1、第四章 混凝土密实成型机械,1. 概述,一.成型的概念将混凝土放入有一定几何形状和尺寸的模型中，并使之密实的机械，是混凝土制品工艺过程中重要的工序。 二.方法1.流动性好的混凝土依靠自身的流动性就能很好地充满模型，如加气混凝土、泡沫混凝土等；2.流动性不好的混凝土自身流动性不能很好地充满模型，必须施加外力使混凝土密实成型和充满模型，施加的外力由机械完成，对应的机械称之为成型机械。,对混凝土施加外力的方法有：,a.振动法使混凝土在振动的作用下成为暂时的流体，而充满模型的各个部位，以达到密实的状态。b.离心法使混凝土在离心力的作用下均匀、密实地分布于模型内，如混凝土电线杆。c.压制法混凝土在上下冲
2、模中压实成型。d.挤压法混凝土由螺旋斜面挤压成型。,e.真空法,将混凝土中多余的水分和空气在压差作用下滤出，使之密实成型。f.混合法将上述方法组合，如加压振动、振动挤压、离心振动等。,2.振动成型机械,一.工作原理与类型1.工作原理用专门机械产生振动，并将振动传给模型内的混凝土使之产生强迫振动，实现密实。振动成型机械是使混凝土产生振动的振动源2.成型机械类型 按使用的动力：电动、内燃机、气动、液压传动,按振动频率：,高频（800015000）次/min中频（45008000）次/min低频（15004500）次/min 按振动方式：振动台内部振动器表面振动器附着式振动器,二.常用振动成型机械,
3、（一）振动台1振动台基本构造 台架：承载模型和混凝土，模型紧固在台架面上，台架下面安装振动器，当振动器工作时，将振动传给模型内的混凝土。一般载重量（13）t，大型（510）t 振动器：提供振动源，由安装在轴上的偏心块产生的离心力激振。,激振离心力计算：,Q0=mr2 Q0y=Q0Sint Q0x=Q0 Cost 式中：m-偏心块质量r-偏心距-角速度t-时间 由于振动器在水平方向产生分力，不利于混凝土垂直振动密实，所以，振动台上通常都安装两个振动器，并使两个振动器反向转动，抵消水平分力。,传动装置：,将电动机的动力传给振动器。 支承弹簧：连接振动台架与基础，避免工人长期在振动条件下作业。 2.
4、振动台的性能参数振动器的振动频率、振幅；振动台载重量、振动载荷、振动台振幅、激振力、功率、支承弹簧的总刚度、基础最小重量 3.转轴临界角速度计算（详见物理学）即共振时的角速度，避免发生共振。,4.其它形式的振动台,a.无台架式振动台 特点：取消了台架，弹簧与激振器组成支柱，支柱上装有电磁铁卡模装置，模底有相同振幅的振源，克服了模底各点振幅差大的缺点，重量轻，降低了动力消耗。,b.水平定向共振振动台,特点：激振器安装在模板侧面，利用共振实现混凝土的密实。偏心块质量和力矩小，从而减少功率和振动台质量；激振力垂直模板侧面，因模板纵向刚度大，故可制成轻一些，节约材料；混凝土表面不吸空气，振动横向（水平
5、）传递，气泡易排出，制成的混凝土构件质量好。 适用：大型细长混凝土构件和预应力混凝土构件。,c.冲击振动台,结构上由两个重型框架组成，下框架固定在钢筋混凝土基础上，上框架是活动的，下框架上装有四根横向轴，轴上有凸轮，它和固定在上框架上的滚轮接触，实现冲击加振动。 特点：功率消耗少，是一般振动台的1/21/3，结构简单，使用可靠，制品表面光滑，无气泡。 适用：生产外墙板、内外阳台护板、装饰构件等。,d.滚轮式脉冲振动台,特点：将脉冲传给混凝土，改变转速即可调整脉冲频率，结构简单、坚固，噪音小。 适用：多品种混凝土构件。 上述机械的共同特点：振动为非线性，对混凝土密实有利，振动频率和故有频率接近或
6、是整数倍，近于共振，消耗的功率大大降低，自重轻，噪音小。,（二）外部振动器和表面振动器,1.附着式振动器 构造：将振动器直接安装在模板上，通过模板将振动传给混凝土，实现密实。在成型机模板或成型机上可根据需要安装一定数量的附着式振动器，同时振捣。 适用：振实断面较小和钢筋较密的柱子、梁等。,类型及工作原理：,电动附着式振动器（上图）：偏心块直接安装在电动机输出轴上，环向激振，产生水平振动； 摆式定向振动器：当偏心块转动时产生垂直方向的振动，水平方向的振动转为振动器对摆轴的摆动，不再传给混凝土。 工作参数：频率、电动机功率、电压、偏心动力矩、激振力、振幅、总重。,2.表面振动器,构造：附着式振动器
7、下面加一个底板。 特点：直接放在混凝土上进行作业，振捣深度一般为（150250）mm。 适用：振实大面积、小厚度混凝土，如混凝土楼板、路面、地坪等。,使用条件：,要求振动器底板和混凝土贴合在一起，即有足够的粘着力，这样，振幅适当时，底板和相贴合的混凝土才能一起振动。 性能参数：振实深度、振实时间、生产率、振幅、激振力。 振动器底板尺寸：按浮力定律计算，必须使振动器能浮在混凝土表面。,（三）内部振动器,特点：是将振动器插入混凝土内部进行振实的振动设备，可将振动波直接从振动器传给混凝土，振动部分质量小，功率消耗少。 适用：多种混凝土构件，如混凝土预制桩，特别是空心楼板，可提高振实效果，减轻设备自重
8、，并在制品中形成空心。,1.电动行星式内部振动器,构造：电动机、传动软轴、振动棒 工作原理：依靠滚锥行星运动激振。 性能参数：振动器频率、激振力、功率、生产率,2.其他型式的内部振动器,电机直连高频偏心式内部振动器液压传动内部振动器,3.压制成型机械,一.概述 压制成型：以较大的压力迫使物料的颗粒产生移动，相互靠拢，并在颗粒之间产生变形，增加它们之间的接触面积，使之逐步形成整体。 类型：盘转式、杠杆式、液压式,二.常用压制成型机械,1.盘转式压砖机 构造：压制机构-对砖施力；插芯机构-压制时芯将盖住位孔，顶坯时移开；填料机构-加料；清扫机构-清洁下冲模；制动机构-制动、防大盘越位；顶坯机构-顶
9、坯；传动机构-驱动转盘、顶坯机构、压制机构调节料高机构-调料高。,2.杠杆式压砖机,电动机通过带传动、轮系使大齿轮运动，安装在大齿轮上的两个凸轮机构分别完成送料、顶坯两项工作，转动手轮，通过螺杆和杠杆可调整横梁位置，从而实现料高调整。 特点：该机械通过三次压制，实现对制品的加工。,三.其它形式的成型机械,1.混凝土挤压机（行模机）这是一种利用螺旋绞刀对混凝土进行挤压、并附加内外振动器使混凝土密实成型的设备。 构造：螺旋绞刀、传动系统、料斗、内外振动器、行模。 工作原理（见教案图）：混凝土经料斗被绞刀推向成型室，混凝土在内外振动器作用下密实，最后成品被绞刀从出口推出。,适用：,空心楼板、工字型梁
10、、双“T”型板等干硬混凝土构件。 特点：可连续生产、生产率高、构造简单、成型不需要加模，节约钢材；操作方便。,2.振动冲压成型机,特点：振动器外壳即为混凝土空心部分形状。 适用：制造槽型板、密肋形板。 工作原理：见教案图。,3.混凝土振动加压成型机,构造（见教案图）：浇灌预振机（带振动梁的浇灌车）、振动压力机。 工作原理：带振动梁的浇灌车先在底模中浇入厚为构件厚140的混凝土，然后将之振动梁振动捣实130后，进入振动压力机。当经预振的混凝土底模沿轨道进入压力机后，振动板通过液压油缸下降，开始振动。 特点：混凝土上下两面加压振动，还有液压油缸的静压力，适合干硬混凝土。,4.离心密实成型机械,工作
11、原理：利用旋转模子的内壁带动混凝土运动，在离心力、重力、粘着力、摩擦力共同作用下，使混凝土沿管模内壁分布、捣实、并将多余水分挤出，形成制品。 适用：内部成圆形空孔断面的细长杆件，如混凝土管、电线杆、管桩、柱子等。,类型：,按管模支承方法：1.托轮式（见教案图）管模由三个托轮支承，依靠托轮与管模之间的摩擦力驱动管模转动，托轮是通过电动机、带传动来驱动的。构造简单、容易加工制造、操作方便，用途广泛。但管模和托轮都是钢制的，易磨损、有噪音和振动。,2.车床式,将管模放在前后卡盘之间，管模在电动机、轮系的驱动下随卡盘一起转动。克服了托轮式的缺点，但机械构造复杂、操作不便、用途不如托轮式广泛。 工作参数：1.布料转速n布（r/min)布料转速根据颗粒离心力等于重力推出。, ,2.密实转速n密（r/min),根据能产生相当于捣实压强的离心力；使混凝土多余的水分充分排出；,公式中：,R、r-混凝土管外、内半径，m P外-密实时混凝土对管模的表面压力，Pa- 混凝土容重，24000N/m3,3.驱动功率,匀速布料所需功率、静功率、惯性功率计算公式参照有关资料。,
