Вибрационный стол: устройство и самостоятельное изготовление¶
Вибростол (вибрационный стол, виброплита) — устройство, создающее механические колебания, передаваемые на форму или плиту с уложенным в неё бетоном. Основное назначение — уплотнение бетонной смеси, удаление из неё воздушных пузырей и повышение плотности отливки. Широко применяется в мелкосерийном производстве строительных изделий: тротуарной плитки, бордюрного камня, блоков ФБС, чаш бассейнов, столешниц и декоративных элементов.
¶Принцип работы
Уплотнение бетона вибрацией основано на том, что при колебаниях смесь переходит в подвижное состояние: внутреннее трение между частицами заполнителя резко снижается, смесь уплотняется под собственным весом, а воздух вытесняется вверх. Для эффективного уплотнения бетонных смесей обычно требуется частота 50–100 Гц и амплитуда 0,5–2 мм. Чем мельче заполнитель и тоньше стенки изделия, тем меньшая амплитуда и большая частота предпочтительны.
Вибрация передаётся через плиту (рабочий стол), на которой стоит форма. Плита связана с вибратором — электромеханическим или пневматическим. Вибратор, в свою очередь, закреплён на массивной опорной раме, которая гасит передачу колебаний на пол и не даёт столу «гулять».
¶Конструкция самодельного вибростола
Типовая самодельная конструкция состоит из следующих элементов:
- Рабочая плита — стальной лист толщиной 8–16 мм, размерами, как правило, от 500×500 мм до 1500×1500 мм. Поверхность должна быть ровной, часто по периметру приваривают бортик или уголок, чтобы форма не съезжала.
- Вибратор — основной узел, определяющий качество работы.
- Опорная рама — сварная конструкция из профильной трубы или швеллера, воспринимающая вес плиты, вибратора и формы с бетоном.
- Амортизаторы — пружины, резиновые втулки или подвесные тросы, отделяющие вибрирующую часть от рамы и пола.
¶Вибратор: варианты исполнения
Самый распространённый способ — использовать готовый вибрационный двигатель (вибромотор) промышленного изготовления, например, серии ВИ (ВИ-92, ВИ-99, ВИ-107 и аналоги). Такой двигатель имеет на валу эксцентрик (гирю со смещённым центром массы); при вращении эксцентрика возникает вибрация. Вибромоторы рассчитаны на продолжительную работу, имеют крепёжные лапы и подключаются к обычной сети 220 В. Для самодельного стола площадью до 1 м² обычно достаточно двигателя с возбудительной силой 2–6 кН.
Альтернативный, более дешёвый вариант — электродрель. Дрель закрепляют на плите, а в патрон вставляют шпильку с приваренным грузом-эксцентриком (например, куском арматуры или гайкой, смещённой от оси). Такое решение дёшево и доступно, но дрель перегревается при длительной работе и быстро изнашивается. Для разовых работ подходит, для серийного производства — нет.
Третий вариант — пневмовибратор, работающий от компрессора. Пневматические вибраторы надёжны и долговечны, но требуют наличия компрессора, что усложняет конструкцию.
¶Амортизация
Без амортизации вибрация уходит в пол, разрушает основание и снижает КПД. Типовые решения:
- Пружинная подвеска — пружины от автомобилей или пружины промышленного типа, установленные между рамой и вибрирующей плитой.
- Резиновые подушки — отрезки плотной резины (камеры грузовиков, технические втулки), уложенные под раму.
- Подвес на тросах — плита подвешивается на стальных тросах к станине, что обеспечивает почти полную изоляцию колебаний.
¶Порядок сборки
- Изготавливается рама из профильной трубы 40×40 мм или швеллера: сваривается прямоугольник с поперечинами, при необходимости привариваются ножки.
- К раме крепятся амортизаторы.
- Изготавливается вибрирующая часть: плита из листовой стали, к её нижней стороне привариваются лапы вибромотора.
- Вибромотор устанавливается по центру плиты (или два двигателя — симметрично, для равномерного распределения вибрации на больших столах).
- Проверяется работа: плита должна вибрировать равномерно, рама — оставаться практически неподвижной.
¶Меры безопасности
При работе с самодельным вибростолом необходимо учитывать несколько факторов: электробезопасность (заземление, герметичные соединения, поскольку бетонная пыль и влага агрессивны к электрооборудованию), вибрационную защиту (длительная работа с вибрирующим инструментом без перерывов вредна для здоровья), надёжность крепежа (вибрация разбалтывает болтовые соединения, поэтому их периодически подтягивают или используют контргайки и фиксаторы резьбы).
Вибростолы промышленного изготовления выпускаются рядом российских предприятий; для мелкосерийного производства тротуарной плитки и бетонных изделий самодельные конструкции на базе вибромоторов ВИ остаются распространённым и экономически оправданным решением.
Источники:
- ГОСТ 29733-92. Изделия бетонные. Методы испытаний уплотнения
- СН 515-78. Техника безопасности в производстве бетонных и железобетонных изделий
- Справочник по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона