ВИБРАЦИОННЫЕ МАШИНЫ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Описанные в разделах 6—13 вибрационные машины относятся к наиболее распространенным направлениям применения вибраци­онной техники в строительстве и производстве строительных мате­риалов, но далеко не охватывают все направления и все типы при­меняемых вибрационных машин. Остановимся коротко еще на не­которых применениях вибрационной техники в основных и вспомо­гательных операциях.

Проблема разгрузки смерзшихся сыпучих материалов из полу­вагонов имеет в условиях нашей страны очень большое значение, учитывая громадный масштаб перевозок таких грузов, в том числе песка, гравия, щебня, керамзита и других материалов для строи­тельства и производства строительных материалов. Среди предло­женных способов механизации разгрузки полувагонов со смерзши­мися материалами вибрационный способ продемонстрировал ряд положительных сторон: повышение скорости разгрузки, малую стоимость, возможность работы без причинения ущерба подвижно­му составу и др. Поэтому были разработаны вибрационные раз­грузчики различных конструкций.

Показанный на рис. 98, а вибрационный разгрузчик состоит из дебалансного двухвального вибровозбудителя, вызывающего вер­тикально направленные колебания плиты с рыхлящими штырями. Машину при помощи виброизолирующей подвески присоединяют к крюку крана, который ставит ее на поверхность подлежащего разгрузке материала. После открытия люков полувагона включают вибровозбудитель и штыри под действием веса машины погружа­ются в смерзшийся материал, вызывая его растрескивание, дроб­ление и обрушение в люки. После разгрузки одного участка полу­вагона машину переставляют на следующий участок. Виброраз­грузчик обеспечивает производительность 60—120 т/ч. Мощность его двух встроенных асинхронных электродвигателей составляет 40 кВт, амплитуда вынуждающей силы 200 кН, масса машины 5 т.

Существует ряд вибрационных установок для выгрузки сыпу­чих грузов из крытых вагонов. Одна из них показана на рис. 98, б. Вагон подают на рельсы платформы 1 и жестко скрепляют с нею двумя упорами 5. После снятия замков с рельсовыми вставками 6 платформу наклоняют на 10° в сторону разгрузки. Платформа опи­рается на рычаги 2 и пружины 3, установленные в опорах 4. Вклю­чают дебалансный вибровозбудитель 7, и сыпучий груз устремля­

Рис. 99

ется к открытой двери посередине вагона. Вибровозбудитель разви­вает вынуждающую силу, направленную вдоль вагона, а система рычагов заставляет вагон покачиваться при колебаниях.

Имеется ряд конструкций вибрационных дробилок. На рис. 99, а показана конусная вибрационная дробилка, предназначенная для дробления материалов до крупности 3-=-5 мм, что позволяет ис­
пользовать ее в качестве источника питания мельниц. Дробилка состоит из корпуса с чашей 7, дробящего конуса 8 и дебаланса 9, который приводится во вращение электродвигателем 1 через вал со шлицевым соединением 4 и карданными шарнирами 10. Вал 6 опирается на два подшипника. Конус сочленен с корпусом при по­мощи сферического шарнира 5. Корпус подвешен к несущей раме 3 при помощи тяг 11 и пружин 2. Под действием вращающегося де­баланса дробящий конус обкатывается по внутренней поверхности чаши, дробя при этом находящийся в зазоре материал. Такие дро­билки были выпущены с диаметром дробящего конуса (максималь­ным) 0,21; 0,6 и 1,65 м и соответствующей производительностью

1,2; 30 и 250 т/ч.

Рис. 100

Одна из конструктив­ных схем ударно-вибраци­онной щековой дробилки изображена на рис. 99, б. Здесь две массивные ще­ки 1, совершающие пря­молинейные антифазные колебания, соединены с опорной рамой 4 упруги­ми элементами 3. Колеба­ния щек возбуждаются расположенными в них двухвальными дебаланс — ными вибровозбудителя­ми 5. Вращение дебалан — сов осуществляется от электродвигателей 8 че­рез синхронизирующую зубчатую передачу 7 и карданные валы 6. Меж­ду опорной рамой и плат­формой 9 установлены виброизоляторы 10. Дроб­ление осуществляется ударами щек о куски ма­териала, расположенные между ними. Эта система практически уравновешена. Поскольку между щеками нет жесткой кинематиче­ской связи, можно дробить материал, содержащий недробимые (на­пример, стальные) куски, которые раздвигают щеки и проходят, не вызывая поломки машины.

Вибрационные мельницы (рис. 100) предназначены для тонко­го и сверхтонкого помола различных материалов, в том числе для помола и активации цемента и других вяжущих материалов. Схе­ма вибромельницы с круговыми колебаниями приведена на рис. 100, а. Вал одновального дебалансного вибровозбудителя 4 опирается на подшипники 6, установленные в трубе, которая кон­центрично расположена в цилиндрическом корпусе 3. Вращение де-
балансному валу передается от электродвигателя 1 через муф­ту 2. Корпус опирается на виброизоляторы 7. Под влиянием кру­говой вибрации корпуса мелющие тела 5 и частицы измельчаемого материала совершают хаотические движения, трутся друг о дру­га и соударяются многократно. Помимо этого хаотического дви­жения вся загрузка совершает сравнительно медленное циркуля­ционное движение. Общий вид машины приведен на рис. 100,6. Такие машины имеют объем корпуса от 0,01 до 1 м3, статический момент массы дебалансов от 0,1 до 5,6 кг-м, мощность двигателя от 4,5 до 75 кВт, массу (без мелющих тел) от 0,18 до 2,9 т, частоту 1500 или 3000 кол/мин, амплитуду от 1,5 до 4 мм.

Для прокладки различных коммуникаций под насыпями, соору­жениями, холмами без проходки туннелей или рытья траншей в ряде случаев используют вибропрокалывающие и вибропродавливающие агрегаты. В них применяют специальные вибропогружатели и виб­ромолоты. Различные схемы таких машин изображены на рис. 101. Эти схемы относятся к безударному вибрационному проколу. Но по схемам рис. 101, б—г может осуществляться ударно-вибрацион­ное продавливание. На схемах рис. 101, a—в показаны прокалы­вающая труба I, которая непосредственно или через промежуточ­ные элементы связана с наконечником 2, и вибровозбудитель на­правленного действия 3. На рис. 101, а вибровозбудитель жестко прикреплен к торцу трубы, а прокалывающее усилие передается через пружины 4 на трубу и жестко соединенный с нею наконеч­ник. На рис. 101, б вибрация передается наконечнику через штан­гу, проходящую внутри трубы, а пригружающее усилие, прикла­дываемое к торцу трубы, передается наконечнику через пружи­ны 4. На рис. 101, в вибровозбудитель встроен в наконечник, а при­гружающее усилие передается так же, как в предыдущем случае.

На рис. 101, г установка включает направляющую раму 1, те­лежку 2, вибровозбудитель 3 направленного действия, лебедку 4, создающую прокалывающее усилие с помощью каната, который соединен с тележкой и направляющей рамой полиспастом 5. Виб­ровозбудитель подвешен к тележке на пружинах 6 и опирается на ролики 8. Дебалансные валы приводятся во вращение от электро­двигателя 7 через клиноременную передачу. В вибровозбудителе имеется отверстие, через которое проходит прокалывающая труба. Вибровозбудитель может закрепляться в любом месте трубы.

В течение ряда последних лет уделяется внимание разработке землеройных машин с ударно-вибрационными рабочими органами. Такие машины предназначают для разработки грунтов, трещинова­тых скальных пород и в других трудных случаях, когда обычные землеройные машины можно применять только после предвари­тельного рыхления или оттаивания.

При инженерно-геологических изысканиях применяют наряду с другими методами вибрационное бурение грунтов, при котором буровой инструмент внедряется в грунт вибропогружателем или вибромолотом, причем основная задача бурения заключается в том, чтобы из толщи грунта извлечь столбик породы с ненарушенным природным сложением. Эта задача удовлетворительно решается вибрационным бурением, которое отличается высокой производи­тельностью и низкой стоимостью работ.

В некоторых случаях при строительстве массивных бетонных сооружений и при наличии на месте дешевого крупноразмерного камня применяют так называемый камнебетон, что уменьшает рас­ход бетонной смеси на 30-=-40%. Для уплотнения камнебетона пу­тем послойного вдавливания камней в бетонную смесь может при­меняться вибрационная машина, которую в иностранной литера­туре иногда называют мамонтом (рис. 102). Машина состоит из вибровозбудителя, который по своей конструкции подобен деба- лансному глубинному вибровозбудителю, но содержит три соосно расположенных виброблока, пристроенного сверху электродвига­теля, расположенной внизу решетчатой плиты, которая контакти­рует с погружаемыми в бетонную смесь камнями, кольцевых гру­зов, подвешенных к верхней части корпуса, где амплитуда колеба­ний минимальна, и канатной подвески, при помощи которой маши­ну присоединяют к крюку крана. Частота вибрации машины близка к 3000 кол/мин, вынуждающая сила вибровозбудителя 180 кН, мощ­ность двигателя 40 кВт, масса машины без грузов около 3 т, с гру­зами 15 т, размер опорной решетчатой плиты 1,8×1,8 м. Размеры погружаемых камней 0,15—0,4 м, производительность машины 80—100 м3/ч.

Для прикатывания линолеума после укладки его на мастике применяют ручные виброкатки (рис. 103). Они обеспечивают проч­ное сцепление линолеума с основанием пола. Машина содержит два прикатывающих вальца, собранных в раме, на которую уста­новлен маятниковый дебалансный вибровозбудитель. К раме при­креплена рукоятка с выключателем. При ширине вальцов от 0,3 до 0,45 м виброкатки обеспечивают производительность от 75 до 150 м2/ч.

Рис. 102 Рис. 103

В рамках данной книги нет возможности охватить всю номен­клатуру вибрационных машин и процессов, используемых в строи­тельстве и производстве строительных материалов. Невозможно также даже коротко остановиться на важнейших применениях виб­рационных машин в других областях. Между тем пределы возмож­ностей вибрационной техники весьма широки. Практически все от­расли промышленности и сельское хозяйство, строительство и транспорт, медицина и коммунальное хозяйство, научные лабора­тории и испытательные станции — вот та сфера, в которой разум­ное и целенаправленное использование вибрационной техники при­носит значительную, а в дальнейшем принесет еще большую пользу.

Огромны диапазоны размеров, массы, мощности вибрационных устройств: от сотен киловатт крупного вибропогружателя до долей ватта маленького зуммера, от внушительного вибрационного ко­рабля-ледокола до крошечного зубоврачебного бура.

Перечислим бегло еще некоторые применения вибрационных машин и устройств. Вибрирование грунтозаборных органов земле­сосных снарядов или вибрирование специальными устройствами грунта вблизи всаса грунтозаборных органов нередко имеет суще­ственные преимущества перед фрезерным рыхлением и обеспечи­вает значительное повышение производительности землесосных сна­рядов и расширение области их применения. Разработаны методы и устройства для вибрационного заполнения емкостей сыпучими ма­териалами, поступающими снизу. Такой процесс получил наимено­вание вибробункеризации. Разработаны вибрационные процессы и машины для отмывки нерудных и рудных материалов от глинис­тых включений. Их характеризуют высокая производительность, хорошее качество отмывки и низкий расход воды.

Большое распространение получила вибрационная техника в технологии машиностроения и приборостроения. Широко приме­няются вибрационные накопители и вибрационные бункеры для пи­тания автоматических станков и автоматических линий штучными заготовками, причем во многих случаях осуществляется точная пространственная ориентация подаваемых деталей. Вибрационные бункеры находят применение также в радиоэлектронной, фарма­цевтической и других отраслях промышленности. Быстро внедря­ются операции вибрационной обработки деталей, начиная от гал­товки до точных доводочных операций — хонингования, полирова­ния и т. д. Вибрация находит применение при точении, фрезерова­нии, сверлении, строгании.

Широко применяются вибрационно-прессовые и ударно-вибра­ционно-прессовые машины для изготовления литейных форм и стержней. В ряде случаев производится вибрирование расплавлен­ного металла в ковшах перед заливкой и в изложницах при крис­таллизации. Это приводит к более совершенному удалению газов и шлаковых включений из металла и получению равномерной тон­козернистой структуры слитков. На многих предприятиях имеются вибрационные решетки для выбивки опок. Вибрационные и удар­но-вибрационные стенды используются для быстрого искусственно­го старения отливок и поковок. Это в сотни раз ускоряет процессы старения, т. е. снятия внутренних напряжений во избежание по­следующих деформаций. К тому же снятие напряжений происхо­дит гораздо полней, чем при естественном старении. Ведутся рабо­ты по закалке металлических деталей в виброкипящем слое сыпу­чего материала. Все шире применяют вибрацию при прессовании изделий из порошковых и зернистых материалов и при обработке давлением металлов, пластмасс и других материалов.

Большие перспективы имеют вибрационные процессы в хими­ческой, металлургической, пищевой, текстильной, кожевенной, ме­ховой и других отраслях промышленности. Важнейшими направле­ниями здесь надо считать применение вибрации для интенсифика­ции процессов, протекающих в жидкой среде, в особенности на границах двух фаз, например, выщелачивания, экстракции, рас­творения, обезжиривания, дубления, окраски. Перспективны также многочисленные процессы, ускоренно протекающие в сухом виб­рокипящем слое или в зоне вибрационного псевдоожижения.

Значительное применение в горной, обогатительной, металлур­гической и химической промышленности имеют вибрационные ма­шины для транспортирования и сепарации материалов, а также на погрузочно-разгрузочных и вспомогательных операциях. Большую и традиционную область применения имеют вибрационные маши­ны в зерновой и мукомольной промышленности.

В заключение назовем еще такие две различные сферы приме­нения вибрационных процессов, как механизированная уборка уро­жая орехов и фруктов при помощи вибрационных устройств и виб­рационный медицинский массаж.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *