Сопротивление трения характеризуется силами, которые надо приложить для преодоления сопротивления сдвигу. Величина этих сил зависит от вязкости среды. Вязкое сопротивление направлено против скорости движения рабочей части вибратора и непосредственно влияет на величину потребляемой вибратором мощности.
Сопротивление формы зависит от формы поперечного сечения обтекаемого смесью тела (вибратора). Сопротивление формы направлено против скорости. Для вибраторов с цилиндрическим корпусом это свойство имеет второстепенное значение по сравнению с сопротивлением трения; для плоскостных же, имеющих большую площадь рабочей части, является одним из основных свойств.
Инерционное сопротивление возникает вследствие сообщения ускорения частицами бетонной смеси, расположенных в зоне действия вибратора. Инерционное сопротивление смеси уменьшает амплитуду смещения, оно преодолевается за счет движения массы дебалансов вибратора.
Инерционное сопротивление отличается от сопротивления формы тем, что оно связано с ускорением частиц смеси, а сопротивление формы - со скоростью вибрационных колебаний рабочей части вибратора. Для глубинных вибраторов инерционное сопротивление значительно больше, чем сопротивление формы.
Удельный коэффициент сопротивления бетонной смеси вибратору , определенный опытным путем, находится в пределах от 23·10 до 50·10 Н с/см. Эпюра колебаний (рис.17, 18) свободного вибратора определяется двумя параметрами: амплитудой смещения центра тяжести вибратора и расстоянием от этого центра тяжести на оси вибратора, где амплитуда смещения равна нулю (нулевая точка).
Рис.18. Эпюры колебаний вибратора:
а - схема вибратора; б - теоретическая эпюра колебаний вибратора в воздухе; в - эпюра колебаний вибратора
в бетонной смеси; - нулевая точка; - центр тяжести; - точка приложения возмущающей силы
Амплитуда смещения центра тяжести вибратора в воздухе зависит от момента дебаланса и массы вибратора и равна
, (8)
где - масса дебаланса; - эксцентриситет дебаланса; - масса корпуса вибратора.
При погружении вибратора в бетонную смесь возникает инерционное сопротивление смеси в зоне действия вибратора. Инерционную массу смеси , препятствующую работе вибратора, называют дополнительной, или присоединенной массой. В этом случае амплитуда смещения равна
, (9)
где - амплитуда смещения при наличии инерционного сопротивления.
Положение нулевой точки определяется по формуле
, (10)
где - расстояние от центра тяжести вибратора до нулевой точки; - момент инерции массы вибратора относительно центра тяжести; - расстояние от центра тяжести до точки приложения возмущающей силы; - масса вибратора.
Величина считается положительной, если точка расположена ниже точки , величина положительна, если точка расположена выше точки (рис.18).
Если массу вибратора принять равномерно распределенной по оси, то момент инерции вибратора относительно центра тяжести можно ориентировочно определить по формуле
, (11)
где - длина вибратора.
В большинстве случаев нулевая точка у глубинных вибраторов по условиям амортизации колебаний располагается выше верха рабочей части вибратора.
Опыты с обычными цилиндрическими глубинными вибраторами показывают, что при полном погружении рабочей части в бетонную смесь отношение , а дополнительная масса (присоединенная масса бетонной смеси) составляет 0,3-0,4 массы рабочей части вибратора. Для плоскостных виброуплотнителей это отношение возрастает до 2 и соответственно - до 1.
После погружения вибратора в бетонную смесь эпюра колебаний принимает форму перевернутой трапеции (рис.18 в). Это указывает на то, что инерционное сопротивление в нижней части вибратора несколько больше, чем в верхней.
В исследования виброуплотнения введено понятие о минимальной (предельной) амплитуды , при которой еще происходит тиксотропное разжижение бетонной смеси и ее уплотнение. Установлено, что с ростом частоты колебаний уменьшается. При этом возрастает интенсивность затухания колебаний в смеси и снижается радиус действия вибратора (рис.19).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.