 29 /например, из резвы/, соединявшей между собой пластины.

В средней часта подвижной пластины 32 имеетоя отверстие I, к которому о тыльной стороны подвеаея ггуцер 27 для креп-еиия планга, подающего раствор в зазор 'нееду оитукатуренной геной и рабочим органом, а также закреплен вжбровозбудитель 8 для осуществления оштукатуривания.

Робот работает так. Движение ему сообщается гидромотора-и 2, которые передают вращение через редукторы 4 на ведущие олеоа гусеничного хода /независимо с каждой стороны/. Это взывает маневренность робота и позволяет ему передвигаться стесненных условиях. По наклонный-поверхностям и ступеням 5 он передвигается с помощью выдвижной раш, которая выдзи-¡ется вперед гидроцилиндром У*. Под воздействием полвспасто-зго механизма 35 каретка переносит вперед центр тяжести все-з корпуса 9. В этой связи цепной полиспаст эапасовая так, со при выдвижении штока гидроцилккдра 34 аа Л каретка ве-шеиается на величину . Поэтому робот может преодолеть проемы в основании шриной до 0,8 ы и, главное, передраться по наклонным поверхностям и лестнида*.

При выдвижении передвижной раш 8 находядийся на ее ведаем торце опорный механизм 37, оборудованный роликами 38, 1еззает на наклонную поверхность или на ступеньку лестакда в результате чего передняя. часть гусеничного подвижного кования поднимается, наклоняя назад все устройство, йо так я при перемещении каретки 5 центр тяжести переносится впе-■д, то робот сохраняет расчетную устойчивость при дзкжеяиж наклоном до 30°.

После наезда на ступеньку одновременно захючаптс* при-«

Рис.12. Конструктивная схема отделочного робота СО-ЗОО. Ц7.

вода гусеничного хода и гидроцилиндра 34, подвижная рама 5, после чего описанная цикл повторяется.

Управление указанными действиями ведется либо по заданной программе, либо с выносного пульта, управления. Корпус 9 относительно вертикальной оси ориентируется цапфой 10 от поворотного гидроиотора II /на угол до 220°/. Механическая кисть 19 относительно обрабатываемой поверхности /грубое по-зкцировакие/ ориентируется парой гидроцилиндров 17, отклоняющих ыеханизн подъема кисти для установки его в положение, параллельное отделываемой поверхности, с поиоцыз шарнирной опора 24, расположенной в корпусе 9.

Точное позицирование рабочего органа достигается управлением гидроиилиндра 23 и поворотного гидроиотора 25. Рабочий орган, установлений с поноиью захватного устройства 25 на механической кисти, поднимается я опускается телескопическим механизмом 20,

Схема технологического процесса нанесения птукатурного раствора с позицированием рабочего органа показана на ряс. 13. Установка на позиции I заключается в плотном прилегании ограничительной рейки /каяка/ к кирпичной стене. Поверхности рабочих пластан 33 и 32 /см. рис.12/ занимает строго параллельное положение к поверхности стеяы с зазором, равным толщине птукатурного слоя. Через штуцер 27 по шлангу под давлением подается штукатурный раствор, заполнявший зазор между поверхность!) оштукатуриваемой стены и рабочими пластинами. Раоте-каиио раствора и заполнении им трещинсватостей и пор кирпича, а также удалению воздушных пузырьков способствует действие вибровозбудителя 28, находящегося на тнльной стороне пластины 32. Чтобы раствор не растекался за пределы неподвижной рабочей пластины, используется ограничительная рейка 30 или грани сопряжений с соседними стенами и полем для начальных позиций, как в позиция I /см, рис.ГЭ/, или грани сопряжений с участками штукатурки, образованные на предыдущих позициях, как в позициях

ч * *

7

Рис.13. Схема технологического процесса по оштукатуриванию поверхности с позицированием рабочего органа робота СО-ЗОО.Ц7.

2 /второе положение рабочего органа/, 3 /дальнейшее направление движения номинирования/: Позиция Ч определяет верхнюю границу штукатурного слоя, позиция 5 - боковую границу штукатурного слоя,. 6 - границу поверхности стены, 7 - направление движения робота- Из предварительного анализа следует, что количество технологических операций при роботизации можно свести к двум: подготовке поверхностей и оштукатуриванию без применения затирочннх мавин в условиях комплектации необходимыми комплектами сменных инструментов. Рассмотренная конструкция робота предусматривает его многоцелевое назначение: выполнение малярных, обойных и других отделочных работ.

Основные характеристики робота являются в исходном положении: длина IOOO, щрина 600, высота 1800 ми, масса 380 кг. Ход исполнительных механизмов: ялика 1500, ширина 300, высота 3500 мм'. Способ управления цикдовый, программный. Способ программирования - обучение.

Состав бригада для обслуживания роботизированного комплекса может быть сведен до 5 человек /вклочая бригадира/: оператор базовой машины наблпдает за работой механизмов приготовления и транспортирования раствора, управляя механизмами с пульта; оператор робота наблпдает за его работой, управляет ии. с пульта в основном при переходах для работы в новых зонах; наладчик производит наладку механизмов комплекса, гфо-филактические ремонта и подготовку к работе рабочих органов и соответствующего инструмента; наладчик контрольно-измерительных приборов и автоматики производит наладочные работы автоматических систем.* При традиционном оштукатуривании состав бригада штукатуров находится в пределах П-21 человек и более в зависимости от объемов штукатурных работ.

4.2. Шейка влияния реактивных сил струи раствора на устойчивость штукатурного робота'

Чтобы определить граничные условия устойчивости-штукатурного робота нашей конструкции при работе с произвольна« ориентированием рабочего органа и произвольным наклоном подвижного основания с учетом того, что в процессе оштукатуривания на рабочий орган действует реактивное усилие струи, нагнетаемой раст-воронасосом, осуществлен соответствующий математический анализ. Полученные зависимости и формулы применимы для численного расчета устойчивости робота в наиболее характерных ренимах работы.

Пусть система координат неподвижна, горизон-

тально ориентирована относительно нулевой отметки строящегося здания, а система координат X'f связана с основанием робота /плоскость X является плоскостью основания робота/.

рассмотрим устойчивость робота. Рабочий орган робота занимает произвольное положение /без перемещения манипулятора/. Плоскость основания занимает произвольное положение по отнопе-нию к горизонтальной поверхности нулевой отметки, т.е. система координат X',lf',E' получается из системы • 2 поворотом вокруг оси X на угол <£ , а затеи - поворотом вокруг оси у' на угол

Запишем преобразование перехода системы в систе-

му Xу', 2 :

fx '*х- cosjs, - tj-sinJi s'mp + г cosí-smp

-XSir¡p+ z■ COS£'CüSjb -g-5inX-CóSJ> рассмотрим положение робота и расположение отдельтаас его частей з системе координат X, Ц, Z , нэпезаяизс связанных с плоек остыг основания робота,"

При-известном расположении центров тяжести частей робота на рис.14 отмечены: С1 - центр тяжести основания; С-.центр тяжести манипулятора; С3 - центр тяжести рабочего органа; Р - соответствующие силы тяжести частей робота; - сила реакции струи раствора, действующая на робот. Ее считаем горизонтальной относительно неподвижной системы координат, поэтому

Чтобы получить аналитические условия устойчивости, нукко иметь выражения для координат точек ^¿^ СИЛ {^¿'Г и силы £ в какоышбо системе координат: £ или йк как вектора {^¿^

Ркс.14. Схема робота с действующими на него силами

одномерны, а вектор / двумерный, то преобразование перехода из системы координат в систему координат Х'у/.?' для этих векторов проще, чем преобразование перехода для координат точек [£1]?*/ из системы координат з систему координат X ^ • ^к™ образом, устой<швость удобнее исследовать в системе координат X', Ц', Ъ .

Найдем координаты векторов ^Р->Р в новой системе координат /ркс .15/:

= Р<? ' МЛ

Р-г> = Ри ■ сои-тр

ш ал/ сх ■ ¿¡Яр- /у

Рис.15. Двумерные наклоны плоскости основания робота Условие устойчивости робота

\1.Ми<0 ХМ«х+$}>0

где ¿А/; - сумма моментов сил вокруг соответствую:!ей оси; у + О. 6 - оси, идущие параллельно осям -^'у' • нз Р30" стояниях / О. /, / 6 /. Используя преобразование /4.1/, получаем условие устойчивости -

Ж М1Х- • сои-со$+% гв ■ ш) -- (Рк ■ вт/ + Ру • г/у ¿с-} < о А*2/

Первоначально рассмотрим-случай, когда плоскость основания робота испытывает одномерные наклоны, т.е. повороты вокруг оси X . Это означает, что = О; /,> О* Тогда /4.2/ примет вид

Раскроем скобки и преобразуем:

^ Ну0

РеЕиз неравенство относительно * получим

Учтя, что проекции £Р{на ось г отрицательны и взяз максимальное значение /у С ¿у--/£/) , получим

. ' /4.3/

Найдем аналитическое выражение для силы ^ . Для этого проанализируем действие струи раствора на стенку.

Пусть струя направляется под углом . При попадании на стенку она растекается в противоположных направлениях под углами » /вое углы отсчитывают от горизонтали/.

Запишем изменение количества движения:

т,(Г- +тг(Гл- Св5^ -т. (Га = Ь, /11Л/

где П71 - масса раствора, растирающаяся под углом за

время ; П7г - масса раствора, растекающаяся под углом аСг за время ; /7?а - масса поданного раствора за то яе вре-

да. разделим /ч.ч/ на

Заметим, что " можно представить как » где

р — плотность раствора; V - обьем массы раствора.

Тогда' О,- - просто расход раствора в соот-

4С «

ветсгвусщем направлении. Уравнение /4.4/ примет вид

р ^-ояц о; * вг'Со$£г ав и.) • <щв

ЛГ л

Давление /С будет максимальным при ^ =90

Выразим его так:

Цреобразуем скорость (7С- через расход ¿2, . Так как / $ - площадь патрубка/, то • Тэгда

/4.5/ примет вид

Сила Р , опрокидывавшая робот, , значит,

Соотношение между углом наклона робота и положением'рабочего органа при условии строгой устойчивости робота южно оценить следующим образом.

Рассмотрим соотношение /4.3/:

Примем постоянны,!и величины: Я, - вес соответственно

платформы, манипулятора и рабочего органа; ~ коорди-

ната центра тяжести платформы; - коорданата центра тя^-

жести манипулятора.

При постоянном расходе раствора можно считать постоянной силу Р .

Переменными величинами будем считать -координаты центра тянесга рабочего органа /они являются также координатами точки приложения силы /.

Уточним соотновкние /4.3/:

р< Р3 - Г- г С,«?

У ■ Рг г,, +Рг * гу^и)

После пргобразования получим

< ^ & - ^ - Рэ -/• ^. /ч-б/

Неравенство /4.6/ налагает ограничения яа координаты тра тяжести рабочего органа.

Для того, чтобы оценить плодадь обръ5атнвгеыо1 погерхзостя

/прЕ условия строгой устойчивости робота/, выразим через * Я** зтого неравенство /4.3/ заменяем равен-

ством и получаем уравнение границы поверхности ^ /рис.16/

^ ее ^ <£§? *

*р'% ■ ¿К (р,'2с< '

Обозначим:

Тогда уравнение границы примет вид

*СФ) * / * ^ " /4.7/

К этому нужно добавить конструктивные ограничения перемещения рабочего органа.

Изобразим площадь 5, , ограниченную уравнением /4.7/, к площадь , получаемую.в'результате конструктивных огра-

ничений рабочего органа /рис.16/.

А *

2Г«

Ркс.16. Схема обрабатываемой поверхности

Плоиадь пересечения площадей ¿V и -эффективная обрабагывае-мая площадь .

Выполним расчет устойчивости робота при наиболее характерном режиме работы /работа с горизонтально ориентированным основанием^. Для этого про-

верим условие /4.3/ при «б = О.

Бапшпем координаты центра тякасти частей робота и их массы /рис. 17/. Согласно проекту принято

/7?г - масса основания

и рамы / /п, = 157 кг/; /7Рг -масса лор?зла. и подьеиюжа / ^ = 167 кг/; - масса рабочего ор-

гана / = 26 кг/; # - расход

раствора в единицу зремени; С плотность оастзорз / О = 1700 кг/м3/;

Ч, - плосадь выгодного отверстия струн /0,01 х 0,01/, м2.

Хззз читаем кинематическую силу реакции струи раствора:

ъ. ¿оёТ]1 [Шоу '

Для сцепления раствора со стекой нулна добавочная сила = 392 Н.

Значит, полная реакция струи на робот

Ряс .17. расчетнзя схема ■ критического положения манипулятора робота

F-ff,

Проверим условие /ч.Э/ устойчивости робота: 'Ргф+Р* •fa+tW«'?-** 1>tg¿ U-0)

Pr -/о " ^ - >¿>/$'-4 •

Значит:

Ur с 9,8'157*0,32 - 397-33 4- 0,65 /157 + Ifi7/'9.8 _ 0 <,8 м /157 + 167/-9.8

Из проведенного- анализа следует, что портал при работе не дошен пересекать линию, расположенную на расстоянии 0,06 и от оси симметрии основания. Иохио сделать вывод: при райотэ робота с горизонтально ориентированным основанием сохраняется устойчивость при еле дуката положениях рабочего органа,: перемещение по высоте от 0 до fimo* " и.; перемещение в поперечном, относительно плосзостг основания, направления - от нуля да

71

0,38 м; продольные перемещения произвольны. Кроме того-, при всех этих положениях рабочего органа конструкция робота позволяет создавать усилие между стенкой и плоскостью рабочего органа, достаточное для сцепления раствора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация, представ пенная на защиту в форме научного доклада, является итоговым результатом многолетней работы автора в области создания, исследования и внедрения эффективных средств механизации при прсизводстве штукатурных работ, включенных.в государственные программы "Материалоемкость".' "Индустриально-системные методы строительства, а также леквузшскиэ программа "Сокращение ручного труда в строительстве',' по которым автор является руководителем и непосредственным исполнителем. Как показывает практика эксплуатации разнообразных растворонасосов и штукатурных станций, а также результаты наших лабораторных, производственных и теоретических исследований, только комплексный подход к изучения лршэсса механизированного оштукатуривания дает возможность подготовить научно обоснованные рекомендации по проэктиршавдв и созданию экономически целесообразных средств механизации штукатурных работ в строительстве.

Реыение поставленной задачи не могло быть выпоянсао единим подходом, поскольку она дошна учитшагь мнокество факторов, связанных многофункциональной ззвисимостьв. Поэтому как в хроноюге-ческом, так и в методологическом плане работа была расчленена на ряд взаимосвязанных, самостоятельно решаемых и отдельно внэдряе-мых вопросов,

I, Впервые осуществлен системный подход для прогнсзкрсва»!« эффективных систем механизированного остук ат/ р кв а ни я псяерхносгв» с привлечением аппарата математического моделирования. Предясвээ» ная для анализа блок-схэыз системы оштукатуривания поверхнссте?.. вклочаопэя четыре открытые, но взаимосвязанные подсистема /«с к особенности сооружаемого объекта, вид и свойства материал® дев оштукатуривания, степень уаханизации стука туря ьа работ, прсввнкъ-ыгя технология/, позволит путем рогашсозжия усгаззгяез» улпг^-

73

кый seo влияния конкретных факторов на экономичность процесса г иэлом. Используя предложенные функциональные зависимости, можно разрабатывзгь и прсгнозиржать основные направления повышения эффективности наиболее надеиных систем механизированного оштукатуривания псе ерхн остей.

2. Установлены основные направления развития расшоронасоссв, включающие Еспрссы нааоммцугьсной подачи по трубам штукатурного раста opa, увеличения рабочего давления, регулирсеашя производительности, подачи жестких растворов по трубам /с осадкой конуса до 7 см/.

3. Выдвинуто теоретически и экспериментально обоснаеано,защищено авторским/! свидегельсгвагм принципиально «свое направление использования для транспортирования штукатурных pacts орав по трубам регулируемых дифференциальных раствороиаоосов с проточным поршнем /плушером/, работающих по принципу двойного действия. Предложена и обоснсЕана удобная для практического анализа инженерная методика выбора параметр® и сценки конструктивных схем таких раснЕ оронасосов.

3.1. Разработаны, изготовлены и внедрены в отроигельное производство по рекомендации межведомственной комиссии бнвоего feSB-строя Украины прямоточные малоимпульеннв растворонасосы типа РН 2-4 с плавно регулируемой производительностью в пределах! ... 4 ií3/v и напором до 4 Ша, которые обеспечивают втукатурн» рзст-вором как малые, так и большие обьемы ониукатуривания, а также подают в здания до 20 этакей-наряду с известковыми » жесткие цементные растворы о ссадкой стандартного xoqfca ' 7 см. Как правило, существующие конструкции раств сронасосда жесткие цемениюе растаоры нэ могут перекачивать даже с осадкой конуса 10...12 см. йасса расгаороаасоса РН-2—^ в 2...2,5 разе меньше по сравнению с другими растворонасооажз двойного действия. Серийно выпушены к

1992 тощ 394 раствор она с оса с электромеханическим приводом.

3.2. Разработана, изготовлена и внедрена опстная партия регулируемых малоимпульсных прямототннх растворонасосов типа РН-б с механическим приводом и тарельчатыми клапанами, которые рекомендованы межведомственной комиссией Минстроя УССР к серийному производству. Производительность растворонасоса Ш-6 регулируется в пределах I...6 м3/ч, напор составляет до 6 МПз. Этот растворонз-сос ыскет обеспечивать штукатурным раствором здания любой высотности с нулевой отметки.

3.3. Разработаны, изготогленн и проведены стендовые и пршз-Еодственные испытания прямоточного растворонасоса типа РНГ-б с гидравлическим приводом. Производительность насоса плавно регулируется через маслонасос в пределах 3-6 м3/ч, напор раствора определяется давлением масла в гидроприводе и может достигать 3 НПа. Равномерность подачи густых растЕор®, плавность регулирования подачи, возможность дистанционного управления подачей с обратной связь® через регулируемый маслонасос, махая масса /до 120 кг/ позволяют рекомендовать растворонасос РНГ-6 для использования при, создании роботизированных комплексов для производства штукатурных работ.

4. Теоретически и экспериментально обосновано предложений оседания атукатурных станция с поворотным бункером-смесителем о гидравлической системой привода. Это позволило увеличить обьем бункера до 5 м3 против 2,5 - 3 м3 в стационарных смесителях, организовать беспандуснуп загрузку товарного раствора непосредственно из кузова автосамосвала, ликвидировать ручной труд при перемешивании раствора, т.к. весь раствор всегда находится в активной зоне дейстгия инексвого смесителя, уменьшить энергоемкость и металлоемкость станций е 1,5...2 раза, активно использовать масляную насосную установку гидропривода поворота смесителя для приво-

Дг раствсронасоса РНГ-б.

4.1. Разработаны, изготовлены и серийно внедрены в строительное производство по рекомендации межведомственной комиссии бывие-го Минстроя УССР штукатурные станции С1-4 нашей конструкции с растзсронасосоы РН-2-4. Станции С1П-4 позволяют осуществлять оштукатуривание поверхностей за 1.-..2 захода, против традиционных

трех- заходов, и обеспечивать сменную выработку на одного штукату-

2 2 ра 30...35 ы в смену против 7. ..8 м при ручном оштукатуривании.

К 1992 году серийно выпутано 342 станции СШ-4.

4.2. Сконструированы, изготовлены и пршлй производственные испытания две штукатурных станции СЕ-6: одна с растворонасосон РН-6 с механическим приводом и другая с раств оронасосоы РНГ-б с гидроприводом. В станции СШ-б для оператора созданы комфортные условия: кабина целиком отделена от механизмов и укомплектована необходимыми принадлекн остями для труда и отдыха. Штукатурная станция СЕ-б межведомственной комиссией бывшего Минстроя Украины рекомендована к серийному Еыпуску*.

5. Теоретически обосновано ншое направление, подтвержденное выдачей авторского свидетельства на изобретение, по созданию роботизированного комплекса для производства штукатурных работ на базе гидрофицироканных штукатурной станции СШ-б и раствор она с оса РНГ-б, что позволяет производить оштукатуривание поверхностей за 1.,.1,5 прохода, в связи с чем открывается возможность организо- •

вать маяооперационноэ производство штукатурных работ с выработкой

2

на одного штукатура до 200 м в смену и сократить численность бригады штукатуров с 21 челдаек до 5...б человек.

5.1. Теоретически и графо-аналитичаски обоснована оценка влияния реактивных сил струи раствора на устойчивость штукатурного робота, устансв лены .границы поперечного, продольного и наклонного устойчивого пбремэоэнил /исключающие его опрскидывание/, а

такке динамические усилия, обеспечив ас®'в создание силы струи растя opa между стенкой и плоскостью рабочего органа, достаточной для сцепления раствора с поверхностью.

6. Зкспэринентаиьно определены эффективные псеерхноотно-активные пласти^ицируювде добавки типов УПБ /меяессная упаренная последрохкевая барда/, ШШЛС-1, соапсток и СДБ /сульфатно-дрожжевая барда/. Теоретическое обоснование применения указанных ПАВ подтверждено экспериментами и показано, что снижение статического напряжения сдаиге в раствора в 2...3 раза наступает при добаг-К9 в раствор 0,752 СДБ, 1% УПБ, соапсток 0,25£, 0,3? ЦНИПС-I от сухой массы вяхусего. Подвикность растЕора при водоиэвестковса

от нова нии 0,9 повышается на I...2 см. Экономия извести npi этом составляет до Получены соотгегстаусииа теоретические зависимости для оптимизации составов штукатурных растворов.

7. Разработанные методики по создание эффективных средств механизации для оатука турив ания поверхностей, кроне укаэашого выше, использованы в прсектно-конструкторских работах и при испытаниях растаоронасоссв и птухатурных станций, а такгэ в учебном процессе по специальности 29.03 и 15.04.

8. Ежегодный экономический эффект от гнедредая дтукатурных станций СШ-4 и растэоронаоосов РБ-2-Ч составляет 690 тыс.руб. /в старых ценах/.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОЛУБШОВАНО В ШЩЦЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

X. Новые средства комплексной механизации ручного труда в строительстве. - В сб. "Совершенствование технологии сельскохозяйственного строительства". Полтава, 1980 /соавторы Устьянцев В.У., Щербина В.А./

2. A.C. № 96543 /б.СССР/, Бункер для приема, приготовления и ведачи раствора /соавторы Бодцаков Е.С., Устьянцев В.У., Водовозов и.Г.У - оцубл. в Б.И., I9C2.

3. Одноплунжерный растворонасос двойного действия. - Механизация строительства * 10, 1982 /соавтор Устьянцев В.У./

4. Штукатурная станция СШ-4. - Механизация строительства № 10, 1983 /соавторы Устьянцев В.У., Софийченко В.Ф., Болдаков Е.С., Демьяненко Е.С./.

5. Штукатурная станция "Полтавчанка" .• - На стройках России, 1983.

6. A.C. № 18649 /б.СССР/. Раствороукладчик. - Опубл. в В.И. 1985 /соавторы Мирошниченко В.В., Епьков В.И., Бреус А..Н./

7. Растворонасосы с гидравлическим приводом. - В сб. "Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоемких работ", Полтава, 1985 /соавтор Устьянцев В .У./.

8. Спит серийного внедрения новых штукатурных.станций СШ-4 и СШ-6 конструкции Полтавского ИСИ. - В сб."Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоемких работ", Полтава, 1985. .

9. Перспектива использования одноплунжерных растворонасосов двойного действия. - В сб. "Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации грудоем-

ких работ". Полтава, 1985 /соавторы Надобно В.Б., Устьянцев В.У./

10. Корректирование составов штукатурных растворов для механизированного нанесения на поверхности. - В сб. "Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоемких работ", Полтава, 1985 /соавторы Ревенка Р.И., Стрилец Г.И./

11. К вопросу внедрения эффективно механизированной технологии оштукатуривания поверхностей. - В сб. "Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоемких работ", Полтава, 1985 /соавтор Орко A.A./

12. Об эффективных штукатурных станциях и растворонасосах. -

В сб. У Всесоюзной конференции по статике и динамике пространственных конструкций, Киев, 1985.

13. Проблемы формирования надежных комплексно-механизированных технологических процессов оштукатуривания'поверхностей. - В сб. республиканской конференции по технологии и организации реконструкции промышленных предприятий, Днепропетровск,1965.

14. Для механизированных штукатурных работ. Механизация строительства № 9 1985 /соавторы Ревенко. Р.И., Стрилец Г.И., Киселев Н.В./

15. A.C. » 1390434 /б.СССР/. Плунжерный насос. /Соавторы Устьянцев В.У., Софийченко В.Ф./ - опубл. в Б.И., 1987.

16. A.C. № 1346850 /б.СССР/. Регулируемый поршневый насос двойного действия, /соавторы Устьянцев В.У., Винсходов И.Л./ -опубл. в В.И., 1987.

17. A.C. № 1369372 /б.СССР/. Установка для приема, перемешивания и выдачи pacïBopg - опубл. в Б.И. IS87. /соавторы Болдаков Е.С., Софийченко В.Ф., Вовченко В.П./

18. A.C. » I346513 /б.СССР/. Затвор. - Оцубл. в Б.И. 1987 /соавтор Устьянцев В .У./

19. A.C. * I373S69 /б.СССР/. Дифференциальный насос двойного действия. - Опубл. в Б.И. 1987 / соавторы Устьянцев В.У., Зиноходов И.Я./

20. Заслонка. - Информационный листок о научно-техническом достижении, Харьков, 1987 /соавтор Устьянцев В.У./

21. Комплексная добавка к извесковоцу раствору. - Информационный листок о научно-техническом достижении, Харьков, 1987 /соавторы Ревенко Р.И., Стрилец Г.И./

22. Улучшение качества строительных растворов с помощью отходов сахарной промышленности. - В сб. ВНШЗСЫ, выпуск 7, "Использование отходов поцутных продуктов в производстве строительных материалов и изделий", M. 1967 /соавторы Ревенко Р.И., Стрилец Г.И./

23. Растворонасос РНГ-4 с гидравлическим приводом. - Механиза-

".' ция строительства, № 4, 1987 /соавторы Устьянцев В.У.,

Вдаоходов И.Я./ -

24. Регулируемые растворонасосы. - Схльське буд1вшцтво № 3, Киев, 1987 /соавтор Устьянцев В.У./

25. На мелооперационную технологию. - Смьське будхвництво, № 4, 1967.

£6. Штукатурная станция СИ-6. - Схльське бдовництво № 9, Киев, 1987 /соавтор Устьянцев В.У./

•27. Усовершенствованный вискозиметр. - С^льське будхвницгво № 9,

» •

Киев, 1987 /соавтор Кузьменко Р.Х./

28. A.C. » 1393925 /б.СССР/. Насос. - опубл. в Б.И., 1988 /соавторы Рубановский М.Л., Болдаксз Е.С., Устьянцев З.У./

29. A.C. № 1430554 /б.СССР/ Растворонасос. - Опубл. в Б.И.

1988. /соавторы Гиверц В Л., Болдакоз Е.С., Рубановский М.Л./

30. Регулируемый растворонасос РНГ-4У. - Механизация строительства № 3, 1988 /соавторы Устьянцев В.У., Виноходов И.Я./

31. Математическое моделирование механизированных процессов оштукатуривания. - в сб. "Достижения научно-технического прогресса - строительному производству", Полтава, 1988.

32. Пути сокращения ручного труда в строительстве. - Депонированная статья во ВНИЮС, Киев, 1988.

33. Эффективные пластификаторы. - В ст. Всесоюзного симпозиума "Реология бетонных смесей", Рига, 1988 /соавторы Ревен-ко Р.И., Стрилец Г.И./,

34. Бетоноукладчик. - В ст. конференции "Железобетонные конструкции", Полтава, 1988. /соавторы Надобно В.Б., Шпилька H.H./

35. A.C. № 141081 /б.СССР/. Растворонасос с регулируемой производительностью. - Оцубл..в Б.И., 1988. /соавторы Рябов H.H., Гиверц В.Л., Г^убановский Ы.Л./

36. A.C. № 1448085 /б.СССР/. Растворонасос роторного типе. -Опубл. в Б.И., 1988 /соавторы Рябов М.Н., Гиверц В.Л./

37. A.C. № 1446348 /б.СССР/. {¿алоимцульсный насос. - Оцубл. в Б.И., 1988 /соавторы Устьянцев В.У., Виноходов И.Я./

38. A.C. № 1506169 /б.СССР/. Ротационно-порпневая машина. -Опубл. в Б.И., 1989 /соавторы Гиверц В.Л., Болдаксв Е.С., Рубановский М.1./

39. A.C. Ji 1513181 /б.СССР/. Растворонасос с регулируемой производительностью. - Опубл. в Б.И. 1989. /Соавторы Рябов М.й., Гиверц В Л., Рубановский М.Л./

4С. Отделочные работы в строительстве. - Учебное поссбка, "Высшая Екола", Ii., 1989, 285 с.

41. Совершенствование строительных процессов в отдело.чных ра- ■ ботах на основе механизации и автоматизации. - В сб. "Интенсификация строительного производства", Полтава, 1989 /соавторы Устьянцев В.У., Надобко В.В./

42-. Графо-аналитическое исследование кулачкового привода раст-воронассса РН-4. - В сб. Всесоюзной конференции "фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении", часть 6 - Техника и технология измельчения, смешения и классификации материалов, Белгород, 1989.

43. Конструктивные особенности гидравлической части растворона-соса РН-6. - В сб. Всесоюзной конференции "Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении", часть 6 - Техника и технология измельчения, смешения и классификации материалов, Белгород, 1989.

44. A.C. Jf- I506I69 /б.СССР/. Ротационко-поршневая машина. -Оцубл. в Б.И., IS89 /соавторы ГиверцВ.Л., Болдаков Е.С.,

. Рубановский М.Л./

45. Вариант построения модели надежной системы роботизированного штукатурного комплекса. - В сб. Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоемких работ и сокращения затрат ручного труда, Полтава, IS89. /Соавторы ГУзынин А.И., Болдаков Е.С./

45. Строительные машины и оборудование. - Учебное пособие для студентов, УМК, Киев, 331 с. /Соавторы Рябов М.Н., Гиверц В.1.,

47. A.C. К 1523798 /б.СССР/. Эксцентриковый кривошипно-ползун- -ный механизм с регулируемым ходом ползуна. - Опубл. в Б.И. 1989 /соавторы Рябов М.Н. и др./

46. A.C. № 1465564 /б.СССР/. Штукатурная станция. - Спубл. в Б.И., 1969. /Соавтор Устьянцев В.У./

49. A.C. Р 1498899 /б.СССР/. Машина для отделочных работ. -

Опубл. Е Б.И. 1989 /соавторы Болдаков Е.С., Софийчешсо В.Ф., Мельников А.Д., Вовченко В.П./ . A.C. № 1501638 /б.СССР/. Объемный насоо. - Опубл. в Б.!!.

1989 /соавторы Рябов М.Н., Гиверц В.Л., Рубандаский М.Л./

. A.C. № 1513181 /б.СССР/. Растворонасос с регулируемой производительностью. - Опубл. в Б.И. 1989 /соавторы Рябов H.H., Пгеерц В Л., Рубановский МЛ./ . A.C. Ü 1523798 /б.СССР/. Эксцентриковый кривояипно-азтунный механизм с регулируемым ходом ползуна. - Опубл. в Б.И.

1990 /соавторы Рябов М.Н. и.др./

. A.C. № 1576679 /б.СССР/. Устройство для подачи бэтокной смеси. - (йубл. в Б.И., 1990 /соавторы Еовченко В.П., Болдаков Е.С./

. A.C. № 1560793 /б.СССР/. Шланговый насос. - Опубл. в Б.И.

1990 /соавторы РябоЕ М.Н., Гиверц В.Л., Рубановский М.Л./ . A.C. 1536034 /б.СССР/. РастЕоронэсос и состав промывочной жидкости. - Опубл. в Б.И. 1990 /соавторы Болдаксш B.C., Всвченко В.П., Куценхо Я.А., Шпилька H.H. . A.C. № 1519422 /б.СССР/. Насос с гидравлическим приводом. -Опубл. в Б.И. 1990 /соггторы Рубан« ский М.Л., Устьянцев В .У., Виноходся И.Я./ . A.C. К I56442I /б.СССР/i Устройство для изменения радиуса кривошипа. - Опубл. в Б.И. 1990 /соавторы Гиверц В.Л., Болдаков Е.С./

. A.C. № 1564392 /б.СССР/. Поршневая машина. - Опубл. в Б.И.

1990 /соавторы Гкверц В.Л., Рябов М.Н.Рубановский М.Л./ . A.C. Ü 1707226 /б.СССР/ Растяорогасос. - Опубл. в Б.И.

1991 /соавторы Устьянцев В.У., Кадобко В.Б., Виноходов Й.Я./ . A.C. № 1605054 /б.СССР/. Диафрагмовый насос. - Опубл. в

Б.И. 1991 /соавторы Устьянцев В.У., Виноходое Й.Й./

61. A.C. & 1645607 /б.СССР/. Эксцентриковый кризошипно-шатун-ный механизм с регулируемым ходом ползуна. - Опубл. в 5.И. 1991 /соавторы Рябов И.Н., Гиверц В.Л./

62. Элементы моделирования эффективных комплексно-механизированных процессов в отделочных работах. УЖ, Киев, 1991, 57 о.

63. A.C. J6 1657732 /б.СССР/. Гидроприводный насос - Опубл. в Б.И., 1991 /соавторы Устьяацев В.'J., Виноходов И.Я./.