Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Виноградов Олег Викторович

Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай
<
Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Виноградов Олег Викторович. Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.04 : Москва, 2004 220 c. РГБ ОД, 61:04-5/4160

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современный уровень механизации и технологий фундаментных работ

1.1. Передовые технологии возведения фундаментных конструкций 12

1.2. Вибрационные средства механизации для строительных работ 21

1.2.1. Глубинные вибраторы для уплотнения бетона 22

1.2.2. Вибрационное оборудование для поверхностного уплотнения.. 25

1.2.3. Средства виброуплотнения балласта верхнего строения ж.д. путей 29

1.2.4. Свайные вибропогружатели 33

1.3. Применение гидропривода в технологическом оборудовании для возведения фундаментов 41

1.4. Анализ нерешенных проблем 47

1.5. Задачи исследований 50

Глава 2. Взаимодействие вибрационной системы с гидроприводом

2.1. Система «Вибратор - бетонолитная труба - рабочий орган -бетонная смесь» 52

2.2. Синхронизация вращения дебалансных валов виброблоков 58

2.3. Влияние вибрации на работу гидромоторов 86

2.4. Условия добротности работы гидропривода виброоборудования 91

2.5. Выводы по главе 98

Глава 3. Стендовые эксперименты на физических моделях

3.1. Универсальный лабораторный комплекс и специальные средства физического моделирования 100

3.1.1. Задачи экспериментальных исследований 100

3.1.2 Лабораторное оборудование для проведения экспериментов... 101

3.1.3. Методы имитации нагрузки 113

ЗЛА. Программа и методика экспериментальных исследований 118

3.2. Приложение теории инженерного эксперимента к проводимым исследованиям 127

3.3. Экспериментальные исследования и их результаты 134

3.3.1. Гидравлические двухмоторные вибраторы 134

3.3.2. Многомоторные гидравлические вибраторы 147

3.3.3. Динамика переходных режимов (разгони торможение) 153

3.4. Выводы по главе 157

Глава 4. Натурные испытания комплектов оборудования

4.1. Методика натурных исследований и испытаний 161

4.2. Комплекты гидравлического вибрационного оборудования 163

4.3. Испытания на объектах строительства транспортных сооружений 167

4.4. Проверка эффективности передачи вибровоздействий от вибратора к рабочим органам (виброштампам) 169

4.5. Изучение работы внброоборудования при различных климатических условиях 172

4.6. Определение показателей, обеспечивающих повышение надежности (добротности) работы гидропривода виброоборудования 174

4.7. Анализ результатов 176

4.8. Выводы по главе 178

Глава 5. Модульные комплекты виброоборудования и их эффективность

5.1. Структура модульного комплекта вибрационного оборудования 179

5.2. Методика выбора составных частей комплекта оборудования... 183

5.3. Технико-экономическая эффективность применения модульных комплектов вибрационного оборудования 185

Общие выводы и рекомендации 187

Публикации по материалам диссертации 193

Список использованной литературы

Введение к работе

Развитие процессов фундаментостроения в России и за рубежом происходит с достаточно интенсивным увеличением доли свайных фундаментов, сооружаемых в транспортном и других видах строительства из железобетона буронабивным методом с погружением в образуемую скважину арматурного каркаса и заполнения ее бетонной смесью, доставляемой непосредственно на место строительства. Для данной технологии, получившей наименование ВПТ (метод вертикально перемещаемой трубы) промышленность ведущих стран освоила выпуск самоходных гидравлических бурильных агрегатов и других сопутствующих средств механизации. Однако этой технологии присущ ряд недостатков, снижающих эффективность использования данного вида фундаментных конструкций. Исследования российских ученых показали, что характеристики буронабивных свайных фундаментов могут быть значительно улучшены, если применить бетонные смеси более высоких марок с обеспечением их подачи и укладки на глубину, в том числе под воду, и виброуплотнение смесей по всей высоте сваи. Кроме того, в большинстве случаев представляется целесообразным предварительное уплотнение основания свай путем втрамбовывания в грунт на определенную глубину сыпучих материалов (щебня, песка). Усовершенствованная технология сооружения буронабивных фундаментов получила наименование «Вибростолб». Для ее осуществления необходимо оборудование вибрационного действия, оснащенное силовыми агрегатами и сменными

5 рабочими органами, обеспечивающее заданные режимы активной обработки

строительных материалов с требуемой амплитудой и частотой (АЧХ).

Подобного рода оборудование в строительной практике отсутствует;

наиболее близкие к выдвигаемым требованиям зарубежные образцы

громоздки, не мобильны, требуют источников мощности в 150-250 кВт и

работают по несколько иным, менее эффективным технологиям. Это

приводит к значительному увеличению экономических затрат и сложности

использования имеющихся средств механизации и технологий как на

отдаленных строительных объектах, так и в городском строительстве.

Поэтому было признано необходимым создание мобильного отечественного

вибрационного оборудования, построенного на принципе модульной

компоновки узлов и агрегатов, потребляющего ограниченную мощность и

обеспечивающего переменные скоростные и силовые параметры с

оперативной их адаптацией к условиям производства работ. Оборудование

должно быть полностью гидравлическим; его основой должен служить

полый вибратор дебалансного типа, оснащенный виброблоками

вращательного действия, лишенными жесткой механической связи их валов.

Это обеспечивает свободу компоновки вибратора, вариантность расстановки

и количества виброблоков на нем и технологичность подачи материалов для

укладки и обработки на глубине и по всей высоте сооружаемой сваи.

Работы по созданию нового виброоборудования начались в ОАО

ЦНИИС в начале 90-х годов. Были разработаны опытные образцы

гидравлических вибраторов дебалансного типа невысокой мощности и

сопутствующих устройств; при этом практически полностью отсутствовали научно обоснованные данные по рациональной компоновке и расчету параметров гидравлических виброблоков и всего вибратора, требования к периферийной части гидропривода (насосная станция, зажимающий наголовник, система управления, коммуникации). Требовалось также получить уточненные характеристики вибропередающего секционного ствола переменной длины от вибратора к рабочему органу, расположенному внутри скважины.

Настоящая работа посвящена решению отмеченных выше проблем. Автором изучены материалы российских и зарубежных ученых в области вибротехники и гидравлического привода; проведен математический анализ работы вибросистемы, включающей гидромоторный вибратор, вибропередающий ствол с рабочим органом (виброштампом) и обрабатываемую среду (бетон, щебень). Проведен анализ работы двухвального дебалансного вибратора без жесткой связи вибровалов с установкой возможных условий их синхронного вращения и способов поддержания согласованности в работе с учетом внешних воздействий и внутренних потерь мощности. Определены аналитические зависимости и принципы выбора параметров виброблоков и виброагрегата в целом. Разработана крупномасштабная физическая модель, на которой с высокой степенью приближения изучалась работа технологического снаряда (насосная станция - вибратор - вибропередающий столб - обрабатываемая среда), включающего два или несколько виброблоков с расположением их в

единой плоскости и в двухмерном пространстве. В процессе экспериментов изменялись частота вращения, момент дебалансов, расстояние между осями дебалансов, характер внешних нагрузок на вибратор. На основании полученных аналитических данных и результатов стендовых экспериментов разработаны положения, принятые за основу при разработке конструкторской документации на комплект специализированного оборудования для технологии «Вибростолб».

Автор принял активное участие в разработке и изготовлении серийных образцов оборудования, их испытании и применении на объектах транспортного строительства в г. Москве. На основании накопленного практического опыта работы оборудования в реальных условиях и во все времена года, проведено комплексное обобщение данных, на основании которых проведено обоснование параметров виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай, разработана методика расчета основных конструктивных характеристик составных частей комплекта в зависимости от диаметра сваи и ее высоты, определен типоразмерный ряд модульных конструкций составных частей технологического оборудования. Установлена технико-экономическая эффективность использования нового комплекта оборудования, подтвержденная практическими результатами.

Работа проводилась по тематике филиала ОАО ЦНИИС «НИЦ «Стройтехкомплексы», на имеющейся в его распоряжении экспериментальной базе и с участием предприятий и организаций

8 «Угличмаш», «Инсотранс», «Спецтехнострой-4» и ряда мостостроительных

отрядов.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Технология сооружения буронабивных свай

повышенной несущей способности предусматривает виброукладку бетонной

смеси на глубину, в том числе под воду и виброуплотнение смеси по всей

высоте сооружаемой сваи. В ряде случаев требуется укрепление грунтового

основания сваи путем виброштампования в него сыпучих материалов. С

этой целью необходимо применения специального вибрационного

оборудования, обеспечивающего регулируемость характеристик процесса

воздействия на обрабатываемый материал (бетонная смесь, щебень, песок,

грунт и т.д.) по амплитуде, частоте и возмущающей силе в режиме вибрации

и виброудара. Эти условия наиболее эффективно обеспечиваются средствами

механизации, снабженными гидравлическим приводом и системами

дистанционного ручного и автоматизированного управления. Однако на

сегодняшний день отечественные строители не обеспечены комплектами

оборудования, полностью отвечающего выдвигаемым требованиям,

необходимым для соблюдения технологических регламентов по сооружению

буронабивных свай методом виброуплотнения бетонной смеси. Технология

глубинного виброушютнения и виброштампования сама по себе пионерка, в

том числе и для зарубежных стран. Чтобы обеспечить масштабность

применения данной новой технологии, необходима разработка

специализированного вибрационного строительного оборудования, которое

дало бы возможность сооружать буронабивные сваи повышенной несущей

9 способности при любом их диаметре и глубине заложения, принятых в

отечественном фундаментостроении на сегодняшний день и на перспективу,

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью данной работы является определение исходных

технических характеристик, экономических и эргономических требований и

создание на их основе комплекта гидравлического вибрационного

оборудования, обладающего возможностью модульной компоновки его

составных частей. Комплект должен обеспечить реальную возможность

виброуплотнения бетонной смеси на большой глубине и грунтовых

оснований, в том числе в обводненных грунтах при сооружении

буронабивных свай повышенной несущей способности с возможностью

принудительного регулирования амплитудно-частотных характеристик

агрегатов в требуемых пределах, а также качество выполнения

технологических операций при различных условиях строительства и

конструкций возводимых сооружений с возможностью постоянства оценки

получаемых результатов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Исследован процесс работы и установлены принципы расчета и

конструирования многодвигательных гидромоторных вибраторов

дебалансного типа, состоящих из отдельных виброблоков, лишенных

жестких механических связей между вибровалами и компонуемых по

определенным схемам расстановки с обеспечением синхронности

вращения дебалансов в заданных пределах по частоте и амплитуде.

2. Исследован процесс передачи вибровозмущений через жесткую

столбчатую конструкцию от источника колебаний (вибратор) к рабочему органу (виброштамп) на большую глубину. Разработаны принципы регулирования параметров оборудования, обеспечивающие поддержание заданных режимов работы виброштампов на переменных глубинах при выполнении технологических операций виброштампования подвижных сред.

  1. Исследован процесс работы гидропривода виброоборудования (регулируемый насос - длинномерные гибкие трубопроводы -гидромоторы виброблоков), разработана уточненная методика расчета параметров гидропривода (по мощности, давлению, расходу жидкости) и выбору комплектующих элементов, включаемых в состав вибрационного гидрооборудования.

  2. Исследовано влияние технологической вибрации на конструкцию серийных гидромоторов; разработаны рекомендации по увеличению срока эксплуатации и повышению вибростойкости их конструкции.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработан компонуемый на модульной основе комплект гидравлического виброоборудования, обеспечивающий виброуплотнение бетонной смеси, щебня, песка и других сыпучих материалов при сооружении буронабивных сваи и щебеночных фундаментов в слабых и обводненных грунтах, а также вибропогружения арматурных каркасов и других длинномерных металлоконструкций при сооружении столбчатых фундаментов большой длины по бурошнековой технологии.

Изготовлена серия новых комплектов гидравлического виброоборудования, с

помощью которого осуществлено сооружение более 2 тысяч свайных

фундаментов повышенной несущей способности на объектах транспортного

строительства.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

  1. Уточненная методика расчета параметров и выбора составных частей (агрегатов) и комплектующих изделий гидравлического вибрационного оборудования для виброуплотнения бетонной смеси, учитывающая динамику запуска инерционных масс, большую длину гибких трубопроводов, регулирование расхода, температурных условий, аккумулирование энергии для зажима наголовника во всем диапазоне изменения давления в гидромоторах виброблоков.

  2. Математическая модель расчета и компоновки гидравлических многомоторных вибрационных машин, лишенных жесткой механической связи вибровалов, обеспечивающих выполнение процесса виброуплотнения бетонной смеси.

  3. Принципы расчета и компоновки секционных и цельных длинномерных вибропередающих устройств, связующих генератор колебаний (вибратор) с рабочим органом (глубинным виброштампом различного назначения).

  4. Рекомендации по увеличению моторесурса серийно выпускаемых промышленностью гидромоторов аксиально-поршневого типа, подвергаемых воздействию технологической вибрации.

Вибрационные средства механизации для строительных работ

Глубинные вироуплотнители с круговыми колебаниями были первыми вибрационными машинами, нашедшие широкое применение в строительстве [15]. Глубинный виброуплотнитель состоит из рабочего органа, вибровозбудителя и привода. Вибровозбудитель представляет собой одновальный вибратор, заключенный в цилиндрический продолговатый корпус [16].

Уплотнители с рабочими органами, совершающими круговые колебания, оснащаются дебалансными или планетарными вибровозбудителями, с рабочими органами, совершающими плоскостные колебания - только дебалансные, пространственные уплотнители -выносными вибраторами любого типа.

По виду привода вибраторы могут быть электромеханическими, пневматическими и реже - с применением гидравлических систем. По способу управления глубинные уплотнители разделяются на ручные и подвесные.

При строительстве монолитных сооружений применяются тяжелые разновидности ручных вибраторов; для густоармированных конструкций -легкие вибраторы с гибким валом. Рассматриваемые виброуплотнители рассчитаны для работы по схеме циклического погружения в слой уплотняемой смеси и извлечения из него в вертикальном положении.

Разработаны виброуплотнители горизонтального типа, отличающиеся от обычных глубинных вибраторов только тем, что они могут работать в горизонтальной плоскости и имеют приспособления для навески на грузоподъемные механизмы, осуществляющие протягивание уплотнителя в слое смеси на заданной глубине. Они получили название «Торпеда» (рис. 1.2). Данные виброуплотнители могут быть как одиночными, состоящими из дебалансного узла и электродвигателя, так и сдвоенными, у которых в общем корпусе смонтированы два дебалансных узла и два электродвигателя. Глубинные плоскостные виброуплотнители отличаются от обычных глубинных вибраторов как по форме, так и по виду генерируемой вибрации. Они представляют собой жесткую плиту значительных размеров, в которую вмонтированы два одновальных вибровозбудителя. Вибраторы вращаются в противоположенные стороны и за счет использования явления самосинхронизации генерируют направление колебания плиты, перпендикулярной его плоскости. Интересной разновидностью плоскостных уплотнителей является уплотнитель с круговыми колебаниями, когда вибратор вращается в одну сторону, а плита совершает колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях [17, 18].

Стремление увеличить объемы одновременно уплотняемой бетонной смеси и по возможности обеспечить равномерность ее колебаний привело к появлению пакетного вибрирования, когда несколько вибраторов подвешиваются на одной траверсе (рис 1.3, 1.4) [19,20]. Обследование качества бетона, уплотненного с помощью пакетов тяжелых вибраторов, показало, что как при однорядном, так и при двухрядном расположении вибраторов после извлечения их из уплотняемого слоя бетона остаются «стаканы», заполненные в основном раствором. Проведенные теоретические и практические исследования позволили сформулировать ряд основных требований к пакетам: Количество вибраторов в пакете назначается из условия обеспечения заданного темпа бетонирования, с учетом объема конусов смеси; Расстояние между осями вибраторов не должно превышать 1,5 R, где R - радиус действия одиночного вибратора. Конструкция пакетов должна предусматривать возможность быстрой замены вибратора; Подвеска вибраторов должна осуществляться с применением амортизаторов, предотвращающих передачу колебаний на раму пакета.

Пакеты вибраторов могут быть подразделены на две существенно различные группы: подвесного типа и горизонтально перемещаемые тяговыми средствами [21]. 1.2.2 Вибрационное оборудование для поверхностного уплотнения.

Основными видами поверхностных уплотнителей являются виброкатки (прицепные, самоходные), виброплиты или виброштампы. Конструктивные особенности уплотняющих машин в значительной мере определяют область их применения [22]. Так, прицепные катки используются главным образом при уплотнении грунтовых материалов на больших площадях, поскольку габариты этих катков (по длине) в месте с тягачом достигают 25 м.

Синхронизация вращения дебалансных валов виброблоков

Как видно из графика на рис. 2.2, в начале виброуплотнения на всех частотах, включая рабочие, имеют место резонансные режимы работы технологического снаряда, при которых амплитуда колебаний вибратора существенно превышает амплитуду колебаний бетонолитной трубы и бетонной смеси. На стадии завершения процесса виброуплотнения (рис.2.3) амплитуда колебаний бетонолитной трубы и бетонной смеси стремиться к нулю, а амплитуда колебаний вибровозбудителя резко увеличивается. Подобный режим работы системы может привести к значительным перегрузкам грузоподъемного оборудования и бетонолитной трубы, а в ряде случаев вызвать их разрушение, не обеспечив при этом требуемого уплотнения бетонной смеси. Из графиков также видно, что при верхнем расположении вибратора происходит постепенное падение амплитуды колебаний вдоль бетонолитной трубы к рабочему органу. Результаты проведенного теоретического анализа позволили определить эффективность передачи вибровоздействия от вибратора к рабочему органу на значительную глубину и работоспособность схемы расстановки составных частей оборудования; более точные характеристики передачи уточнялись в ходе проведенных экспериментов (см. Главы 3 и 4). 2.2. Синхронизация вращения дебалансных валов виброблоков.

Согласно теории автоматического регулирования, системы синхронизации движения физических тел, в том числе исполнительных рабочих органов машин и оборудования, подразделяются на синхронные и синфазные [66]. Синхронные системы обеспечивают согласованность скоростей движения, при этом не учитывается положение рабочих органов друг относительно друга, и компенсация накопленной ошибки рассогласования положений выполняется, если это необходимо, за счет временной рассинхронизации работы первичных двигателей поступательного или вращательного действия.

Синхронные системы механизмов вращательного действия характеризуются следующей системой уравнений: где (р,(рх,(р2,..., рп - углы поворота вала двигателя вращательного действия; К,К},К2,...,К„ - коэффициенты пропорциональности между перемещениями исполнительных рабочих органов. В большинстве случаев Кх =К2 =.,.К = \.

Компенсация ошибок в таких системах может производиться периодически или не производиться вовсе. В последнем случае имеет место периодическая синхронизация, когда угол расхождения между валами ритмично изменяется от 0 до я.; она получила наименование «блуждающей».

Синфазные системы осуществляют согласованность не только скорости, но и взаимного положения рабочих органов. При этом необходимо сохранение пропорциональности угловых перемещений.

Таким образом, любая синфазная система всегда является также и синхронной. Синфазные системы требуют непрерывной корректировки взаимного расположения рабочих органов и компенсации накопленных ошибок за каждый оборот валов; они выполняются, как правило, на базе автоматических приводов следящего действия и потому более многодельны, сложны в эксплуатации и дороги по сравнению с системами синхронизации. Рассмотрим работу двухвального вибровозбудителя с раздельным приводом дебалансных валов. Допустим, что угловая скорость дебаланса № 2 а»2 меньше угловой скорости дебаланса № 1 о і и угол отставания за один оборот равен 30. Щ 02 (2.19) Следовательно, за 12 полных оборотов дебаланс №2 компенсирует свое отставание, и угол отставания будет равен 0. Однако, за то время пока дебаланс № 2 будет компенсировать накопленную разность в угловых скоростях, вибратор будет совершать сначала шюскопараллельное, затем маховое вращение (отсутствие колебания), а также движение, в результате которого вынуждающая сила буден направлена перпендикулярно плоскости дебелансов, в результате чего возникает изменяющийся по амплитуде изгибающий момент. Подобный режим вращения дебалансов вибратора можно охарактеризовать как режим блуждающей синхронизации.

Приложение теории инженерного эксперимента к проводимым исследованиям

После взвода системы и установления требуемого характера нагружения происходит запуск гидромоторов виброблоков от главного регулируемого насоса. Запуск производится от нулевой подачи насоса с плавным возрастанием и выходом на требуемые технологические частоты вибрации. Одновременно согласно методике эксперимента происходит фиксирование данных о поведении всей системы (давление, расход, частота вращения, амплитуда колебаний и др. параметры), с занесением в базу данных. При работе двухвального вибровозбудителя с гидравлическим синхронизирующим устройством (делительным клапаном), его подключение осуществляется в нагнетательную линию насоса.

2. Исследование четьгоехвального вибровозбудителя с расположением виброблоков в единой горизонтальной плоскости в два яруса («Этажерка»): Расположение балок и виброблоков на них остается неизменным. Дополнительно происходит подсоединение двух виброблоков верхнего яруса. Питание виброблоков осуществляется также от одного насоса, но с применением делительного клапана можно питать гидромоторы виброблоков как по-балочно, так и по бортам. Также происходит параллельное питание гидромоторов, с помощью коллекторов, установленных на задней части дистанционного пульта управления. Процесс взвода, характер нагружения и фиксирование полученных результатов остается прежним, как при исследовании работы двухвального вибровозбудителя.

3. Исследование четырехвального вибровозбудителя с попарным расположением виброблоков в два яруса со взаимным угловым смещением пар в радиальной плоскости до 90 градусов («Крест»): - Для этого необходимо ослабить бандажное соединение и развернуть балки относительно друг друга на угол 90 градусов. Последовательность проводимых операций остается неизменной.

4. Исследование работы трех виброблоков расположенных относительно друг друга на 120 градусов, осуществляется путем замены двух балок на одну типа «Звезда», с установкой на нее трех виброблоков.

На основании полученных результатов измерений путем пересчета по известным формулам были определены другие необходимые параметры: реализуемая мощность; объемный, механический и общий КПД; скорость и ускорение движения; крутящий момент; полезное усилие; возмущающая сила; коэффициент динамичности; изгибающий момент; коэффициент запаса по данному параметру; скорость протекания жидкости; степень согласованности вращения; процентное соотношение вертикальных и горизонтальных составляющих и направленных колебаний. 3.2. Приложение теории инженерного эксперимента к проводимым исследованиям.

Физическая модель представляет собой систему, имеющую достаточно близкое сходство с оригиналом (приводом или агрегатом оборудования). При составлении модели и сборке ее на стенде обеспечивалось, прежде всего, полное подобие временного и пространственного протекания всех процессов, которые в основном определяют характер изучаемых явлений [84, 85]. В общем виде это можно записать = Мх =Му; г = Мг; = Мг (3.15) где ХІ , уі , Zj , Xt , Yi , Zi - координаты i-ых сходных точек двух рассматриваемых систем (модель и оборудование); г/ и Ri - i-e сходные параметры процессов и элементов системы (давление и расход жидкости, КПД, удельные нагрузки, температурный режим, линейные потери энергии и т. п.); Мх, My, Mz, Mr - коэффициенты подобия и масштабы. На стадии физического моделирования использовались те же элементы гидропривода, которые впоследствии использовались на реальных образцах оборудования, вследствие чего при имитации работы оборудования на модели величины основных параметров - давление, расход жидкости, вынуждающее усилие на рабочем органе и т. п. - задавались в натуральную величину.

Проверка эффективности передачи вибровоздействий от вибратора к рабочим органам (виброштампам)

Исследования в натурных условиях работы гидравлического виброоборудования проводились с целью подтверждения предположений, расчетов и результатов, полученных при теоретических исследованиях и экспериментах на лабораторных стендах. В дополнение к этому фиксировались данные, получение которых в условиях лабораторного моделирования было затруднительно или практически невозможно. К таким данным относятся: 1. Проверка принципиальной работоспособности комплекта оборудования применительно ко всем технологическим режимам, подтверждение правильности назначения АЧХ при их выполнении. 2. Проверка работы оборудования в режиме погружения и извлечения свайных элементов в вибрационном и виброударном режимах. 3. Изучение практических параметров вибропередачи вдоль полого стального столба на различную глубину скважины при различной консистентности обрабатываемого материала. 4. Практическая проверка и уточнение принципов регулирования параметров и управления агрегатами оборудования, его технического обслуживания и оперативного диагностирования на стройплощадке. 5. Определение показателей повышения надежности (добротности) гидропривода оборудования в различных условиях эксплуатации: жара, холод, пыль, грязь, стесненность условий эксплуатации и т.п. 6. Практическая проверка отказов в гидромоторах различного типа и других составляющих комплектов оборудования.

Натурные испытания базировались на применяемых в строительной практике комплектах гидравлического виброоборудования «Пионер» и «КДО», разработанных в ОАО ЦНИИС в 80-е годы, а также серийно изготовленных комплектов «ВО-32», поставленных на производство на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований автора.

В период работы виброоборудования контролировались следующие параметры: давление в основном и вспомогательном насосах и в газовой полости гидропневмоаккумулятора (по манометрам насосной станции); производительность основного насоса и частота вращения вибровалов (по спидометру); частота и амплитуда колебаний виброштампа периодически измерялись по показаниям вибродатчиков, закрепляемых на стволе вблизи виброштампа. Показания датчика через проводную связь фиксировались по шкале визуального преобразовательного прибора. Определялась также корреляция режима АЧХ виброштампа с режимом работы вибратора. Частота вращения дебалансов контролировалась по показаниям тарированных спидометров, а реализуемая мощность и возмущающая сила подсчитывались на основании показаний манометров. Температура рабочей жидкости в баке и окружающей среды измерялась датчиками температуры. Время выполнения процессов фиксировалось секундомером. Линейные размеры (величина погружения снаряда, глубина скважины и т.п.) определялись с помощью рулеток и лота. Принцип применения комплектов:

Любой комплект используется совместно с традиционными средствами механизации (бурильными станками типа Casagrande, Bauer, КАТО и др,, оснащенными обсадными трубами) с сохранением основной последовательности традиционных технологических операций сооружения буронабивных свай на слабых грунтовых основаниях, принятых на сегодня при строительстве свайных фундаментов мостов, путепроводов, эстакад и других транспортных объектов. Комплекты могут быть использованы при производстве строительно-монтажных работ на суше, речных и морских акваториях при температуре окружающего воздуха от - 25 до + 40"С и скорости ветра не более 20 м/сек.

Похожие диссертации на Обоснование параметров и разработка комплекта гидравлического виброоборудования для подачи и уплотнения бетона при сооружении буронабивных свай