- H Ộ I NGH Ị KH&CN CƠ KHÍ - ĐỘ NG L Ự C 2021. - NGHIÊN C ỨU XÁC ĐỊ NH KH Ả NĂNG LÀM NHẴ N B Ề M Ặ T BÊ TÔNG XI MĂNG CỦA THIẾT BỊ THI CÔNG CÓ TRỐNG LĂN CHUYỂN ĐỘNG. - M ộ t trong nh ữ ng v ấn đề đặ c bi ệ t quan tr ọ ng trong đánh giá sản phẩm bê tông xi măng là chất lượng b ề m ặ t. - Có nhi ề u phương pháp làm nhẵ n b ề m ặ t bê tông xi măng bằng trống lăn, trong đó làm nhẵn bằng thiết bị thi công có trống lăn chuyển động ph ứ c t ạp là phương pháp mới và đượ c ứ ng d ụ ng nhiều. - Việc nghiên cứu xác định khả năng làm nhẵn của thiết bị thi công có trống lăn chuyển độ ng ph ứ c t ạ p là n ộ i dung quan tr ọ ng nh ằm đánh giá chất lượng bề mặt bê tông xi măng sau khi thi công, t ừ đó làm cơ sở để l ự a ch ọ n các thông s ố làm vi ệ c h ợ p lý c ủ a thi ế t b ị . - Bài báo trình bày phương pháp xây dựng mô hình và xác định công th ức đánh giá kh ả năng làm nhẵ n b ề m ặ t bê tông xi măng, khả o sát ảnh hưở ng c ủ a các thông s ố k ế t cấu và thông số làm việc đến khả năng làm nhẵn c ủ a thi ế t b ị. - Từ khóa: Ch ất lượ ng b ề m ặ t bê tông, làm nh ẵ n bề mặt, trống lăn.. - Làm nhẵn bề mặt khi thi công bê tông xi măng là nguyên công quyết định đến chất lượng bề mặt và tuổi thọ của công trình. - Theo tiêu chuẩn SNiP 1-A, 4-62, độ nhẵn của bề mặt sản phẩm bê tông xi măng được đánh giá theo độ nhám bề mặt, bao gồm 4 cấp độ nhám trong ph ạ m vi c ủ a Rn t ừ 0,3mm đến 5mm đượ c th ể hiện ở Bảng 1 [5].. - Quy định độ nhám bề mặt BTXM theo Tiêu chuẩn SNiP 1-A, 4-62 [5]. - C ấ p độ nhám. - Các loại sản phẩm bê tông. - 4-Ш Sàn bê tông ở nơi công cộng. - 2-Ш Bề mặt gạch bê tông. - thiện bề mặt bê tông xi măng là sử dụng trống lăn để làm nhẵn bề mặt. - Sau đó đã có nhiều tác giả nghiên c ứ u v ề v ấn đề này và người có đóng góp lớ n cho s ự phát triển của lý thuyết làm nhẵn bề mặt bê tông xi măng là giáo sư A.V. - Bolotny đã đưa ra “thông số S” để làm tiêu chí đánh giá hiệ u quả làm nhẵn bề mặt bê tông xi măng của các thiết bị công tác khác nhau [1]. - Đồng thời đã nghiên cứu thực nghi ệm và đưa ra về m ố i quan h ệ gi ữ a thông s ố S và độ nhám bề mặt bê tông xi măng (Hình 1). - Trên cơ sở đó, quá trình nghiên cứu để nâng cao chất lượng làm nh ẵn đã có nhiều bướ c ti ế n m ớ i và có nhi ề u thi ế t b ị công tác dạng trống lăn mới (bao gồm trống lăn rung và trống lăn không rung) được sử dụng để hoàn thiện b ề m ặt bê tông xi măng.. - Nghiên cứu các máy được chế tạo trước đây thấy r ằ ng, trong quá trình làm vi ệ c, b ề m ặ t c ủ a tr ống lăn mài mòn nhanh và không đều, dẫn đến chất lượng bề mặt không ổn định, nghĩa là xuất hiện những rãnh dọc trên b ề m ặ t bê tông theo m ức độ mài mòn c ủ a tr ống lăn.. - Máy hoàn thiện bề mặt bê tông xi măng Hình 2 đã loại bỏ được những hạn chế đó. - Phía bên dưới, bộ phận công tác san phẳng dạng trống lăn cùng với hệ thống dẫn động quay của nó. - Theo kết cấu của máy, ngoài chuyển động quay riêng c ủ a tr ống lăn, còn có chuyển động dướ i m ộ t góc nào đó so phương vuông góc với chiều chuyển động của máy. - Sự thay đổi có tính chu kỳ của góc đặt trống lăn, đượ c th ự c hi ệ n b ở i h ệ th ố ng d ẫn động (6) và cơ cấu hãm (9), sẽ đảm bảo độ mài mòn đồng đều của bề mặt trống lăn và sự ổn định trong quá trình san phẳng.. - Ngoài ra, vi ệc đặ t tr ống lăn dướ i m ộ t góc so v ớ i phương vuông góc với chiều chuyển động của máy còn đảm bảo giảm tạo sóng của hỗn hợp bê tông đối v ớ i thành khuôn.. - Khi nghiên cứu về trống lăn rung để hoàn thiện bề mặt bê tông xi măng, một vấn đề nảy sinh là dao động c ủ a tr ống lăn sẽ truy ề n lên thân máy và ảnh hưởng đế n người điều khiển. - Để giảm thiểu được sự lan truyền này, một thiết bị công tác có nhiều trống lăn rung chuyển độ ng d ạng cơ cấu hành tinh được đề xu ấ t (Hình 3).. - Mối quan hệ S - độ nhám R n , theo kết quả thực nghiệm [1]. - Máy hoàn thiện bề mặt BTXM có trống lăn chuyển động phức tạp. - Trống lăn. - Hệ thống dẫn động quay trống lăn. - Bộ công tác nhiều trống lăn rung chuyển động dạng cơ cấu hành tinh. - Trống lăn rung. - H Ộ I NGH Ị KH&CN CƠ KHÍ - ĐỘ NG L Ự C 2021 B ộ ph ậ n công tác bao g ồ m nhi ề u tr ố n g lăn rung được bố trí trên hai đĩa hình sao (2). - Các trống lăn rung được bố trí đối xứng nhau qua tr ụ c quay trung tâm. - Do dao độ ng c ủ a các trống lăn có cùng khối lượng, cùng tần số và biên độ theo hướng ngược nhau, nên dập tắt được rung động truy ề n lên thân máy.. - Những thiết bị công tác dạng trống lăn có chuyển độ ng ph ứ c t ạp được đề xu ấ t ở trên đã giả quy ết đượ c các vấn đề này sinh trong quá trình thi công. - Tuy nhiên, để đánh giá khả năng hoàn thiện bề mặt các trống lăn dạng này, cần có các nghiên cứu xác định khả năng làm nhẵn bề mặt và ảnh hưởng của các thông số kết cấu và các thông số làm việc đến chất lượng làm nhẵn b ề m ặt. - Bài báo này trình bày phương pháp: Nghiên c ứu xác đị nh kh ả năng làm nhẵ n b ề m ặ t bê tông xi măng của thiết bị thi công có trống lăn chuyển động phức tạp.. - Các nghiên cứu quá trình làm nhẵn bề mặt bê tông xi măng, cũng như kinh nghiệ m ch ế t ạ o máy làm nh ẵ n bề mặt bê tông xi măng đã đưa ra thông số đánh giá khả năng làm nhẵn của thiết bị công tác. - Theo đó, hiệu quả làm nhẵn của thiết bị công tác được xác định bằng chi ều dài quãng đườ ng thi ế t b ị công tác, tác