Введение к работе
Актуальность работы. Важнейшей технологической операцией в производстве изделий сборного железобетона является формование. Именно способ формования бетонных и железобетонных изделии в значительной мере определяет доліовечность получаемых изделий и эффективность работы предприятий.
Как показали исследования, проведённые во ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТОНе, ВНИИСтроме, МГСУ, НИИЖБе, НИЛФХММ, ЦМИПКСе, ЦНИИСе, одним из наиболее перспективных методов формования изделий из жестких бетонных смесей является способ роликового (радиального) формования или прессования.
Анализ технологий роликового формования плоских изделий и радиального прессования трубных изделий позволил установить общие закономерности происходящих при формовании процессов и на их основе создать технологию зонного нагнетания, которая является развитием технологии роликового и радиального формования, и в которую эти технологии входят как частный случай.
Основными преимуществами технологии зонного нагнетания являются:
возможность уплотнения особо жестких смесей, что обеспечивает возможность получения долговечных изделий с предельно уплотненной структурой, сокращения цикла термообработки, металлоемкости производства и т.д.;
реализация на одной формовочной установке одновременно подачи, распределения, уплотнения бетонной смеси и отделки верхней поверхности формуемого изделия без применения ручного труда, что создаст предпосылки для создания автоматизированных и роботизированных линий;
- возможность контролирования качества уплотнения в ходе
выполнения процесса;
- пониженный уровень шума, отсутствие вибраций на месте оператора,
простота и надежность формовочного оборудования.
Преимуществом рассматриваемой технологии является также то, что она позволяет формовать практически любые сыпучие и пластичные массы как с армированием, включая дисперсное , так и без пего.
Однако широкому внедрению технологии зонного нагнетания препятствовало отсутствие исследований, обобщающих накопленный опыт по роликовому формованию бетонных смесей, сведений об общих закономерностях и физической сущности технологии зонного нагнетания.
общих методов расчета оборудования с учетом взаимодействия уплотняющего органа с уплотняемой средой.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось получение научно обоснованных данных, необходимых для создания новых конструктивных схем установок зонного нагнетания и проектирования их для производства изделий из жестких бетонных смесей, разработка методики инженерного расчёта основных параметров установки зонного нагнетания и рекомендаций по выбору рациональных режимов формования.
Для достижения поставленной цели работы необходимо решение следующих задач:
- разработка теоретических основ зонного нагнетания;
- выбор и обоснование основных параметров процесса зонного
нагнетания;
разработка методики проведения экспериментальных исследований;
экспериментальное изучение механизма уплотнения, закономерностей развития зоны уплотнения и характера движения материала в зоне формования;
исследование взаимодействия рабочего органа с бетонной смесью в установках зонного нагнетания, определение взаимосвязи нагнетающего усилия с основными параметрами установок и качеством формуемых изделий;
экспериментальное определение влияния геометрических параметров нагнетающего рабочего органа на качество уплотнения и эффективность работы установок; определение действующих на рабочий орган и форму силы реакции уплотняемой смеси;
разработка на базе теоретических и экспериментальных исследований новых конструктивных схем установок зонного нагнетания с плоскостными рабочими органами и методики их расчёта.
Научную новизну работы составляют исследования механизма уплотнения бетонной смеси в процессе зонного нагнетания, зависимости для определения расчетным путем производительности установок зонного нагнетания с плитным и решетчатым рабочим органом, закономерности развития зоны уплотнения под нагнетателем, нагрузок, действующих на установку и формы с учетом видов смесей и типа изделий, зависимости для определения степени уплотнения в ходе формования изделий, технологические приемы и параметры формования методом зонного нагнетания, обеспечивающие получение изделий надлежащего качества.
Практическое значение. Разработаны установки зонного нагнетания с решётчатыми и плитными рабочими органами, позволяющие изготавливать
плоские изделия из жестких смесей с армированием, в том числе с дисперсным, и без него, (дорожные, тротуарные плиты, сваи, фундаментные блоки, стеновые камни и кирпичи. Установки зонного нагнетания полностью механизируют формование и автоматизируют контроль качества уплотнения, обеспечивают комфортные условия труда за счет значительного уменьшения шума и исключения вредного влияния вибрации.
Результаты исследований использованы при проектировании и доводке формовочного оборудования для изготовления плит.- и установок для изготовления стеновых камней, бетонных блоков и тротуарной плитки. Начат серийный выпуск установок зонного нагнетания для производства стеновых блоков из бетонных и грунтобетонных смесей.
Апробация работы.
Основные положения работы доложены на Координационном совещании "Теория и практика формования железобетонных изделий и конструкций" (апрель 1985 г., Москва), на научно-техническом семинаре "Совершенствование технологии и оборудования для формования сборных железобетонных изделий на предприятиях стройиндустрии" (февраль 1986 г., г.Челябинск) и на производственно-техническом семинаре «Новые технологии и оборудование для формования сборных железобетонных изделий» (март 1989 г. г.Челябинск).
Публикации. По теме диссертации опубликовано тринадцать печатных работ, в том числе восемь авторских свидетельств и патентов на изобретения.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, библиографии; содержит 184 страницы текста, 79 рисунков, 12 таблиц. Библиография включает 172 наименования.
