Глубинные вибраторы

Описание

Глубинный вибратор это вид современного вспомогательного строительного оборудования, применяемого для уплотнения и распределения бетонной смеси при возведении бетонных и железобетонных конструкций, монолитном строительстве.

Применение глубинных вибраторов, за счет оказываемого при погружении в бетон вибрационного воздействия – удаления из бетонной смеси пузырьков воздуха, излишней влаги, заполнения пустот, повышения текучести бетонной смеси, эффективно способствует повышению плотности и качества бетона, тем самым увеличивая прочностные характеристики и срок службы построенного объекта (фундамента, опоры, колонн, пролета моста, здания, туннеля, эстакады, метро).

Предназначение глубинных вибраторов

Поскольку бетонная смесь по своей консистенции является достаточно густой массой, и не обладает достаточной для заполнения всех полостей и пустот заполняемого пространства текучестью, возникает необходимость в применении вибро-уплотнения. Вибраторы погружаются в бетонный раствор, создавая интенсивные колебания, вытесняют из смеси пузырьки воздуха, свободную воду, повышая текучесть бетона, благодаря этому бетон уплотняется, не остается незаполненных пустот. Главными эффектами, достигаемыми при использовании глубинных вибраторов по бетону, являются: уплотнение бетона; увеличение прочностных характеристик бетона и срока службы изделия; уменьшение усадки бетона при затвердевании; повышение морозостойкости и водонепроницаемости. Вибро-обработка способствует сцеплению бетона со стальной арматурой и в швах между слоями свежего и старого бетона. Эффективное уплотнение бетона происходит при частоте вибраций 12000 в минуту. Принцип устройства вибраторов достаточно прост. Все глубинные вибраторы состоят из булавы (вибро-наконечника), погружаемого в бетон и создающего колебания, и силового привода. В зависимости от типа применяемого силового привода выделяют механические, пневматические и высокочастотные глубинные вибраторы по бетону.

Механические глубинные вибраторы

Механические вибраторы в качестве силового агрегата оснащаются электрическими или бензиновыми двигателями. Крутящий момент от силового (бензинового или электрического) привода передается через гибкий вал на вибро-булаву. Булава оснащена встроенным эксцентриком или маятником, который вращаясь создает вибрацию, используемую для уплотнения.

Оснащение установок бензиновым двигателем не получило широкого распространения, поскольку это снижает мобильность устройства, такая модель будет значительно тяжелее электрического аналога, в работе будет постоянный шум и оправдано, на наш взгляд, только в случае отсутствия электричества на площадке.

Электрические глубинные вибраторы оснащаются двигателями двух типов: асинхронными со скоростью вращения вала до 3000 оборотов; щеточными – со скоростью вращения вала 10-18 тысяч оборотов в минуту. Асинхронным двигателям характерен ряд недостатков: необходимость остановки работы через каждые 20 минут для охлаждения, поскольку системы не имеют предохранения от перегрева; риск быстрого выхода из строя из-за колебаний напряжения в электросети.

И поскольку основными производителями вибраторов с асинхронными двигателями являются старые заводы на территории СНГ, такое оборудование изначально уступает современным моделям, может выходить из строя по причине попадания внутрь раствора, откручивания вала от двигателя, поломки выбробулавы. Крупным производителем современных механических вибраторов со щеточными двигателями является Испанская компания ENAR. Вибраторы ENAR серий AVMU и DINGO благодаря небольшому весу, компактному размеру очень легки и удобны в использовании, подходят для уплотнения бетона с армированием от 25 мм.

Двойная изоляция электрической цепи предохраняет от ударов током, ремень-лямка делают ношение и работу удобной, универсальные соединения позволяют присоединять все виды валов и булав, делая их взаимозаменяемыми; защита от перепада напряжения и система смазывание вала делают вибратор надежным и долговечным. ENAR серий AVMU и DINGO работают с булавами диаметром от 25 до 50 мм, для присоединения к двигателю применяют гибкие валы длиной от 1 до 6 метров.

Немецкие вибраторы WackerNeuson HMS зарекомендовали себя как надежное и производительное оборудование. Совместимость с большим количеством вибробулав и гибких валов позволяет использовать оборудование для различных задач, достигая при этом максимальной производительности и оптимального результата.

Для глубинных вибраторов Wacker с однофазными двигателями М 1000, М 2000, М 3000 характерны: высокая частота вращения и эффективное распределение бетонной смеси; универсальная совместимость (замена валов, булав); надежная электроизоляция системы и грязезащита корпуса; простота технического обслуживания; надежная система отключения электродвигателя при износе угольных щеток.

Недостатком механических вибраторов является падение мощности под нагрузкой, обороты могут понизиться до 9000 об/мин, но при этом цена на них значительно ниже, чем на высокочастотные модели, работающие по иному принципу. Механические вибраторы имеют преимущество перед высокочастотными вибраторами в плане цены, но в конечном итоге ресурс работы,производительность и качество уплотнения бетона у них существенно ниже, чем у высокочастотных вибраторов.

Пневматические глубинные вибраторы

Пневматические глубинные вибраторы в качестве силовых агрегатов используют производительные компрессоры и работают за счет энергии сжатого воздуха. Особенностью пневматических моделей является максимальная производительность, но их использование оправдано только в условиях производства, поскольку такие вибраторы потребляют значительное количество воздуха, и если есть возможность подключить вибратор к воздушной магистрали, то такое решение позволит экономно и эффективно выполнять производственные задачи.

Вибро-наконечники пневмовибраторов имеют компактные размеры и могут применяться для выполнения широкого спектра работ, в целом, такие установки очень надежны и легки в обслуживании и ремонте. Достаточно на регулярной основе менять масло и следить за подачей воздуха и вибратор будет работать долго и безотказно. Пневматические глубинные вибраторы ENAR серии PNU выполняются из высококачественной стали, запорный клапан приводится в действие рычажной системой, не требующей технического обслуживания.

Модели ENAR PNU25 оснащены булавами 25х220 мм и способны обрабатывать до 4 м3/ч, более мощный вибратор ENAR PNU80 с булавой 80 х 345 мм потребляет 1250 л/мин воздуха и обрабатывает до 38 м3/ч. Преимуществами этих моделей являются: долговечность и износостойкость; электробезопасность; высокая эффективность; простота обслуживания; легкость в использовании. Пневматические глубинные вибраторы немецкого концерна Wacker Neuson серии PIR работают от сжатого воздуха при давлении 6 бар, достигая частоты вибраций 16500-19700 об/мин, сочетают высокую производительность, большой радиус уплотнения, небольшой рабочий вес агрегата. Все пневматические глубинные вибраторы Wacker Neuson могут поставляться с удлиненными шлангами.

Шведские глубинные вибраторы Dynapac известны профессионалам как сверх качественное оборудование, которое никогда не подведет. Вибраторы Dynapac модельного ряда AY используют вибро-булавы от 26 до 155 мм диаметром и способны выполнять как легкие задачи по уплотнению бетона в небольших объемах, так и работать в глобальном строительстве (дамбы, мосты, стадионы, небоскребы).

Высокочастотные глубинные вибраторы

По сравнению с вышеперечисленными механическими и пневматическими видами, высокочастотные глубинные вибраторы самые производительны, т.к. применяемая высокая частота тока позволяет достичь более высокого числа оборотов (вибраций).

Высокочастотные вибраторы состоят из преобразователя тока и булавы. Легкие портативные модели оснащены преобразователем тока вмонтированным в булаву, промышленные модели применяют присоединяемые при помощи гибкого шланга к булаве преобразователи. Одновременно к одному внешнему преобразователю могут, в зависимости от мощности и вида булав, присоединятся от 1 до 6 вибро-булав.

Применение внешних преобразователей очень удобно при постоянной работе с вибраторами и необходимостью использования различных по диаметру булав со шлангами разной длинны. Так, будет достаточно иметь один преобразователь, например DYNAPAC CF67T силой тока 67 А, чтобы присоединять одновременно до 3 разных булав, который по цене будут практически вдвое дешевле, чем такие же булавы, но со встроенным преобразователем.

Кроме того, при поломке булавы без преобразователя, ее замена обойдется существенно дешевле, чем приобретение новой с встроенным преобразователем. Основное правило при компоновке преобразователей с булавами состоит в том, что сила тока вибро-булав не должна превышать силы тока преобразователя. Для питания высокочастотных вибраторов используется безопасное напряжение 42 В, с частотой 200 Гц, поступающего от преобразователя, работающего от 220 В.

Учитывая конструкционную особенность – работа от тока высокой частоты, глубинные высокочастотные вибраторы практически не теряют мощности под нагрузкой, у механических потери доходят до 25%, у высокочастотных этот показатель не превышает 5%. Преимуществом высокочастотных вибраторов, по сравнению с механическими, является повышенный ресурс, т.к. в высокочастотных вибраторах нет трущихся частей (отсутствует вал, передающий колебания).

От источника питания к булаве идет гибкий шланг, внутри которого скрыт кабель питания, поскольку гибкий вал отсутствует, конструкции не свойственен механический износ. Кроме того, сами преобразователи имеют практически неограниченный срок эксплуатации, поскольку состоят из электрических схем и цепей, и полностью лишены трущихся, изнашивающихся деталей. Высокочастотные вибраторы оснащены защитой от внешних воздействий по IP 54, это допускает их использование в любых погодных условиях, на любой высоте, для всех видов работ.

Глубинные вибраторы практически не требуют обслуживания, достаточно просто следить за чистотой шланга и булавы после окончания работы. Высокочастотные вибраторы Wacker в зависимости от комплектации оснащаются шлангами от 0,3 до 9 м и булавами от 25 до 65 мм. Особенностью таких вибраторов Wacker является встроенный в булаву преобразователь. Отличительной чертой высокочастотных глубинных вибраторов является компактный размер, поскольку в конструкции нет гибких валов. Современные модели вибраторов для бетона имеют встроенную теплозащиту, которая отключает агрегат при перегреве, и внешний амперметр, для удобства и контроля за работой аппарата.

При монолитном строительстве основными размерами применяемых вибро-булав являются 25, 38 и 50 мм, это связано с размерами ячеек арматурного каркаса. Булава 60, 70, 90 мм применяют при обработке фундаментов, перегородок, опор, колонн. Самыми мощными из доступных на сегодняшний день являются вибраторы Dynapac серии AX с диаметром булавы 90 мм. Такой вибратор способен выполнить эффективное уплотнение бетона любой марки в радиусе 500 мм. Длина шланга такой модели практически не ограничена и при необходимости может составлять более 15 метров.

Площадочные вибраторы

Вибраторы площадочного типа используются для уплотнения бетонной смеси при производстве сборных бетонных панелей, часто имеющих такую толщину и форму, что глубинный вибратор не может быть использован. Вибратор жестко крепится к опалубке, покоящейся на эластичной основе, так что виброобработке подвергается и опалубка, и бетон.

При применении данного типа вибратора бетонную смесь следует укладывать слоями определенной толщины, так как в противном случае воздух из-за большой массы бетона не может высвободиться. Необходимо изменять положение вибратора каждые 50-90 секунд. Площадочные вибраторы выпускаются трех основных типов: пневматические, среднечастотные и высокочастотные. Преимущество пневматических в относительной простоте и невысокой стоимости.

Среднечастотные площадочные уплотнители хорошо подходят для небольших производств. Но когда дело качается промышленного производства или крупного строительства, применяются только высокочастотные мощные площадочные вибраторы двух основных брендов: Atlas Copco и Wacker Neuson. Такие вибраторы устанавливаются по несколько штук на опалубку, могут быть запитаны от одного преобразователя, и обеспечивают невероятное качество уплотнения при заливке монолитов.