độ ng lên từng điểm ΔF của bề mặt được làm nhẵn. - Chiều dài của quãng đường này chính là “Khả năng làm nhẵn của thiết bị công tác” và được gọi là “thông số S . - Xét quá trình làm vi ệ c c ủ a tr ống lăn khi làm nhẵ n b ề m ặ t bê tông xi măng (Hình 3), tr ống lăn quay vớ i vận tốc góc ω B và di chuyển tịch tiến với vận tốc v.. - Để xác đị nh kh ả năng làm phẳ ng c ủ a tr ống lăn, chọn hệ tọa độ cố định Ox 0 y 0 , gốc O tại một điểm tùy ý và trục Ox 0 trùng với phương của vận tốc làm phẳng v và tr ụ c Oy 0 vuông góc v ới phương này. - Trong đó: v B - Vận t ố c c ủa điể m trên chu vi tr ống lăn. - Trong quá trình chuyển động, trục của trống lăn luôn song song v ớ i tr ụ c Oy 0 . - Khi đó tọa độ c ủ a điể m M bất kỳ trên bề mặt trống lăn trong hệ tọa độ cố định được xác định theo biểu thức:. - Hệ (1) là phương trình tham số của quỹ đạo 1 điểm M trong hệ tọa độ chuyển động. - S = ò dS = ò v + v .dt (3) Tại thời điểm ban đầu t = 0, điểm M trùng với điểm O 1 , điểm M thoát ra khỏi bề mặt bê tông tại thời điểm t = T tx , v ớ i T tx = L AK /v. - Vì v ậy, độ dài c ủ a v ết đượ c v ẽ b ởi điể m M trên b ề mặt trống lăn trong quá trình di chuyển:. - Đố i v ớ i b ộ công tác có tr ống lăn chuyển độ ng ph ứ c t ạ p. - Ngoài chuyển động quay riêng với vận tốc góc ω B , trống lăn còn quay một góc (90 0 - β) so với hướng san ph ẳ ng (Hình 5).. - Sơ đồ tính toán xác định khả năng làm nhẵn của trống lăn. - v = v +v +2vv cosβ (8) Đường đi của trục trống lăn liên quan đến hệ tọa độ cố định có giá trị bằng L AK /cosβ, do đó độ dài của v ết đượ c v ẽ b ởi điể m M trên b ề m ặ t tr ống lăn là:. - Như vậy, khi trống lăn nghiêng một góc (90 0 - β) so với hướng san ph ẳ ng s ẽ nâng cao ch ất lượ ng làm nh ẵ n b ề m ặ t c ủ a trống lăn. - Đối chiếu với đồ thị quan hệ giữa độ nhám với thông số S (Hình 1) cho thấy, độ nhám của bề mặt bê tông xi măng có th ể đạ t c ấp độ nhám 3- Ш. - Trên Hình 7, ta thấy khi v giảm thì S tăng, tuy nhiên nếu v nhỏ quá thì năng suất làm việc của máy sẽ gi ả m, b ở i v ậ y c ầ n l ự a l ự a ch ọ n v ậ n t ố c v phù h ợp để vừa đảm bảo chất lượng bề mặt theo yêu cầu mà vẫn đảm bảo năng suất cao nhất. - Khi v B tăng thì S tăng, tuy nhiên nếu v B quá lớn thì tốc độ quay của mô tơ dẫn động trống lăn sẽ lớn, làm tăng độ rung động, ngoài ra công suất dẫn động cũng sẽ tăng lên.. - Đố i v ớ i b ộ công tác nhi ề u tr ống lăn chuyển độ ng d ạng cơ cấ u hành tinh. - Xét quá trình làm nh ẵ n b ề m ặ t bê tông xi măng c ủ a trống lăn (Hình 8.a). - Trống lăn quay quanh trục với vận tốc ω 2 , đồng thời toàn bộ trống lăn quay quanh tâm C 1 v ớ i v ậ n t ốc góc ω C và b ộ công tác di chuy ể n tịnh tiến với vận tốc v.. - Trong quá trình chuyển động, trục của các trống lăn nhỏ luôn song song với bề mặt được làm nhẵn. - Các trống lăn nhỏ ti ế p xúc v ớ i b ề m ặ t bê tông t ại đỉ nh c ủ a tr ống lăn (trên Hình 8.a là điểm A). - Do đó, quá trình làm nhẵn của Hình 5. - Trạng thái trống lăn nghiêng một góc β. - Mô hình tương đương của bộ công tác nhiều trống lăn chuyển động dạng cơ cấu hành tinh. - H Ộ I NGH Ị KH&CN CƠ KHÍ - ĐỘ NG L Ự C 2021 b ộ công tác nhi ề u tr ống lăn nhỏ (bán kính R 2 , v ậ n t ố c góc ω 2 ) sẽ tương đương với 1 trống lăn lớn có bán kính R quay với vận tốc góc ω td (Hình 8.b). - Xét hệ bánh răng hành tinh truyền chuyển động quay đế n tr ống lăn. - ø (13) Như vậy, với kết cấu sử dụng hệ bánh răng hành tinh để truyền chuyển động, đảm bảo tốc độ quay của tr ống lăn ω 2 >. - Khi đó, khẳ năng làm nhẵn của bộ công tác nhiều tr ống lăn được xác đị nh theo công th ứ c:. - Khảo sát sự thay đổi của thông số S theo v và ω C. - với các thông số đầu vào: R 1 = R 2 = 0,05m. - Đố i chi ế u v ới đồ th ị (Hình 1), độ nhám c ủ a b ề m ặ t bê tông xi măng có thể đạt cấp độ nhám 2-Ш.. - Khảo sát sự thay đổi của thông số S theo bán kính trống lăn R t với các thông số đầu vào: R 1 = R 2 = 0,05m;. - Tuy nhiên, R t quá lớn dẫn đến kết cấu máy cồng kềnh, khối lượng trống lăn lớn, công suất máy tăng lên.. - K ế t qu ả nghiên c ứu đã xây dựng đượ c công th ứ c xác đị nh thông s ố S làm cơ sở cho vi ệc đánh giá khả năng làm nhẵn của các bộ công tác dạng trống lăn có chuyển động phức tạp. - Khảo sát ảnh hưởng của bán kính tr ống lăn, các vậ n t ố c làm vi ệ c v và v B c ủ a tr ố ng lăn đến khả năng làm nhẵn bề mặt bê tông xi măng cho thấy:. - Thiết bị thi công có bộ công tác có kết cấu trống lăn chuyển động phức tạp có thể làm nhẵn đạt độ nhám c ấ p 3- Ш. - Bộ công tác này đả m b ảo độ mòn đồng đều của trống lăn, tăng khả năng làm nhẵn do tăng diện tích tiếp xúc giữa trống lăn với bề mặt bê tông xi măng. - Thiết bị thi công có bộ công tác sử dụng nhiều Hình 9. - Hệ bánh răng hành tinh truyền chuyển động. - quay đến trống lăn. - HỘI NGHỊ KH&CN CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC 2021 tr ống lăn có thể làm nh ẵn đạt độ nhám c ấ p 2- Ш. - công tác nhiều trống lăn chuyển động dạng cơ cấu hành tinh đảm bảo nâng cao độ êm dịu của máy.. - Như vậy, các bộ công tác trống lăn làm nhẵn bề mặt có S <. - 5m, thường được sử dụng để làm phẳng h ỗ n h ợp bê tông tươi, bê tông có độ c ứ ng th ấ p và trung bình. - Độ nhám của bề mặt đạt được nhỏ hơn giới hạn dưới của cấp độ nhám 3-Ш.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt