Бетонные вибраторы их типы и изготовление своими руками

Какие вибраторы для бетона используются

Чтобы раскрыть тему — как сделать вибратор для бетона, начнем с теории.  В зависимости от конструкции, в которую укладывается бетон и его объёма, в строительстве используют несколько типов вибраторов.

  • Погружной — его рабочий орган (как и понятно, из названия)  опускают в бетонную смесь, где он передает вибрацию окружающему бетону. При необходимости перемещают агрегат по объему смеси. Применяют обычно для массивных монолитных конструкций и изделий.
  • Виброплита (площадка) — вибрация передается плитой, которую перемещают по поверхности смеси. Этот агрегат используют для плоских конструкций, например бетонных плит и стяжек. Также без виброплощадки невозможно уплотнить подушку из песка и щебня под заливку фундамента или укладку дорожки.
  • Виброрейка похожа на виброплощадку, только вместо плиты используют рейку. Основное предназначение — выравнивание бетона, она уплотняет не только поверхностный слой, но и весь объем.

Благодаря компактности, можно использовать не только для горизонтальных, но и для  вертикальных поверхностей. Уплотнение виброрейкой занимает несколько большее время, чем при использовании плиты.

  • Вибростол — стационарная или передвижная установка, на поверхность которой устанавливают формы с бетонной смесью. Используют для изготовления штучных изделий (например, керамзитобетонных блоков). В промышленности вибростолы больших размеров применяются при формовке самых разнообразных конструкций: плит перекрытия и покрытия, стеновых панелей, ригелей и ферм.

Также вибраторы часто монтируют непосредственно на конструкциях форм и опалубок, что не только улучшает качество уплотнения,  но и сокращает количество операций при выполнении работы.

Видео — принцип работы бетонного вибратора

Вибратор повышает плотность бетонного раствора, что приводит к увеличению прочности всего строения. Принцип работы инструмента заключается в создании высокочастотных колебаний, которые нарушают связи между частицами раствора, изменяя тем самым его параметры. Это позволяет добиться следующих эффектов:

  • Из раствора удаляется избыточная влага и воздух.
  • Повышается прочность бетона благодаря устранению пустот.
  • Возрастают показатели текучести и однородности смеси.
  • Обеспечивается равномерное заполнение формы.
  • Ускоряется процесс затвердевания бетона.
  • Увеличивается прочность и долговечность сооружения.

Устройство инструмента предельно простое, и самодельный вибратор можно изготовить в короткие сроки, затратив на это минимум средств. Конструкция состоит из вала с двигателем, вибронаконечника и специального вибромеханизма.

Вибратор необходим для придания плотности бетонной массе, в результате чего возрастает ее прочность. Работа вибратора основана на том, что в активном состоянии инструмент создает высокочастотные колебания, нарушая связь между мельчайшими частичками бетонной массы и положительно преображая ее объемные параметры. Результатом его применения является:

  • удаление из смеси излишка влаги, воздуха;
  • устранение пустот, снижающих прочность бетона;
  • повышение текучести и однородности бетонной массы;
  • более равномерное заполнение формы;
  • ускорение затвердевания;
  • повышение долговечности строения.

Конструкция любого вибратора включает вал с двигателем, вибронаконечник, специальный вибромеханизм. Результат работы собственноручно созданного вибратора находится в непосредственной зависимости от использованной для его сборки базы.

Вибратор состоит из привода и вибровозбудителя который создает колебания, передающиеся на рабочий орган (булаву, площадку рейку). В погружных вибраторах может использоваться промежуточная передача в виде гибкого вала.

Рассмотрим каждый элемент подробнее. Некоторые вибровозбудители совмещают функцию привода, тогда конструкция состоит всего из двух узлов.

Привод вибратора

Как правило, используют три типа приводов:

  • Электрический — наиболее распространенный. Используются как обычные асинхронные двигатели, так и моторы постоянного тока. Очень редко встречаются конструкции, где для создания колебаний предназначены электромагниты (соленоиды). Отличается простотой и небольшой массой. Чаще всего вибраторы для бетона своими руками имеют этот тип привода.

К недостаткам можно отнести то, что нужно применять особые меры защиты, и понижать напряжение для обеспечения электробезопасности на строительной площадке, при работе во влажной среде бетонной смеси.

  • Пневматический — позволяет добиться еще большего снижения массы, чем с электроприводом. Абсолютно электробезопасен. Но для его работы нужен компрессор, производящий сжатый воздух. Поэтому данный тип привода используют чаще всего в промышленности.
  • От двигателя внутреннего сгорания. Это более сложные и тяжелые конструкции, зато обеспечивают автономность от линий электроснабжения. Наиболее часто используют при ремонтных и дорожных работах, благоустройстве.

Вибровозбудитель

Перечислим наиболее распространенные в промышленности конструкции:

  • Одновальный дебалансовый — на валу, вращаемом приводом устанавливается несколько утяжелителей (эксцентриков, дебалансов) приводящих к его разбалансировке, которая и вызывает вибрацию.

Компактная и простая конструкция. К недостаткам можно отнести быстрый износ опор вала (подшипников). Колебания не направлены.

  • Маятниковый — вариант одновального дебалансового агрегата. В нем используется маятниковый подвес, который направляет колебания.
  • Двухвальный дебалансовый — это фактически два сблокированных одновальных вибровозбудителя, которые синхронно вращаются в разные стороны. Позволяет создать направленные колебания, в том числе и сложные винтовые. Износ опор несколько меньший, чем у одновального.
  • Планетарный — в нем бегунок, соединенный с приводом через гибкое соединение обкатывает круговую дорожку. Дорожка обкатки может быть как внутренней, так и внешней. Число оборотов бегунка для прохождения по кругу не соответствует количеству оборотов привода.

К достоинствам это типа вибровозбудителя относят небольшой диаметр рабочего органа, что важно для глубинных вибраторов. Может создавать вибрацию большой частоты до 20 кГц, даже без применения высокооборотистых приводов.

  • Пневматически планетарный. В нем вращение бегунка по беговой дорожке вызывается давлением воздуха в рабочей круговой полости с вращающейся лопаткой и отверстиями для нагнетания и выхлопа.

Одна из самых компактных конструкций за счет того, что нет потребности во внешнем приводе. По оси имеет габариты меньше, чем обычный планетарный вибровозбудитель. Создает колебания двух частот, как за счет обкатки бегунка, так и за счет эксцентриситета вала, на котором закреплена лопатка.

Разобрав теоретические вопросы, перейдем непосредственно к конструкциям самодельных вибраторов.  Кстати, оговоримся, что практически для всех конструкций можно использовать не только самодельные вибровозбудители, но и промышленные агрегаты.

Насадка с булавой на дрель

Широкое применение бетона в строительстве не требует каких-либо объяснений. Шесть тысячелетий использования только совершенствовали технологии, не слишком меняя основу материала.

Доступность исходных составляющих, простота приготовления и укладки, позволяют получать высококачественный искусственный каменный материал любой требуемой формы. Такой камень способен простоять сотни лет, набирая с годами прочность.

В сочетании с армирующими каркасами, конструкции из бетона и железа (железобетона) позволяют выполнять строительство самых фантастически невероятных архитектурных проектов.

Впрочем, как и в любом деле, в устройстве ж/б конструкций есть свои секреты и правила, без выполнения которых невозможно получить желаемое качество и долговечность конструкции. Приготовление бетонного раствора из вяжущего цемента, наполнителей и воды, выполняется путём их тщательного перемешивания.

В результате получается раствор, изначально содержащий большое количество воздуха. Как сообщают учебники, в свежеприготовленной смеси, в зависимости от соотношения ингредиентов, определяющих её пластичность, может содержаться от 10 до 45% воздуха.

Всё бы ничего, но на каждую единицу процентного содержания воздуха приходится до 5% потери прочности и долговечности получаемого искусственного камня.

При укладке состава в форму, он может подаваться различными способами с разной высоты, что также способствует появлению незаполненных воздушных пустот.

Для устранения отрицательных факторов, практически одновременно с укладкой, раствор бетона подвергается уплотнению.

Наиболее эффективным способом является воздействие вибрации, что позволяет удалить воздух и лишнюю воду из массива, сделать его однородным.

В итоге, получается высокопрочное долговечное изделие из бетона, способное выдерживать нагрузки, не разрушаясь.

Для уплотнения вибрационным способом, в современной строительной практике широко используются специальные вибраторы, электромеханического типа. В самом общем случае, во всех основных видах конструкций используется электрический мотор, передаточный механизм и эксцентрик (генератор вибрационных колебаний).

Электромотор через механизм передачи вращает эксцентрик, который передаёт на рабочую часть, соприкасающуюся с бетонным раствором, требуемую частоту колебаний. В зависимости от способа передачи получаемых колебаний различают три вида вибраторов:

  1. Погружные или глубинные, для уплотнения рабочая часть помещается внутрь массы раствора, уложенного в опалубку конструкции.
  2. Вибрационные прессы на стальной плите, применяемые по горизонтальным поверхностям полов и перекрытий.
  3. Наружные вибрационные прессы, закрепляемые на опалубке вертикальных ж/б конструкций (опорные колонны, стеновые панели). В этом случае в качестве рабочей поверхности используются сами элементы конструкции опалубки.

В частном и малоэтажном домостроении наиболее распространено монолитное бетонирование. Для этих целей незаменимы ручные глубинные вибраторы, рабочая часть которых погружается в уложенный раствор бетона. Три основных части конструкции устройств этого вида — электрический мотор, гибкая передача или вал, вибрационный наконечник.

Как правило, с учётом специфики плотной рабочей среды, применяется электрический двигатель мощностью от 1 кВт и выше, с 3-х и 1-но фазным питанием.

Гибкий передаточный вал может иметь длину от 1 до 7 метров.

С учётом работы во влажной среде, на его концах имеются дополнительные усиливающие элементы из резины в местах крепления мотора и вибрационного наконечника.

Рабочая часть или вибрационный наконечник, в зависимости от объекта уплотнения, может быть цилиндрической или сужающейся. Цилиндрическую рабочую часть принято называть «вибрационной булавой» или «булавой».

Её применяют при нормальной густоте армирования конструкции.

Для конструкций с повышенной густотой армирования используется конусный или суженный вибрационный наконечник, называемый «вибрационным штыком» или «штыком».

В комплект может входить:

  • несколько сменных вибрационных насадок;
  • булавы различного диаметра (от 25 до 80 миллиметров);
  • один или несколько штыков.

Конструкция вибронасадки представляет корпус из отрезка качественной трубы — нержавейки, т. к. бетонный раствор достаточно агрессивен. В ней на роликовых подшипниках укреплён стальной вал со смещённым центром тяжести. При его вращении, вся конструкция вибрирует с определённой частотой, определяемой количеством оборотов двигателя.

Рабочие частоты для погружных вибраторов лежат в пределах от 10 до 20 тысяч оборотов в минуту. Дополнительно обеспечивается усиление и герметичность в месте соединения с погружной рабочей частью, с учётом её работы в агрессивном бетоне.

Наружная поверхность вала защищена водонепроницаемой полимерной оболочкой. Вес электрического мотора и длина гибкого вала должны обеспечивать удобство выполнения работ одним человеком.

При длине вала более 1,5 метров, выполнение работ должны обеспечивать два человека.

Говоря об уплотнении бетонного раствора, стоит назвать издревле распространённый способ, получивший название «штыкования». Его можно отнести к наиболее примитивным способам, дающим определённый, хотя и незначительный эффект.

Вертикальные протыкающие («штыковые») движения черенком лопаты или металлическим стержнем, многократно повторенные по всей площади поверхности, позволяют удалить какое-то количество воздуха из состава смеси.

Разумеется, такое уплотнение, выполняемое вручную — тяжёлый труд.

Несколько облегчит задачу самодельный вибратор для уплотнения бетона, изготовленный на основе строительного перфоратора. Сегодня у многих в хозяйстве есть подобный электроинструмент. Чтобы сделать такой простейший вибратор потребуется:

  • строительный перфоратор;
  • отрезок металлического стержня, арматуры;
  • толстая металлическая пластина большого диаметра.

Нужно учесть, что мощность двигателя перфоратора должна быть не менее 1,5 кВт. Тогда он сможет работать в бетонном растворе без перегрева достаточно долго.

Длина металлического стержня или куска арматуры, стандартного диаметра, должна соответствовать максимальной глубине укладываемого слоя бетона, чтобы свободным концом он доставал до дна опалубки.

Одна сторона рабочей насадки обрабатывается под хвостовик, чтобы его можно было зажать в патрон. Ко второму концу приваривается круглая металлическая пластина большого диаметра (от 50 до 70 миллиметров).

Возникающая вибрация стенок формы, значительно повышает результативность удаления воздуха и уплотнения бетона. Работа ведётся по принципу «штыкования с отбоем» по всей площади уплотняемого элемента бетонной конструкции. Время обработки каждой точки может доходить до 3-х минут.

Такой вибратор эффективен и при использовании в ударном режиме, воздействуя на опалубку снаружи.

Вибратор на базе электродрели выполнять технически сложнее, но его использование окажется ничуть не менее эффективным, чем на основе перфоратора.

Вариант самостоятельного изготовления может включать доработку патрона под стандартный гибкий вал, приобретенный в специализированном магазине вместе с булавой. Возможно, приобретаться будет только вибронасадка.

Но самостоятельно вполне возможно сделать простейшие, но работоспособные гибкий вал и рабочую насадку, чтобы их хватило на всё время стройки. Для изготовления вибрационной булавы потребуется:

  • пара качественных роликовых подшипников, наружным диаметром до 50 миллиметров;
  • корпус в виде трубы из нержавейки, длиной от 50 до 70 сантиметров, внутренним диаметром до 50 миллиметров (в зависимости от наружного диаметра подшипников), толщиной стенок от 2 до 3 миллиметров;
  • рабочий вал в виде круглого металлического стержня, диаметром равного внутреннему диаметру подшипников, на 5 — 10 сантиметров длиннее трубы корпуса;
  • квадратный стержень, со стороной на 5 миллиметров большей диаметра круглого стержня и короче его на 5−10 сантиметров удвоенная толщина подшипников;
  • металлическая крышка, конусной или сферической формы для заглушки рабочего конца корпуса насадки;
  • рукав гибкой толстостенной полимерной трубки, с внутренним диаметром равным наружному диаметру корпуса трубы насадки;
  • стальной трос с заделанными концами, на 5 сантиметров длиннее рукава;
  • два отрезка резиновой тонкостенной трубы по 50 сантиметров (отрезки велокамеры).

Чтобы получить вал со смещённым центром тяжести, на горизонтальной поверхности к рабочему валу, со смещением от его конца на толщину одного подшипника, приваривается квадратный стержень. Его длина изначально подобрана так, чтобы надетые на рабочий вал подшипники не выступали за пределы трубы корпуса.

Если достать качественный стержень для рабочего вала нужной длины не удалось, можно приварить к концам квадратного стержня два коротких отрезка и получить аналог требуемого вала. Главное, выдержать указанные требования по разметке для установки опорных подшипников. После изготовления вала — эксцентрика, на его стороны устанавливаются роликовые подшипники.

Вся конструкция должна плотно входить в корпус, позволяя свободное вращение вала. Одна сторона герметично закрывается металлической крышкой, гарантирующей от проникновения раствора внутрь корпуса и одновременно фиксирующей внешнюю обойму опорного подшипника. Для этого также можно использовать металлическое кольцо, которое будет служить опорой для обоймы.

В торце части вала, выступающей с другой стороны корпуса, на глубину 15 миллиметров сверлится отверстие по центру. Его диаметр должен соответствовать диаметру тросика гибкого вала. Чтобы зажать конец тросика, на расстоянии 5 миллиметров от края вала сверлится ещё одно отверстие, перпендикулярно осевому. В нём нарезается резьба под винт для зажима тросика провода.

Вибратор на основе перфоратора

Для создания погружного вибратора на базе перфоратора, работающего на удар, в качестве насадки используют шкворень из стали или пику. Устройство удобно использовать для прохождения толщи бетонной массы, когда заливают вертикальные стройконструкции, типа фундамента свайного. Главное, выбрать насадку оптимальной длины.

Если обработке подлежит большая поверхность, то делать нужно вибратор площадочного типа. Для него потребуется площадка из нержавеющей стали и каркас, чтобы закрепить перфоратор. Важным моментом является прочность соединений в самодельном агрегате, гарантирующих обеспечение нужного давления на бетонную массу и выдерживающих нагрузку от вибрации.

Если вибратор используется в горизонтальных элементах конструкции, то насадка должна располагаться по отношению к горизонтали под небольшим уклоном. Достигают этого путем закрепления на опалубке шайбы в качестве опоры для инструмента, в нее вставляют виброузел перфоратора, включают ненадолго и переносят на следующий участок, залитый бетонной массой.

Эту  конструкцию даже сложно назвать вибратором из перфоратора, сделанным своими руками. Мы просто заменяем рабочий бур отрезком проката большей толщины.

Для того чтобы его зажать в патроне, один из его краев возможно придется обработать на токарном станке или хотя бы наждаком. Можно даже для большей эффективности приварить площадку (пятак) на торце как на видео в этой статье.

Включаем перфоратор на долбление, и начинаем уплотнять бетон. Правда, воздействие на бетон вибрации и не такое сильное, но одновременно мы его трамбуем и штыкуем.

Дождавшись признаков окончания уплотнения, переставляем наш импровизированный вибратор в другое место. Причем, чтобы получить качественное изделие, переставлять нужно не на стандартные 60-80 сантиметров, а гораздо чаще.

В первую очередь необходимо подобрать нержавеющую стальную металлическую трубку длиной от 40 до 60 см и диаметром 3-4 см.

Для того, чтобы сделать внутренний стержень, нужно найти металлический штырь диаметром 12-15 мм, к которому надежно приваривается прямоугольная пластина шириной 15-20 мм. Его предназначение – сдвигать весь механизм в сторону и поддерживать вибрацию.

Изготовив центральный элемент и подготовив стальную трубку, их нужно совместить между собой. Перед этим на конце стержня просверливается поперечное сквозное отверстие, через которое будет крепиться привод.

Чтобы сердечник мог свободно вращаться, нужно отыскать пару подшипников, во внутренний диаметр которых плотно сядет округлый конец стержня. Просаживаем последний внутрь трубки и с обоих сторон набиваем подшипники.

Если со стороны носовой части выступает слишком большой по длине конец стержня, его рекомендуется обрезать, оставив не более 5-10 мм. К тому же подшипники нужно с обоих сторон защитить от попадания пыли и грязи, в противном случае конструкция быстро прекратит вращаться и будет негодна для дальнейшей эксплуатации.

Выбирая подшипники, не стоит экономить, так как на них будет возлагаться большая нагрузка.

На второй конец стержня следует надеть прочную втулку, которая сможет обеспечить полное закрытие вращательного тракта вибратора.

Теперь необходимо подготовить трубку из плотной резины или гибкого пластика и внутренний стержень, который также сможет принимать свободную форму. С их помощью мы изготовим эксцентрический вал, который будет соединять дрель и уже сделанную насадку, обеспечивая вибрацию.

На вал надевается трубка таким образом, чтобы с обоих сторон осталось по 4-5 см. Когда стержень вращается, он обеспечивает вибрацию, благодаря чему будет достигается функционирование всего устройства.

С одной стороны стержень нужно посадить подготовленную ранее втулку, затем упереть в стержень нашего сердечника, в котором было проделано отверстие и соединить их между собой. Затем набить втулку таким образом, чтобы она уперлась в подшипник и надежно скрыла соединение.

Теперь остается лишь довести рабочий инструмент до ума (на втулку натянуть шланг и сдавить хомутом, придумать защитный кожух для наконечника). Вот и все, глубинный вибратор для дрели полностью готов к использованию. Результат, который будет получен, выглядит следующим образом.

Подводим итоги

Для очень большой поверхности, например заливается монолитный фундамент, рекомендуется изготовить плоский вибратор для бетона своими руками. Для работы потребуется уже знакомый перфоратор, металлический каркас, на котором он будет закреплен, и площадка из нержавеющей стали.

С помощью обыкновенных подручных средств можно в своем гараже сделать вибратор для бетона. Безусловно, для профессионального использования он вряд ли сгодится, рекомендуется купить заводской прибор, но для возведения собственного дома с целью экономии средств его будет достаточно.

Если длина вибратора превысит метр, работать с таким устройством одному будет практически невозможно. Все стыковочные места должны быть сделаны тщательно и надежно, так как бетон будет противостоять вибрациям и оказывать со стороны сильное давление.

Самое простое устройство вибратора для бетона

Самый простой глубинный вибратор можно изготовить из обыкновенного бытового перфоратора. Для этого понадобится устройство мощностью не менее 1.5 кВт, которое может исправно работать в режиме удара.

В качестве рабочей насадки будет использоваться обычная пика, которая можно опереть на опалубку. Чтобы достигнуть лучшего сцепления между ними, следует подложить шайбу из прочной стали. При этом бетонная смесь будет растекаться по всему объему равномерно.

Если требуется обработать большую по площади поверхность, можно применить стыковочный метод. На конец пики надевается дополнительная насадка определенной длины, чтобы ее хватило достать до самого дна. Постоянно передвигая перфоратор, можно качественно обработать большую по площади поверхность.

Вибростол

Рассмотрим сборку третьей разновидности аппаратов для уплотнения бетонной смеси вибрацией — вибростол. Как уже говорилось выше, он предназначен для изготовления изделий в формах. Представляет собой площадку с вибровозбудителем, установленную на раме через амортизаторы.

В данном разделе не буду давать очень подробные инструкции, думаю, кто понял первые разделы, поймет и этот.

Для изготовления вибростола нам будут нужны:

  • Материалы для изготовления рамы (станины), любой подходящий металлопрокат — уголок, швеллер и т. п. Главное, не забывайте, что это не обычный верстак, нагрузки из-за постоянной вибрации больше, поэтому и размер нужно выбирать больше.
  • Лист непосредственно для самого стола, желательно толщиной не менее 3 миллиметров.
  • Амортизаторы — любые подходящие пружины диаметром от 15 миллиметров, например: от подвески автомобиля. Также иногда используются резиновые подушки, тоже из автотехники, но они ограничивают амплитуду движений стола.
  • Крепеж.
  • Электродвигатель, проводка и пусковая арматура для него.
  • Подшипники и манжеты соответствующих размеров.
  • Болванки для корпусов дебалансов, корпусов подшипников и листовая сталь для их крышек.
  • Жесть для защитных ограждений.
  • Провода и пусковая арматура для подключения двигателя к сети.

Можно сделать вибростол с вибровозбудителем подобным тому, который использовали для виброрейки. Но мы немного усложним конструкцию, увеличив ее надежность. Поэтому нам дополнительно нужны будут.

  1. Кругляк для валов вибровозбудителей.
  2. Шкивы — двухручьевой для мотора и одноручьевые для вибровозбудителей. Причем для двигателя желательно выбрать больший диаметр, а для возбудителей меньший, так можно достичь большей частоты колебаний.

Собираем вибростол

  1. В первую очередь, свариваем раму станины.
  2. Затем свариваем раму стола, и крепим к ней сам лист образующий стол.
  3. Соединяем обе части через пружины (или подушки) амортизаторов.
  4. Вибровозбудителей у нас два. Конструкция и технология их практически аналогична с той разницей, что вместо вала электродвигателя используем свой, на который насажен со стороны одного дебаланса шкив.
  5. Устанавливаем электродвигатель, крепим его не непосредственно к столу, а на станину. Это спасет от ненужных вибраций и увеличит ресурс.
  6. На вал мотора ставим шкив, который ремнями соединяем со шкивами на валах вибровозбудителей.
  7. Подключаем мотор по электрической части.
  8. Проводим испытания. Возможен вариант, что вся конструкция раскачается с увеличивающимся размахом — это значит, что вибровозбудители вошли в резонанс со столом. Ничего страшного, регулируем систему изменением массы дебалансов или изменением частоты вращения (меняя диаметр шкивов).
  9. Если все удачно — окрашиваем наш вибростол, и начинаем его эксплуатировать.

Мы постарались подробно рассказать про самодельный вибратор для бетона и его изготовление. Будем рады, если помогли вам со сборкой этой конструкции, или хотя бы обогатили ваши теоритические знания.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Всё про бани
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector