Контактна взаємодія робочих органів безвібраційних бетоноформуючих агрегатів при виробництві пустотних панелей

Размещено на http://allbest.ru

Міністерство освіти і науки України

Київський національний університет будівництва і архітектури

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Спеціальність 05.05.02 - Машини для виробництво будівельних матеріалів і конструкцій

КОНТАКТНА ВЗАЄМОДІЯ РОБОЧИХ ОРГАНІВ БЕЗВІБРАЦІЙНИХ БЕТОНОФОРМУЮЧИХ АГРЕГАТІВ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ПУСТОТНИХ ПАНЕЛЕЙ

Виконав: Зайченко Стефан Володимирович

Київ - 2001



АНОТАЦІЯ

Зайченко С.В. «Контактна взаємодія робочих органів безвібраційних бетоноформуючих агрегатів при виробництві пустотних панелей». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.02 - машини для виробництва будівельних матеріалів і конструкцій - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2001.

Дисертація присвячена дослідженню процесів роликового формування пустотних панелей та створенню на цій основі методики інженерного розрахунку параметрів і режимів роботи безвібраційного бетоноформуючого агрегату для виробництва пустотних панелей.

Розкриті закономірності зміни контактних тисків між роликовим робочим органом бетоноформуючих агрегатів і бетонною сумішшю. Визначено опір переміщенню робочих органів бетоноформуючих агрегатів. Вирішено проблему узгодженості процесів при формуванні пустотних панелей.

Сформульовані основні принципи створення подібних машин і на їх основі запропонована методика розрахунку основних параметрів і режимів роботи.

Ключові слова: бетоноформуючий агрегат, пустотна панель, роликове формування, контактний тиск.



1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Пустотні панелі, як елементи перекрить, це конструкції, які широко застосовуються практично у всіх спорудах промислового і цивільного призначення. Виробництво пустотних панелей в Україні і багатьох інших країнах (Канада, США, ФРН, Фінляндія та ін.) реалізується по вібраційній технології. Відомо, що використання даної технології взагалі пов'язано з такими негативними наслідками, як підвищений рівень вібрації і звукового тиску на робочих місцях, підвищена інтенсивність руйнування конструкції машин, необхідність витрат ручної праці і т.ін., що робить соціально непривабливим підприємства будіндустрії в цілому. Саме тому освоєння безвібраційної технології виробництва пустотних панелей є актуальною і перспективною проблемою Такий напрямок спостерігається в останні роки і в розробках деяких ведучих фірм світу («Lonja Parma Engineering» (Фінляндія), «Dynspan» (США)). Розробка і втілення безвібраційного способу виробництва пустотних панелей дозволяє суттєво підвищити якість виробів за рахунок застосування наджорстких сумішей, створити умови для повної автоматизації виробництва, знизити металоємкість виробничого обладнання, підвищити соціальну привабливість робочих місць в формувальних цехах підприємств будіндустрії. Основним фактором, який забезпечує ефективність безвібраційної роликової технології, є контактна взаємодія робочих органів з середовищем в умовах формування пустотних панелей. Виходячи з цього сформульовані мета і основні задачі роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота відповідає напрямку досліджень кафедри машин і обладнання технологічних процесів Київського національного університету будівництва і архітектури (КНУБА), а саме «Перспективні напрямки розвитку безвібраційних методів ущільнення наджорстких бетонних сумішей».

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає в знаходженні основних закономірностей розподілу контактних тисків в зонах взаємодії робочих органів роликових бетоноформуючих агрегатів (БФА) з оброблюваним середовищем та розробці на цій основі методики розрахунку параметрів необхідних для проектування машин подібного класу.

Для досягнення означеної мети були сформульовані такі задачі:

а) провести оцінку конструктивних та технологічних параметрів машин для формування пустотних панелей та порівняльний аналіз теоретичного опису взаємодії робочих органів з деформуючим середовищем;

б) розробити аналітичну модель взаємодії роликових робочих органів з середовищем в умовах формування пустотної панелі і провести її всебічне дослідження;

в) провести експериментальну перевірку результатів теоретичних досліджень процесів ущільнення і відпрацювати узгодження режимів робочого процесу ущільнення пустотної панелі роликовим методом;

г) розробити методику інженерного розрахунку параметрів роликових бетоноформуючих агрегатів для виробництва пустотних панелей і режимів їх роботи;

д) впровадити результати теоретичних і експериментальних досліджень.

Об'єктом дослідження є машини для безвібраційного виробництва пустотних панелей і процеси, які відбуваються при їх роликовому формуванні.

Предмет дослідження - взаємодія робочих органів бетоноформуючих агрегатів з оброблюваним середовищем.

Методи досліджень базуються на основних положеннях теорії пружності, теорії пластичності, прикладної механіки для визначення напружено-деформованого стану середовища та математичної статистики для визначення достовірності обраних методів моделювання процесів.

Достовірність отриманих результатів визначено використанням стандартних припущень та підтверджено збігом теоретичних та експериментальних досліджень при відхиленні не більше 12%.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розкрито закономірності розподілу контактного тиску в зонах взаємодії робочих органів роликових бетоноформуючих агрегатів при формуванні пустотних панелей, який дозволяє визначити головні енергетичні і силові параметри системи при перекочуванні роликів циліндричного і складного профілю по середовищу з жорстко-пластичними і пружними властивостями, яке підсилюється абсолютно жорсткою основою.

Практичне значення одержаних результатів:

знайдено основні закономірності дії дотичних і нормальних тисків в умовах формування пустотних панелей;

сформульовано основні принципи створення роликових бетоноформуючих агрегатів;

запропоновано методику розрахунку параметрів машин і режимів їх роботи;

розроблено конструкції роликових бетоноформуючих агрегатів, новизна однієї з яких захищена авторськими свідоцтвами;

розроблено технічну документацію роликових бетоноформуючих агрегатів; бетоноформуючий пустотний панель роликовий

отримані результати використовуються в учбовому процесі при читанні курсу «Машини для виробництва будівельних матеріалів», в курсовому та дипломному проектуванні;

передано проектна документація на роликові машини виробничому об'єднанню «Роликон».

Особистий внесок здобувача. Основні результати теоретичних і експериментальних досліджень, що виносяться на захист:

математичні моделі ущільнення пустотної панелі роликовим методом;

аналітичні залежності для визначення контактних, нормальних і дотичних тисків при роликовому формуванні робочими органами з різними геометричними і технологічними характеристиками;

аналітичні залежності для визначення силових і енергетичних параметрів системи;

результати теоретичних і експериментальних досліджень розподілу напружень в контактних зонах та опору на перекочування роликів;

методика інженерного розрахунку основних параметрів безвібраційних роликових бетоноформуючих агрегатів для виробництва пустотних панелей і режимів їх роботи.

У опублікованих роботах, що виконані у співавторстві здобувачу належить: в роботі [1] аналітичні залежності руху робочого органу, в роботі [2] аналітичне моделювання методом кінцевих елементів процесу взаємодії ролика з виступами з середовищем, в роботі [3] укладання і рішення диференційних рівнянь розподілу контактних тисків при пошаровому формуванні, в роботі [4] визначення швидкості подвійних ходів тороїдально-циліндричного ролика, в патентах [6, 7] конструкції робочих органів.

Апробація роботи. Основні положення роботи доповідались на 59-61 науково-практичних конференціях КНУБА, на науково практичній конференції Полтавського державного технічного університету ім. Юрія Кондратюка присвяченій 70-річчю заснуванню навчального закладу.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 5 статей у фахових виданнях та 2 патенти.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Аналіз методів формування пустотних виробів. Постановка задачі дослідження. Залізобетон, як конструкційний матеріал, відіграє значну роль в збірному і монолітному будівництві. При цьому пустотні панелі, які використовуються як перекриття, залишаються конструктивними елементами, які не втрачають свого значення і широко застосовуються практично у всіх спорудах промислового і цивільного призначення. Аналіз розвитку техніки для виробництва будівельних конструкцій в Україні, а також в країнах Європи і Америки свідчить про аналогічність ситуації в цьому питанні. Це підтверджує і інформація отримана з Internet про розробки таких відомих фірм, як «Spiroll Corp. Vinnipeg» (Канада), «Spancrete» (США), «Elematik» (Фінляндія) та ін., які широко розробляють обладнання для виробництва пустотних панелей. Таким чином, проблема удосконалення виробництва таких панелей являється перспективною і економічно доцільною. В Україні виробництво пустотних панелей реалізується по вібраційній технології з використанням досить застарілих засобів обладнання, які створюють соціально непривабливі умови для праці. При цьому використовуються суміші з високими витратами цементу. Разом з тим, вже більше 30-35 років названі вище фірми «Spiroll Corp. Vinnipeg» (Канада), «Elematic» (Фінляндія), «Spancrete» (США), а також «Dynspan» (США), «Holodec» (США), «Tennessee Aircraft» (США), «Roth» (ФРН) та ін. перейшли на виготовлення пустотних панелей на довгих (100…150м) стендах з використанням вібраційних бетоноформуючих агрегатів (Бфа), технічна ідеологія і виконання яких дозволили значно поліпшити умови праці. У колишньому СРСР були закуплені в провідних країнах БФА вібраційної дії, які експлуатувались на підприємствах міст Мінська, Уфи, Свердловська, Барнаула. Як підтвердив досвід цієї роботи, без наявності відповідної технології і системи обслуговування таких машин, а також необхідної технологічної бази агрегати швидко виходили з ладу і практично ставали невідновлюваними. Це свідчить про те, що з урахуванням тенденцій розвитку будіндустрії, закупка такого обладнання не є економічно доцільною. Необхідно створити в країні аналогічне обладнання і напрацьовувати технічні і економічні показники для втілення прогресивної вітчизняної технології виробництва пустотних панелей.

В Київському національному університеті будівництва і архітектури також проводяться роботи по створенню безвібраційних БФА на основі роликового формування, які дозволяють ущільнювати наджорсткі суміші. Був проведений попередній промисловий експеримент, який показав принципову можливість безвібраційного роликового формування пустотних панелей, отримано авторське свідоцтво № 1713812 СССР В28В13?02. Як з'ясувалось, в цьому напрямку проводяться розробки деякими іноземними фірмами наприклад, Lonja Parma Engineering (Фінляндія). Цілком натурально, що в умовах ринку ніякої інформації щодо конструктивних особливостей БФА і методик розрахунку їх параметрів не публікується.

Аналіз існуючої технічної і економічної інформації, досвід промислових і лабораторних досліджень дозволяє стверджувати, що створення нових БФА і розробка методики їх проектування і розрахунку є актуальними на сьогодні і перспективними на майбутнє.

Розвиток теорії і практики процесів ущільнення будівельних сумішей і в тому числі бетону, базується на дослідженнях Десова А.Е., Шмигальского В.Н., Олехновича К.А., Чубука Ю.Ф., Оніщенко О.Г., Назаренко І.І., Баладінского В.Л., Сівка В.И., Нестеренко М.П., Файвусовича О.А.,. та ін.

Результати досліджень безвібраційних методів, в тому числі роликового ущільнення, отримані в роботах Руденко I.Ф., Хархути М.Я., Емельянової І.А., Гарнеця В.М., Рюшина В.Т., Кузіна В.М., Шинкаренко В.І., Лавріньова П.Г. та ін. дозволили зробити висновок про достатньо високу їх ефективність і досить обгрунтовано підійти до поширення таких технологій для виготовлення пустотних панелей.

При вирішенні задачі контактної взаємодії дослідження базувались на результатах фундаментальних і прикладних робіт Целікова О.И., Калужського О.Я., Мусхелішвілі М.И., Галіна Л.А., Ішлінського А.Ю., Morland L.W., Hunter S.C. та ін.

Аналіз існуючих вібраційних і безвібраційних технологій і обладнання для ущільнення бетонних, в тому числі наджорстких сумішей, створених на базі досліджень багатьох вчених і конструкторів, дозволив зробити щодо виготовлення пустотних панелей висновок про те, що розробка і втілення способу безперервного формування пустотних плит дасть помітний ефект за рахунок підвищення якості випускаємої продукції, повної автоматизації процесу формування, зниження металоємкості обладнання і підвищення соціальної привабливості робочих місць на підприємствах по виробництву залізобетонних конструкцій.

Переваги безперервного формування пустотних плит більш ефективно проявляються при використанні безвібраційного роликового методу, який підвищує ступінь ущільнення, особливо для наджорстких сумішей, і відкриває можливості для повної автоматизації процесу. Тому робота присвячена дослідженню взаємодії робочих органів роликових машин з бетонними наджорсткими сумішами та створенню на цій основі роликового безвібраційного бетоноформуючого агрегату для виробництва пустотних панелей.

Аналітичний опис процесу роликового ущільнення бетонної суміші при виробництві пустотних виробів. Для теоретичного дослідження закономірностей процесу роликового формування пустотних панелей розглянуто найбільш реально можливі схеми взаємодії, новизна яких підтверджена патентами і які пройшли попереднє виробничо-лабораторне випробування. Принципово робочі органи роликових безвібраційних бетоноформуючих агрегатів являють собою систему роликів (в комбінації з бункерним механізмом), які жорстко зафіксовані по висоті і забезпечують ущільнення за рахунок вдавлювання порцій суміші при їх вимушеному перекочуванні. Нижній шар формується тороїдально-циліндричним роликом, вісь якого розташована перпендикулярно осі виробу. Відформований шар являє собою нижню половину виробу. Верхній шар формується циліндричним роликом, або комбінованими. Тороїдально-циліндричний ролик здійснює зворотно-поступовий рух в повздовжньому напрямку, а циліндричний - в поперечному. Під час формування весь агрегат разом з пустотоутворювачами рухається в напрямку порожньої частини форми, залишаючи за собою відформовану стрічку виробу постійного перерізу.

При визначенні закономірностей процесу ущільнення комбінованим роликом, а саме секцією з радіальними виступами, використано метод кінцевих елементів (МКЕ). При цьому прийняті такі припущення:

задача розглядається, як площинна, оскільки аксіальна швидкість ролика на декілька порядків менша за швидкість перекочування;

пружність бетонної суміші під час навантаження роликом приймається постійною;

залежність деформацій від напружень має лінійний характер.

Схеми роликового формування пустотної плити

Розрахункова схема процесу ущільнення пустотної панелі роликом з радіальними виступами.

Реакції, які виникають при взаємодії ролика і пустотоутворювача з сумішшю, можна розкласти на нормальну і дотичну складові. Дотична складова викликана тертям між сумішшю і елементами бетоноформуючого агрегату і має лінійний характер:. Таким чином, достатньо визначити одну складову реакції, щоб визначити реакцію взаємодії елементів бетоноформуючого агрегату з сумішшю.

Переміщення -го вузла кінцевих елементів, які взаємодіють з елементами бетоноформуючого агрегату залежать одне від одного:

, (1)

=



Похідна функції задає профіль елемента бетоноформуючого агрегату.

Система алгебраїчних рівнянь в математичному вигляді представляє собою рівняння рівноваги системи кінцевих елементів:

,

де - вектор сил усіх зовнішніх вузлових навантажень; - матриця жорсткості системи; - вектор переміщень.

Для системи алгебраїчних рівнянь необхідно визначити матрицю жорсткості , яка складається на основані матриць жорсткості кожного кінцевого елементу згідно з теоретичними положеннями методу кінцевих елементів.

Враховуючи те, що невідомі переміщення в контактних зонах можливо визначити по співвідношенню (1), то їх кількість можливо скоротити. Це дозволяє ввести в систему рівнянь додаткові невідомі, наприклад, нормальні складові контактних сил ролика, реакції пустотоутворювачів і дна форми.

При рішенні задачі було прийнято, що вертикальні переміщення вузлів кінцевих елементів в контактній зоні будуть дорівнювати вертикальним складовим траєкторії руху. Рух ролика був розбитий на декілька положень. Для кожного окремо складалася і розв'язувалась система алгебраїчних рівнянь. Для рішення системи був використаний прямий метод Гауса. Програма складена на мові програмування Visual Basic for Applications версії фірми Microsoft.

Опис пошарового формування складається з двох етапів: моделювання процесу взаємодії тороїдально-циліндричного ролика з нижніми шарами суміші і моделювання процесу взаємодії циліндричного ролика з верхньою частиною панелі.

Розрахункова схема взаємодії тороїдально-циліндричного ролика з нижніми шарами бетонної суміші представляє собою індентор складного профілю, який перекочується по середовищу, що являє собою шар, підсилений напівплощиною. При цьому бокові складові сил взаємодії взаємно урівноважуються і тому їх впливом можливо знехтувати. Таким чином, перекочування тора буде аналогічно перекочуванню ряду циліндрів. Опір перекочуванню ролика буде представляти собою суму опорів перекочуванню циліндрів різного діаметру товщиною і задача кочення тороїдальної секції розпадається на ряд площинних задач.

При моделюванні процесу формування верхнього шару панелі розглянуто положення, коли ролик знаходиться над пустотоутворювачем. Саме в цьому положенні виникає максимальний опір на перекочування.

Суміш при роликовому ущільненні веде себе як пластичне тіло і на початкових етапах проявляє слабкі пружні властивості. Разом з тим, з теорії пластичності відомо, що в таких випадках задовільні результати дає використання жорстко-пластичної моделі суміші. Тому для дослідження процесу роликового формування запропоновано жорстко-пластичну модель суміші. Головною характеристикою пластичної деформації є граничний опір зсуву .

Умови рівноваги стовпчика суміші описуються диференційними рівняннями, рішення яких дозволяють визначити контактні тиски в зоні взаємодії робочих органів з середовищем. Рівняння рівноваги у загальному випадку має наступний вигляд:

.

Для випадку ущільнення нижньої частини панелі рівняння зміни тиску по дузі захвату мають вигляд (2). Знак мінус відповідає зоні відставання, а знак плюс зоні випередження, які відрізняються напрямком дотичних тисків. Зоні розвантаження відповідають рівняння (3):

(2)

Зоні розвантаження відповідає рівняння (3):

(3)

Для випадку ущільнення верхньої частини панелі для зони навантаження також характерні зона відставання рівняння (4) і зона випередження рівняння (5):

(4)

(5)

Зоні розвантаження відповідає рівняння (6):



(6)

Вирази (2-6) представляють лінійні диференціальні рівняння, які можливо вирішити методом Ейлера.

При наявності епюр контактного тиску можливо визначити горизонтальне зусилля Q i момент М, які необхідні для перекочування роликів. Отримані результати при різних умовах формування були зведені в таблиці і лягли в основу визначення основних енергосилових параметрів безвібраційного роликового БФА дії для виробництва пустотних панелей.

В результаті аналізу отриманих рівнянь (2-6) для різних умов формування отримані теоретичні епюри контактних тисків. Це дало змогу визначити основні енергосилові параметри агрегату: горизонтальне зусилля на переміщення, крутний момент, вертикальні навантаження.

Результати теоретичних досліджень лягли в основу при створенні методики інженерного розрахунку безвібраційного роликового БФА для виробництва пустотних панелей.

Експериментальні дослідження процесу роликового формування пустотної панелі. З метою перевірки адекватності запропонованих математичних моделей і встановлення ряду необхідних констант було проведено ряд експериментальних досліджень.

Для цього була розроблена лабораторна установка роликового формування пустотних панелей, яка забезпечує формування фрагментів з різними геометричними характеристиками. Створена методика досліджень, підібрано комплекс вимірювально-реєструючої апаратури, розроблені стенди і датчики для вимірювання тисків в контактній зоні і в об'ємі виробу. Був складений план експериментів для різних типів роликів і умов формування на основі отриманих даних було отримано необхідні константи.

Напружений стан середовища і значення контактних тисків визначались при обробці осцилограм по лініях відмітчика часу. Сигнали від датчиків реєструвались за допомогою тензостанції 8АНЧ-7М на осцилографі НО4ІУ4.2. Для вимірювання тисків були використані датчики мембранного типу з наклеєними тензодатчиками (месдози), тарування яких проводилось на гідростенді.

Експериментально отримані залежності зміни контактного тиску для різних випадків пошарового формування (рис. 5, а, б) і напруженого стану середовища при формуванні роликами з виступами (рис. 6), також визначені головні характеристики суміші , , , . Підвищення вологості W зменшує значення , , , що призводить до зменшення контактних тисків. Аналіз кривих зміни контактного тиску по дузі захвату (рис. 5) показує, що для обох стадій пошарового формування суміші характерно підвищення тисків до максимального значення, яке відповідає точці зміни напрямку дотичних тисків, з подальшим зменшенням до нульового значення.

Розподіл експериментальних і теоретичних контактних тисків по дузі контакту: ущільнення нижніх шарів панелі; ущільнення верхніх шарів панелі.

По мірі зростання довжини дуги захвату і радіусу тороїдально-циліндричного ролика контактний нормальний тиск зростає. Отже, зусилля на пересування ролика зростає не тільки в результаті збільшення площі контакту суміші з роликом, а також внаслідок зростання контактного нормального тиску.

По мірі зростання довжини дуги захвату і радіусу циліндричного ролика контактний нормальний тиск також зростає до певних значень після чого зменшується. Зменшення контактного тиску може бути пов'язане з тим, що вплив пустотоутворювача на зону контакту зменшується. Зусилля на пересування ролика зростає в результаті збільшення площини контакту суміші з роликом, а також внаслідок зростання контактного нормального тиску

Значення нормальних тисків середовища в залежності від положення ролика :

а) при дії секції з виступами;

б) при дії циліндричної секції.

Аналіз кривих напруженого стану середовища підтвердив теоретичні припущення що до зміни тисків при занурювані виступу між пустотоутворювачами, які призводять до збільшення опору перекочування ролика.

Дослідження силових і енергетичних співвідношень при роботі бетоноформуючих агрегатів. Використовуючи метод кінцевих елементів були знайдені зусилля в контактних зонах. Це дозволило знайти повний опір на перекочування ролика з радіальними виступами. Для умов експериментальної установки при R=0.12м і R_max=0.15м отримано графіки значення сил і моментів в залежності від відстані .

Епюри розподілу контактних тисків при ущільненні пустотного виробу пошаровим методом дозволили знайти сили N, Q і момент M для ущільнення нижньої і верхньої частини виробу.

У випадку ущільнення нижньої частини панелі сили і момент на переміщення тороїдально-циліндричного ролика було знайдено, як суму сил і моментів опору на перекочування елементарних циліндрів шириною - і циліндру довжиною, рівною проміжку між пустотами - в.

Момент елементарного циліндру шириною M_i створюється контактними нормальними і тангенціальними тисками , які зв'язані між собою залежністю :



.

Вертикальна складова взаємодії елементарного циліндру шириною N_i з середовищем:

Горизонтальна складова Q_i взаємодії елементарного циліндру шириною з середовищем виникає від контактних нормальних і тангенціальних тисків (рис. 3, а) і моменту M_i, який створюється зубчастим зчепленням:

Момент та сили і на перекочування циліндричної частини тороїдально-циліндричного ролика і ролика, який ущільнює верхню частину панелі розраховується аналогічно.

На графіках представлено теоретичне значення сили Q, вертикальної сили N і моменту M при ущільненні нижнього шару виробу для епюр розподілу контактних тисків за умов формування 6-ти пустотної плити висотою 220 мм з проміжком між пустотами в=30мм.

Графіки зміни значення сили Q, вертикальної сили N і моменту M при ущільненні нижньої частини плити з кількістю пустот рівною радіусом пустотоутворювача від коефіцієнта тертя, кута захвату, радіуса роликів.

З аналізу графіків можна зробити висновок, що збільшення значень коефіцієнта тертя, кута захвату і максимального радіуса ролика призводить до збільшення горизонтальної сили переміщення ролика Q, вертикальної сили N і моменту M.

На графіках представлено теоретичне значення горизонтальної сили , вертикальної сили N і моменту M при перекочуванні циліндричного ролика при ущільненні верхнього шару виробу, коли ролик знаходиться над пустотоутворювачем і зустрічає максимальний опір середовища.

Графіки зміни значення сили Q, вертикальної сили N і моменту M при ущільненні верхньої частини плити роликом з пустотами радіусом і проміжком в=30мм висотою виробу h=220мм від коефіцієнта тертя , кута захвату, радіуса роликів.

З аналізу графіків можливо зробити висновок, що збільшення значень коефіцієнта тертя ролика о бетонну суміш призводить, як і в випадку ущільнення нижньої частини виробу до збільшення опору перекочуванню ролика і, як наслідок, збільшення зусиль і моментів на переміщення.

Збільшення кута захвату і радіусу ролика в певних межах призводить до підвищення сил на переміщення. Подальше збільшення цих параметрів призводить до зменшення впливу пустотоутворювача і, як наслідок, зменшення сил на переміщення ролика.

На основі визначених силових характеристик процесу формування пустотних плит було дано рекомендації по розташування робочих органів, а також визначенні основні кінематичні і енергетичні характеристики процесу формування в залежності від заданих технологічних вимог.

Рекомендації по розрахунку і проектуванню машин роликового формування пустотних панелей Результати виконаної роботи знайшли своє практичне втілення. Теоретичні дослідження лягли в основу методики інженерного розрахунку, яка використовується в процесі проектування і конструювання машин для безвібраційного формування. Методика розрахунку використовується в учбовому процесі при вивченні курсу «Машини для виробництва будівельних матеріалів і конструкцій» і «Теоретичні основи створення машин будіндустрії», а також при проведенні дипломного і курсового проектування. Рекомендації по конструюванню роликових машин переданні виробничому об'єднанню «Роликон» для втілення на заводі будівельних конструкцій.



ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в описі процесів безвібраційного роликового формування пустотних панелей.

2. Аналіз конструкцій машин для формування пустотних панелей підтвердив доцільність створення роликового бетоноформуючого агрегату.

3. Рішення диференціальних рівнянь рівноваги елементарного стовпчика при пошаровому формуванні пустотної панелі дозволило виявити закономірності зміни контактних тисків і визначити зусилля на переміщення робочих органів.

4. Процес формування пустотної панелі комбінованим роликом з радіальними виступами і циліндричною секцією було проаналізовано за допомогою методу кінцевих елементів. При рішенні змішаної задачі було знайдено зусилля в контактуючих вузлах з робочими органами, що дозволило визначити опір на їх переміщення.

5. В результаті експериментальних досліджень доведено відповідність теоретичних і експериментальних даних при пошаровому формуванні.

6. Експериментально підтверджено можливість застосування методу кінцевих елементів для аналізу напружено-деформованого стану в процесі формування пустотної панелі роликом з радіальними виступами.

7. Бетонна суміш в процесі ущільнення суттєво впливає на опір перекочування робочого органу. Збільшення вологості суміші відчутно змінює її властивості, що призводить до зменшення сил опору на перекочування.

8. Зміна геометричних параметрів системи, як то радіус ролика або висота радіального виступу суттєво вливає на сили опору перекочування робочих органів

9. Результати розрахункових та експериментальних значень в діапазоні проведених досліджень співпадають в межах 5-11%. Особливо велика точність (похибка 5%) відмічається в зонах початку взаємодії робочих органів з сумішшю.

10. На основі теоретичних та експериментальних досліджень розроблена інженерна методика розрахунку основних параметрів роликових бетоноформуючих агрегатів.



ПУБЛІКАЦІЇ

Гарнець В.М., Зайченко С.В. Високоефективне обладнання для виробництва пустотних панелей // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини: Республіканський міжвідомчий науково-технічний збірник. - К.:КНУБА, 1998. - Вип. 52. - С.78...82.

Гарнець В.М., Зайченко С.В. Визначення опору перекочуванню безвібраційного робочого органу для виробництва пустотних виробів // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини: Республіканський міжвідомчий науково-технічний збірник. - К.:КНУБА, 1999. - Вип.53. - С.49-55.

Гарнець В.М., Зайченко С.В. Визначення контактних тисків при взаємодії робочих органів роликових БФА для виробництва пустотних виробів // Техніка будівництва: Академія будівництва України. - К.: 2000. - № 7. - С.33-38.

Назаренко І.І., Гарнець В.М., Зайченко С.В. Визначення параметрів робочих органів роликових машин пошарової дії // Збірник наукових праць Полтавського Державного технічного університету ім. Ю. Кандратюка (галузеве машинобудування, будівництво). - Полтава: - 2000. - Вип. 6. ч.1. -С. 50-53.

Зайченко С.В. Узгодження параметрів робочих органів БФА // Науково-практичні проблеми моделювання та прогнозування надзвичайних ситуацій. - К.:КНУБА, 2001. - вип.. 4 - С. 105-109.

Патент 30776 А. Україна. МКИ В 28В 13/02/ Пристрій для формування виробів з бетонних сумішей В.М. Гарнець, С.В. Зайченко - №98062832; Заявлено 01.06.1998; Опубл. 15.12.2000, Бюл. №7-ІІ.

Патент 33971 А. Україна. МКИ В 28В 13/02/ Пристрій для формування виробів з бетонних сумішей В.М. Гарнець, С.В. Зайченко - №99052546; Заявлено 05.05.1999; Опубл. 15.02.2001, Бюл. № 1.

Размещено на Allbest.ru

...