Насадка вибратор для бетона на дрель

273

В строительстве при возведении фундаментов или монолитных стен высококачественным бетоном необходима его укладка без пустот. Для этого созданы специальные механизмы, которые называются бетонные уплотнители или вибраторы.
По принципу работы привода конструктивно выполняются 3 видов:

  • пневматические,
  • электрические и
  • двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

По передаче вибрации раствору — глубинные и поверхностные.

Пневматические агрегаты

бывают двух видов: работающие по принципу пневмомолотка и роторных турбин. В первом случае рабочий орган получает вибрацию от ударов движущего молотка по бойкам. Во втором,  к наконечнику ротора крепится гибкий привод, который связан с булавой. Вращение ротор получает от сжатого воздуха, создаваемого компрессором.


Электрические

в свою очередь, делятся на стационарные и переносные. Стационарные выпускаются с приводом от электродвигателей, которые устанавливаются на платформах или салазках и имеют ограниченную возможность перемещения. Двигатели выпускаются на подставках и при работе вибратора остаются неподвижными. Переносные (ручные) с приводом от электродрелей или перфораторов.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

С приводом от ДВС вращение гибкий вал получает от муфты сцепления посредством механического присоединения к выходному валу.

Гибкий привод рабочего органа (булава)

Для этой цели промышленность выпускается насадка — вибратор для бетона на дрель по низкой цене, которые выпускается в бытовом и профессиональном вариантах.
Вибраторы, выпущенные для профессионального применения: имеют специфическую конструкцию в зависимости от типа работы и мощности привода.
Бытовые: для домашних несложных работ по заливке бетонных полов или ростверковых фундаментов.
В статье будут рассмотрены только бытовые устройства для уплотнения бетонной смеси

Устройство вибратора

Вибратор состоит из трех составных частей:

  • непосредственно самого вибратора;
  • привода к исполнительному органу — виброколотушке;
  • механизма привода. Этим устройством может быть любые двигатели: пневматические, электрические или ДВС.

Устройство гибкого привода

Соединение между двигателем и исполнительным органом является гибкий привод. Привода могут быть различной конструкции: гибкими, металлическими, короткими, длинными, закрытого типа, жесткого крепления и подбираются для определенного вида работ. Наружный диаметр гибкого привода может находиться в широком диапазоне от 15 до 35 мм, длиной от 0,5 до 15 м. Наиболее универсальным является гибкий вал длиной 2,5-3 м.

Состоит привод из наружной пустотелой оболочки с внутренним проходным отверстием для гибкого стального троса или витой пружины. Одним концом стальной трос соединяется с валом двигателя, второй конец подходит к приводу «колотушки». Соединение осуществляется классическим шестигранником или зажимным хомутом.

Устройство наконечника (вибратора)

Вибратор служит для создания высокочастотных механических волн и их передачи в раствор бетона. Конструкции наконечника разнообразны, но назначение одно — создание высокочастотной вибрации в наконечнике и передачи колебаний в строительную смесь.

Для создания вибрации применяется эксцентриковый вал. Эксцентричность создает дополнительный груз на конце или середине стержня прикрепленный, с одной стороны. Сам стержень находится внутри твердой оболочки, обычно она металлическая и изготовлена из трубы. Вращение эксцентричного вала обеспечивают подшипники, внешние обоймы которых установлены в направляющих, которыми служит корпус, внутренними обоймой — эксцентричный стержень.

Корпус «колотушки» с одного конца герметично закрыт, ко второму подходит конец гибкого вала, который соединяется с вибро-стержнем. Раскручиваясь эксцентрик стержня начинает вибрировать. Вибрация через подшипники передается на корпус наконечника. Частота колебаний зависит от оборотов привода и диаметра вала на котором находится эксцентрик. Чем больше диаметр вала, тем больше амплитуда и меньше частота колебаний.

Наружные устройства уплотнителей

Кроме глубинных уплотнителей бетонного раствора промышленность выпускает наружные. Наружные приспособления применяются для изготовления мелких, узких или глубоких изделий, например, монолитные стены или колонны. В таких устройствах принцип передачи механических волн в раствор передается через обечайки опалубки в которой находится смесь. Мелкие детали однообразной формы или одинакового размера, размещаются на одно-многоуровневом постаменте, колебания передаются через общий вибростол с приводом от одного движителя.
Наружные вибраторы также широко применяют для помощи выгрузки раствора из крупных емкостей: кузовов автомобилей или бетономешалок и ускорения движения смеси в лотках.

Конструкция подобных устройств несложная, обычно — это одно или трехфазный двигатель с удлиненными валами на которые насажены небалансные втулки. При вращении вала, эти втулки создают вибрацию, которая передается через жесткое крепление через стол на изделия.

Для дополнительного увеличения мощности вибрации крайние концы небалансных втулок могут касаться основания постамента стола создавая дополнительную амплитуду от ударов. Кроме вышеописанных, для работ со бетонными смесями существуют формовочные и пресс-формовочные машины.

Общие характеристики вибрационных устройств уплотнения бетонных растворов

Параметр Значение Примечание
Тип привода Электрический Самое распространенные вибраторы, так как мощность электродвигателя может варьироваться от 7 кВт до 100 кВт. Современные аккумуляторные источники электроэнергии делают электропривод работоспособными в стационарных условиях и пригодными для любых условий. Электрические вибраторы легкие дешевые и универсальные.
ДВС Используют с высокопроизводительными стационарными или профессиональными устройствами.
Пневмопривод Применение стационарных компрессорных установок обусловлено при крупных производственных комбинатов ЖБИ.
Производительность Бытовые Так называемой домашние или бытовые используется в домашнем строительстве для возведения лёгких одноразовых работ по возведению фундаментов, заливки в опалубках или укладки полов в квартирах.
Профессиональные Надежная техника мощностью более 2 кВт и выше Сделана для постоянных работ с бетонными смесями любой фракции.
Вибрация Низкочастотные Низкая частота (до 4) тыс. виб /мин. и большая амплитуда обуславливает применение с бетонами крупных фракций наполнителя.
Среднечастотная Самый широко применяемый вариант (10 тыс. виб/мин.) Применяется с бетонами со средней фракцией наполнителя и степени подвижности.
Высокочастотный Частота вибраций более 10 тыс. виб/мин. Оптимальный выбор для работы с густыми смесями мелкой фракции наполнителей.
Вес до 10 кг О данном случае вес прибора не может быть приравнен к его мощности, так как основную массу забирает на себя гибкий привод булавы. Вес привода зависит от диаметра и длины. Самый минимальный вес вибратора 7 кг. Промышленные стационарные могут весить до 200 кг.
10-25 кг
более 25 кг

Вибратор для бетона Dynamic

«Динамик» — известный бренд китайских компаний-производителей инструмента, в том числе, строительного и ручного. Официальное название Dynamic Construction Machinery Co., Ltd. В продаже можно приобрести отдельно гибкий привод с булавой производства этой фирмы. Одной из популярных является модели марки EN. Диаметры булавы выпускаются от 25 до 58 мм длина гибкого привода от 2,5 до 9 м. Так же это изделие можно использовать как глубинный вибратор для бетона для насадки на дрель или подобрать к нему индивидуальный рабочий двигатель в зависимости от объема работ.

 Вибратор для бетона модель ZPND

Выпуск той же фирмы, отличия состоит в том, что модель ZPND больше ориентирована на профессиональные работы, имеет мощнее наконечник крепления и широкий ряд диаметра булавы.

Модели приводов

Модель DYNAMIC DV-230 (на картинке) представлена одной из многочисленных моделей приводов гибких валов стационарных вибраторрв для уплотнения бетонной смеси. DYNAMIC DV имеет линейку двигателей различной мощности и оборотов. Модель DV-230 позиционируется как профессиональный инструмент мощностью 1,5 кВт и оборотами 12 тыс. об/мин.

Ограничения по времени в работе не имеет. Питания переменный ток 220В, частотой 50 Гц. Имеет влагозащищенный корпус из высокопрочного полистирола, высокую степень защиты от поражения электротоком. Условия применения ограничены длиной питающего провода и мощностью. Производительность 15 м3 в час.

Привод «Калибр» ВЭР-1500 производится как легкая переносная модель на основе дрели. Поставляется без комплектующих. Производитель позиционирует как аппарат для бытового использования. Ручной переносной двигатель производится на основе дрелей, изготовленных без регулятора скорости. Основное достоинство — это мобильность, легкость и простота в применении. Может использоваться для домашней укладки полов или уплотнения заливки ленточных или ростверковых фундаментов под строения. Производительность 5-7 м3 в час.

Характеристики представленных моделей можно посмотреть в таблице
Параметр Значение
Характеристики Калибр ВЭР-1500 DYNAMIC DV-230
Тип глубинный глубинный
Мощность 1500 Вт 1500 Вт
Питание 220 В 220 В
Длина гибкого вала в зависимости от модели в зависимости от модели
Возможные диаметры вибронаконечника 25,35,45,52 мм 28,38,48,58 мм
Обороты 9000 об/мин 12000 об/мин
Масса 3,2 кг (+3-4 кг) комплектующие, поставка только привод 5 кг (+3-4 кг) комплектующие, поставка только привод
Цена 5000 руб. 9000 руб.

Обзор автономных приводов на основе ДВС

Grost VGB 4000 W.

Привод сделан на основе четырехтактного бензинового двигателя мощностью 4000 Вт. (Китай) Автономные источники изготавливаемые на основе ДВС, кроме основного привода для гибкого вала уплотнителя бетона имеют дополнительные приспособления для присоединения дополнительных устройств, например, генератора тока, универсальных муфт для подсоединения других машин, со стандартными валами.

ДВС Grost VGB 4000 W кроме основного назначения можно использовать как дополнительный источник электроэнергии мощностью до 4 кВт. Универсальность в применении двигателя делает его незаменимым на объектах не имеющих постоянного электроснабжения.

CHAMPION CVG424

Это еще один универсальный привод от китайской компании, имея одинаковую мощность с вышеописанной, но дешевле. Модель тяжелее на 4 кг из — за подставки, так как сделана из толстостенного металлического листа. Имеет меньшую емкость топливного бака. Характеристики двигателей представлены в таблице

Базовые характеристики моделей автономного привода вибраторов

Параметр Значение
Модель Grost VGB 4000 W CHAMPION CVG424
Тип привода Гибкий вибратор Гибкий вибратор
Мощность 4100 Вт 4000 Вт
Питание бензин бензин
Макс. обор. 4000 об /мин 3600 об/мин
Длина гибкого вала Не комплектуется Не комплектуется
Рекомендуемый диаметр вибронаконечника 28,32,38, 50 мм 28,32,38,45,50,60,70 мм
Размеры 550x410x430 мм 550x410x430 мм
Масса 21,2 кг 23,6 кг
Цена 17000 руб. 13000 руб.

 

Промышленное приспособление для уплотнения бетона стоит дорого, и их приобретение целесообразно при больших объемах работ. Если же работа с бетоном носит непостоянный характер, а в домашней мастерской есть дрель мощностью от 1 кВт и выше, то имеет смысл изготовить глубинный вибратор для бетона с насадкой на дрель самостоятельно.

Делаем «колотушку»

«Колотушка» — это рабочий орган, который создает вибрацию для передачи его в рабочую смесь бетона. Колебания создает эксцентриковый стержень, который вращается в подшипниках. Для изготовления стержня понадобится стальной пруток 12-20мм (в зависимости от внутреннего диметра выбранной трубы под корпус). Выточив эксцентрик на токарном станке, либо приварив дополнительный груз сбоку стержня.

Перед тем как изготовить сам эксцентрик необходимо выбрать подшипники, в которых он будет вращаться. На самом валу необходимо подготовить посадочные места под подшипник. Длина вала рассчитываемся в зависимости от диаметра и длины стержня. Чем мощнее дрель, тем длиннее или больше по диаметру эксцентрик.

Подбираем подшипник

Вид нагрузки на подшипник — вращение с переменной радиальной нагрузкой. Радиальная нагрузка передается от стержня на корпус. Дополнительная нагрузку несет подшипник на конце вала, который находится под радиально-упорной нагрузкой.

Виды подшипников, воспринимающие радиальную нагрузку

а-в) подшипники радиальные шариковые однорядные соответственно типов 0000, 60000 и 80000 (без, с одной, двумя защитными шайбами);

а-в) подшипники радиальные роликовые с короткими цилиндрическими роликами соответственно типов 2000, 32000, 42000, 52000, 92000, 62000;

д -е) подшипники радиально-упорные шариковые однорядные типа 36000; радиально-упорные роликовые с коническими роликами однорядные типа 7000.

Проанализировав ряд типовых подшипников, можно сделать вывод, что самым бюджетным вариантом — это будет выбор радиального однорядного типа 0000. Эти подшипники имеют самую простую конструкцию, но и у них самая низкая степень защиты. Если ответственный мастер привык делать все как нужно, но становится понятно, что такой вариант не оптимальный. Если уж выбрать радиальный шариковый однорядный подшипник, то лучше всего взять вариант с двумя защитными шайбами, он защищен от попадания в шарики грязи и не требует смазки т.к. она заложена при изготовлении.

Еще лучше переменные радиальные нагрузки выдерживают радиально — роликовые подшипники у них распределение нагрузки идет по всей площади ролика, соответственно концентрация нагрузки распределяется по всей площади обойм.
Учитывая условия работы подшипника на конце вала, который находится не только под радиальной нагрузкой, но и должен выдержать вес всей конструкции, лучше всего подойдет упорный роликовый подшипник с короткими роликами, либо радиально — упорные роликовые подшипники с коническим роликом типа 7000 (д-е) на рисунке.

Посадка подшипников

Для того чтобы правильно установить подшипник необходимо подготовить соответствующее место на валу для посадки обойм подшипника, для внешней нужно изготовить буксу, внешний диаметр которой должен соответствовать внутреннему диаметру трубы «колотушки». Внутренняя обойма насаживается на вал.
Прежде всего посадочная поверхность должна быть ровной по параллельности и выполнена по классу точности не менее 5. Хвостовик конечного подшипника обязательно должен иметь резьбу с фиксирующей подшипник гайкой.

Посадка подшипника на подготовленную поверхность вала может осуществляться как в горячем состоянии, так и в холодном. При горячей посадке внутренний диаметр подшипника должен быть меньше диаметра вала примерно на 0,07 мм, и перед посадкой разогреваться в масле до температуры 80°С.

Холодная посадка — диаметр посадочной поверхности обоймы должны точно совпадать с подшипником. В этом случае разрешается посадка обойм на специальный клей. Разрешенные допуски посадки подшипника по вал можно посмотреть на рисунке.

Крепление вибратора к дрели

Конструкция крепления глубинного вибратора для бетона при насадке на дрель можно представить, посмотрев рисунок. Крепление состоит из хомута, закрепленного на выступающей части шпинделя. К нему приварены растяжки, которые удерживают защитную трубу и всю конструкцию. И хотя это не лучший вариант, но сам принцип прост и понятен.

Условия успешной работы конструкции

Работа подшипников

Если подшипник правильно подобран по нагрузке и выполнены все условия посадок, гарантия долгой работы гарантирована, так как стандартом все подшипники рассчитаны на работу до 5 млн. оборотов. Также стандартом предусматривается разрешенная температура нагрева подшипника. Температура нагрева при работе не должна превышать 35°С перед окружающей средой, предельный нагрев не более 80°С.

Работа всей сборки

спешная работа подшипников будет гарантирована при правильной эксплуатации всей конструкции. Особенно при пуске собранного механизма. Дело в том, что при большом сопротивлении кручению троса привода «булавы», возможно срабатывание системы защиты двигателя.

В промышленных вариантах изготовления вибратора защита предусмотрена конструкцией, в самодельных, при жестком соединении патрона перфоратора с приводом, вся нагрузка ложиться на редуктор и возможно срабатывание предусмотренной в дрелях защиты (проскальзывание защитных муфт — трещоток, или отключение питания). Поэтому пуск лучше всего производить при минимальном сопротивлении приводного троса расположив его строго по прямой линии.