Глубинные вибраторы

При приготовлении рабочей смеси из бетона и бута в ее состав попадает до 3% воздуха, который при застывании состава имеет свойство собираться в пузырьки и уменьшает прочность бутобетонного монолита. Хуже обстоит дело, когда бетонным раствором заливаются армирующие конструкции, потому что  при сгущении теряется текучесть и не заполняются пустоты.

До изобретения погружного вибратора, мероприятия по уплотнению бетона проводились вручную и по наитию. Уплотнение бутобетонной смеси с помощью создания механических вибраций непосредственно в смеси бутобетона оказалось тем способом, который в короткий срок был принят всеми строителями мира.

Ныне многие компании выпускают глубинные вибраторы для бетона, которые улучшают прочностные свойства бутобетонной смеси по единому принципу:

В раствор помещается рабочий механизм (булава). К нему от двигателя через гибкий вал подается вращательное движение. В булаве расположен эксцентрик, который и преобразует гармоническую энергию в вибрирующие поступательные движения рабочего механизма (булавы).

Булава легко перемещается по участку и воздействует на смесь вокруг себя на расстоянии до 80 см:

• удаляя из нее включения воздуха;
• увеличивая текучесть;
• повышая однородность смеси;
• увеличивая плотность бетона до плотности естественного камня (бута).

Устройство глубинных вибраторов

В зависимости от густоты раствора участок обрабатывается 10 – 30 сек. Полное уплотнение бетона на данном участке определяется по состоянию поверхности смеси.

Поверхность перестает быть пористой и неоднородной, и на ней появляется «цементное молочко». Дальнейшая обработка участка вибрацией теряет смысл, потому приводит к опусканию в нижние слои смеси крупных частичек раствора.

Булава из рабочего участка изымается постепенно и медленно, чтобы оставляемое булавой место затянулось раствором без включения в него воздушных пузырьков. Мощность, частота и время вибрирования рабочего механизма в растворе выбираются в соответствии с составом бутобетонной смеси и уровня подвижности.

Рабочий механизм погружается на всю глубину свежезалитого бетона. Если предыдущий слой еще не утратил своей текучести, когда началось уплотнение верхнего слоя, то в этом случае размывается стык двух слоев бетона, залитых не в одно и тоже время. Этот стык является зоной с ослабленной прочностью в создаваемом бетонном монолите.

Эффективность уплотнения бетона методом погружения булавы в него основывается на том, что энергия вибраций передается непосредственно раствору. Рабочие механизмы вибраторов мировые производители выпускают от 2 см и больше в диаметре. Поэтому удаление воздуха и уплотнение бутобетонной смеси сегодня производиться и в труднодоступных местах и со сложно армированных конструкций.

Квалифицированное проведение работ по уплотнению с помощью вибратора положительно влияет на качество бетонного монолита потому, что:

• активное удаление влаги с бетонной смеси повышает механическую прочность конструкции;
• удаление воздуха с раствора снижается уровень гигроскопичности уже затвердевшего монолита;
• повышается морозостойкость и сопротивляемость к истиранию;
• увеличивается степень сцепления бетона со стальной арматурой.

Важно отметить, что удаление воздуха с помощью вибратора не происходит в тех зонах бетона, которые плотно прилегают непосредственно к опалубке.

Типы глубинных вибраторов

Вибраторы по способу передачи энергии с двигателя к рабочей части устройства делятся на две группы:

• механические;
• пневматические.

Механический погружной вибратор оснащается гибким валом (это стальной трос, который для безопасности персонала помещен в резиновый шланг). Максимальная длина такого привода делается не более 6 м.

Пневматические глубинные вибраторы – для подачи вибрирующих импульсов с пневматической турбины на рабочий механизм оснащаются воздуховодами, длина которых ограничена из-за снижения уровня давления в нем.

По типу приводного двигателя вибраторы делятся на:

• электрические;
• дизельные;
• бензиновые.

В зависимости от мощности и габаритных размеров электродвигателя электрические вибраторы делятся на:

• Портативные,
• Стандартные.

Электродвигатели питаются однофазным напряжением в 220 В, трехфазным – 380 В, либо напряжением с использованием понижающих трансформаторов – в 42, 36, 24 В.

На тех строительных площадках, где нет доступа к стационарному электропитанию, применяются дизельные и бензиновые глубинные вибраторы с электрогенераторами на 380, 220 и 24 В.

Они выгодны в первую очередь своей мобильностью, а во вторую – приспособленностью к интенсивной и протяженной по времени работе. Поэтому на их основе и делают промышленные многопостовые глубинные вибраторы, которые применяются для уплотнения бетонных заливок на участках со значительными площадями.

Сам рабочий механизм (булаву) подбирают, принимая в расчет условия эксплуатации устройств, свойств и состав бутобетонной смеси.

Но промышленность выпускает булавы и других диаметров.

Важно определиться также с выбором длины булавы. Если двигатель вибратора достаточной мощности, то устройство сможет за одно погружение уплотнять бетонную массу на длину вибронаконечника. Для маломощного (портативного) устройства приобретать длинную насадку не имеет смысла.

При выборе вала руководствуются следующей информацией:

• толщина слоя бетона, который нужно уплотнять за один проход;
• высота заливки;
• толщина стен;
• размеры заливаемой площадки;
• состав бутобетонного раствора.

При этом следует помнить, что гибкий вал не должен иметь радиус изгиба меньше, чем 300 мм. Не выполнения этого условия снижает срок эксплуатации аппарата и непосредственно гибкого вала.

Особенности

Правила техники безопасности при работе с электрическими вибраторами схожи с техникой безопасности при эксплуатации других электроинструментов.

Категорически запрещается работать:

• неисправным устройством;
• с поврежденными электрическими кабелями;
• при не надежном подключении аппарата к сети;
• при появлении запаха гари перегретой изоляции, что свидетельствует или о перегреве электродвигателя, или о коротком замыкании;
• оставлять подключенное к сети устройство без присмотра;

Запрещается делать технический уход или ремонтировать электроаппаратуру при включенном электроснабжении.

Но имеются и особенности техники безопасности при работе с глубинными вибраторами:

• запрещена эксплуатация устройства без индивидуальных средств защиты организма человека от влияния на него вибрации;
• запрещено дотрагиваться до вибрирующей булавы до полной остановки двигателя;
• нельзя держать работающее устройство ближе 30 см от вибронаконечника;
• уровень звукового давления при работе устройства не должен превышать 98 Дб;
• оператор не должен работать с глубинным вибратором больше 72 минут на протяжении одной 8-часовой рабочей смены.

Эксплуатация глубинных вибраторов

Устройство работает надежно и безотказно, если при его эксплуатации неукоснительно придерживаться правил технического ухода:

1. Перед каждым началом работы осматриваются резьбовые соединения, проверяется затяжка.
2. Постоянно ведется наблюдение за технической исправностью электрических контактов и целостностью изоляции кабелей.
3. Сердечник гибкого приводного вала смазывается через каждые 40 часов работы или не реже одного раза в неделю.
4. Не реже одного раза в месяц или после 160 часов работы  осматривается смазка подшипников и шарнирного соединения вибронаконечника. При необходимости старая смазка удаляется и наносится новая.

При эксплуатации глубинного вибратора работник должен постоянно следить за тем:

• чтобы булава не соприкасалась со стальной арматурой и опалубкой. Это приводит к перегрузке двигателя и выходу из строя вибронаконечника.
• чтобы погружать рабочую часть вибратора в бетонный раствор на полную длину.
• чтобы выемка булавы с уплотняемого раствора производилась медленно и при работающем двигателе.

Когда внезапно прекращается вибрирование булавы во время уплотнения бетонной смеси, рекомендуется отключить питание двигателя устройства и в первую очередь проверить надежность соединение кабеля с питающей сетью и чистоту поверхности вибронаконечника.

При вращении ротора трехфазного двигателя в левую сторону (против часовой стрелки) происходит самоотворачивание гибкого вала и булавы. Для устранения этой неполадки следует два фазных проводника на питающем кабеле поменять местами.

После хранения устройства в холодном помещении, перед эксплуатацией аппарат рекомендуется два часа выдержать в теплом помещении, чтобы с него испарился конденсат.

Неисправности и ремонт

Глубинные вибраторы состоят из трех частей:

• силового привода;
• гибкого вала, предназначение которого передавать механическое усилие с ротора двигателя к рабочему механизму и погружного вибрационного наконечника.

В тяжелом режиме гибкий вал испытывает перегрузки, и именно он выходит со строя в первую очередь, что выражается или в разрыве троса, или в срыве резьбы в месте крепления троса.

• В первом случае вал заменяется новым, потому что он восстановлению не подлежит.
• Во втором – восстанавливается разрушенное крепления.

Если при включении устройства не запускается выработка вибраций, то для его запуска бывает достаточно встряхнуть булаву посредством легкого бокового удара об опалубку. Это эксцентрик, находящийся внутри корпуса «булавы», занял нейтральное положение, из которого он выводится механическим воздействием.

Не рекомендуется смазывать приводной трос устройства жидким маслом для двигателей путем его заливки в корпус гибкого вала, потому что при попадании масла внутрь корпуса булавы, эксцентрик перестанет вырабатывать вибрации.

Такая поломка устраняется путем разборки булавы и очистки ее от масла с помощью бензина. После просушки деталей механизма наносится смазка только на сами подшипники вибронаконечника.

Работа же троса «на сухую» крайне не желательна, потому что она приводит к увеличению непродуктивных перегрузок и на двигатель и на рабочий механизм булавы с подвижным небалансным бегунком.

А попадание влаги через внутреннюю полость гибкого вала в корпус электродвигателю приводит к замыканию обмотки на корпус и к выходу со строя привода. При такой поломке отремонтировать двигатель можно только посредством перемотки обмотки статора в специальной мастерской.

Эксплуатация вибронаконечника без погружения в жидкую среду допускается только на протяжении 5 – 10 секунд. За одну минуту без отвода тепла водой булава разогревается до температуры выше 100⁰С.

Если во время проведения работ по уплотнению бетона корпус электродвигателя попадает под напряжение, следует немедленно прекратить эксплуатацию устройства и проверить целостность изоляции питающего кабеля, и в случае необходимости, заменить. Данная неисправность возникает и при пробое изоляции обмоток статора или преобразователя.

Причинами не включения в работу вибронаконечника могут выступать такие неполадки в коммутационной аппаратуре электрооборудования, как:

• заниженная мощность стабилизаторов;
• избыточная длина питающего кабеля;
• недостаточная площадь сечения проводников электрического тока;
• обрывы проводников и отсутствие контактов в выключателях.

Все перегрузки, которые гибкий вал аппарата переносит непосредственно на ротор, сказываются на состоянии электрической схемы электропитания двигателя. Поэтому общее техническое состояние устройства определяется по потребляемому току в номинальном режиме работы глубинного вибратора.

Для такой проверки достаточно опустить булаву в воду, запустить устройство и токоизмерительными клещами измерить потребляемый ток. Если он превосходит номинальный ток, который указан в паспорте изделия, на 20%, то это означает, что вибратор требует глубокого технического обслуживания с заменой подшипников и восстановлением уровня изоляции питающих кабелей и обмоток двигателя.

Разборка и сборка составных частей вибратора при обнаружении неисправностей
Для ухода за устройством и своевременной смазки подвижных механизмов  постоянно возникает потребность в разборке гибкого вала, и реже – водонепроницаемого вибронаконечника и электродвигателя.

При выявлении перегрева двигателя, замыкания на корпус аппарата, отсутствия вибрации булавы и других неполадок глубинный вибратор разбирается в следующем порядке:

• отворачивается броня металлорукава от рабочего наконечника и двигателя;
• отсоединяется сердечник гибкого вала от шпинделя булавы;
• отворачивается резьбовое сочленение на роторе двигателя;
• снимается крышка выключателя;
• кабель отсоединяется от контактов коммутационного аппарата;
• снимаются на двигателе подшипниковые щитки;
• отворачивается головка вибробулавы;
• вынимается из булавы бегунок.

При такой разборке после очистки от загрязнений устройства выявляются все те неполадки, которые устраняются своими силами:

• разбитые или не смазанные подшипники на двигателе;
• появление сырости внутри электродвигателя;
• вышедший из строя или не смазанный подшипник вибронаконечника;
• разбитые резьбовые соединения, которые не позволяют затягивать сочленения гибкого вала к ротору двигателя и булаве;
• не плотное прилегание проводников к контактам выключателя;
• попадание смазки на рабочие поверхности конуса.

Если признаков чистого замыкания обмотки статора на корпус нет, а сопротивление изоляции, тем не менее, понижено (0.5 МОм), тогда снимаются обе крышки двигателя, вынимается ротор и статор ставиться на просушку. При механической целостности изоляции сопротивление после просушки должно восстановиться до уровня 50 МОм.

При обнаружении данных неисправностей, их следует заменить даже в том случае, когда нет видимых повреждений.

Подшипники на двигатели вибраторов, производимых промышленными предприятиями, ставятся стандартные закрытого типа. Поэтому подшипники приобретаются и в специализированных магазинах, и в обычных магазинах по маркировке, которая указывается и на корпусе изделия и в паспорте оборудования.

Сложнее подобрать запасные части для восстановления исправного состояния вибронаконечника. Поэтому за приобретением запчастей к вибробулаве конкретной модели обращаются или в интернет магазины, что специализируются на поставках запчастей к строительной технике, или на официальный сайт фирмы-производителя оборудования, или в специализированные мастерские.

На бытовых аппаратах (мощностью до 2 КВт) производители устанавливают разъемы на место соединения гибкого вала с приводным устройством для быстрого съема рукава и очистки и обслуживания гибкого вала.

Гарантийное обслуживание

На портативную строительную технику и ее составные части заводами даются гарантийные обязательства на протяжении 1 (одного) года при условии выполнения технических требований по уходу за ним.

В том случае, если неисправность техники возникает в результате не правильных действий потребителя, завод за нее ответственности не несет. Для примера: разрыв рукава из-за затвердевания «бетонного молока» в его полости свидетельствует, что клиент после завершения работ по уплотнению бетона не делал очистки гибкого вала. По этой причине производитель и не несет ответственности за такого рода поломки.

Но в тех случаях, когда:

• не выполнялись условия хранения аппарата (сырое помещение, не очищенные и не смазанные подвижные части механизмов, не дозволенное перегибание гибкого вала…);
• случился перегрев булавы из-за работы в безводной среде;
• вышел со строя двигатель из-за пониженного напряжения в питающей сети;
• булава эксплуатировалась в зажатом между арматурными прутьями состоянии;
• отсутствовала смазка троса гибкого вала и подшипников привода и булавы,

и устройство вышло со строя, производитель бесплатного восстановления строительной техники потребителю не предоставляет.

Производители глубинных вибраторов

Рынок строительной техники насыщен и способен удовлетворить требования потребителей, которым необходимо при возведении сооружений улучшать свойства бетонных и железобетонных конструкций методом виброуплотнения.

Для лиц, которые строят частные дома, многопрофильные производственные компании:

• CHAMPION,
• Energomash,
• Majak,
• Makita,
• Sturm,
• TSS.

изготовляют портативные глубинные одно постовые вибраторы мощностью 0.5 – 2. 2 КВт и спектр запасных частей к ним для удовлетворения потребностей строительства в ограниченных объемах.

В ряду линейки электротоваров торговой марки Makita покупатель кроме глубинных вибраторов найдет 1.5-килограммовые виброштанги, которые легко контролируются при уплотнении бутобетонной смеси при закладке фундамента загородного дома.

Торговая группа «Штурм» работает под девизом «Производим электроинструменты для мастеров на все руки». Их портативные уплотнители бетона отличаются качеством и надежностью в эксплуатации.

Симферопольский завод, который выпускает несколько моделей портативных погружных вибраторов марки TSS, специализируется на производстве систем корабельной автоматики. Бытовые электроинструменты данного завода оснащаются однофазными двигателями мощностью до 1.1 КВт.

Компания Belle кроме портативных электроинструментов производит сварочные аппараты и профессиональное строительное оборудование, оснащенное 3-фазными приводами с пониженным напряжением и бензиновыми двигателями.

Глубинные пневматические вибраторы компании Belle используются на строительных площадках промышленных объектов. Гибкие валы заводы Belle выпускают длиной в 2, 3 и 4 метра с соединениями, которые не подходят к булавам других производителей.

Международная Группа компаний Wacker Neuson, штаб-квартира которой находится в г. Мюнхен, специализируется на выпуске мощного профессионального строительного оборудования: краскопульты, дрели, шлифовальные машинки и т.д.

На одном из ее заводов производятся многопостовые глубинные вибраторы трех типов:

• пневматические аппараты с приводными двигателями внутреннего сгорания (бензин, дизель);
• электромеханические аппараты с приводными двигателями внутреннего сгорания (бензин, дизель);
• 3-фазные электрические аппараты с понижающими напряжение преобразователями;
• 1-фазные электрические аппараты с понижающими напряжение преобразователями.

Компания выпускает мощные приводы, а гибкие валы и вибрационные наконечники для них производятся стандартных, как для Западной Европы, так и для России, размеров.