Автоматизация виброплощадки для программного управления направлением и частотой колебаний уплотняемой бетонной смеси

• Автор: Баскаков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 253 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЗАДАЧИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ I 1АПРАВЛЕНИЕМ И ЧАСТОТОЙ КОЛЕБАНИЙ БЕТОННОЙ СМЕСИ ПРИ ЕЕ

ВИБРОУПЛОТНЕНИИ В ФОРМЕ

1.1. Влияние параметров колебаний бетонной смеси на эффективность виброуплотнения.

1.2. Методы и средства управления направлением и частотой виброколебаний бетонной смеси
1.3. Постановка задачи автоматизации при управлении направлением и частотой колебаний бетонной смеси в процессе виброуплотнения

Выводы по первой главе.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ НАПРАВЛЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ВИБРОПЛОЩАДКЕ, ОСНАЩЕННОЙ ДВУХВАЛЬНЫМ ДЕБАЛАНСНЫМ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕМ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ, КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Определение объекта управления.

2.2. Математическое описание объекта управления.

2.2.1. Расчетная схема и уравнения движения колеблющейся
системы вибростол бетонная смесь в плоскости ХОУ
2.2.2. Структура и вычислительная модель механикотехнологической части объекта.
2.3. Математическое описание и вычислительная модель
приводной электромеханической части объекта
2.4. Обобщенная модель объекта управления.
2.5. Оценка адекватности модели.
2.6. Упрощенная модель объекта
Выводы по второй главе.
3. СИНТЕЗ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЕМ И ЧАСТОТОЙ КОЛЕБАНИЙ БЕТОННОЙ СМЕСИ.
3.1. Структурный синтез системы управления
3.2. Синтез и параметрическая оптимизация регуляторов
одноканальной системы управления углом поворота.
3.2.1. Синтез и параметрическая оптимизация регулятора скорости
3.2.2. Синтез и параметрическая оптимизация регулятора угла поворота
3.3. Синтез задатчика частоты колебаний
3.4. Синтез и параметрическая оптимизация регулятора угла
направления вынуждающей силы вибровозбудителя
3.5. Цифровой наблюдатель угла направления колебаний бетонной смеси
3.6. Синтез и параметрическая оптимизация регулятора
направления колебаний уплотняемой бегонной смеси
3.7. Области достижимых показателей качества системы управления.
В ы воды по третьей главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТА
И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Исследование управляемости объекта автоматизации.
4.2. Исследование системы автоматического управления направлением
и частотой колебаний вынуждающей силы.
4.3. Динамика процесса виброуплотнения
4.4. Исследование системы автоматического управления направлением
и частотой колебаний бетонной смеси с цифровым наблюдателем
4.5. Натурные экспериментальные исследования параметров виброколебаний на лабораторной виброплощадке
4.6. Вариант технической реализации цифровой системы программного управления направлением и частотой
колебаний уплотняемой бегонной смеси
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Акты внедрения, протоколы испытаний.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Техникоэкономическое обоснование
применения микропроцессорной системы управления
частотой колебаний вибростола
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
БС бетонная смесь
ДДВ двухвальный дсбалансный вибровозбуднтель
САУ НЧК БС система автоматического управления направлением и частотой колебаний бетонной смеси
САУ НЧК ВС система автоматического управления направлением и частотой колебаний вынуждающей силы ДДВ
МСОИК многоконтурная система с одной измеряемой координатой
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Во многих работах ,,, творится о необходимости изменения этих параметров в процессе виброуплотнения. Однако до настоящего времени не разработано эффективных устройств, удобных для промышленного применения, которые бы позволяли программно в процессе виброуплотнения изменять направление и частоту колебаний бетонной смеси. Решение этой задачи и является основной целью диссертации. Основным показателем качества бетонных изделий является прочность, к дополнительным можно отнести качество поверхности, геометрические параметры и ряд других показателей, определяемых в соответствии с назначением конкретного изделия. Прочность бетона зависит ог прочности составляющих его материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Прочность заполнителя, как правило, выбирается выше заданной марочной прочности бетона и поэтому мало на нее влияет. Исходя из этого прочность бетона можно определить следующими факторами ,, прочностью затвердевшего цементного камня и прочност ью его сцепления с заполнителем. Прочность цементного камня зависит от минералогической активности вяжущего вещества цемента и соотношения количеств цемента и воды ЦВ . Зависимость прочности цементного камня от ЦВ соотношения можно объяснить тем, что чем больше в бегоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше впоследствии будет пор в цементном камне изза се испарения и, соответственно, ниже его прочность. Еще в г. Р. Фере была установлена экспериментальная зависимость влияния пористости бетона на его прочность представленная на рисунке 1. Опытами установлено ,, что нсдоуплотнение бетона на 5 влечет за собой уменьшение его прочности примерно на , а нсдоуплотнение на может более чем в 2 раза снизить его прочность. С другой стороны, если не обеспечить необходимую удобоукладываемость бетонной смеси снизить содержание воды то возникает се нсдоуплотнение, и как следствие нарушение однородности структуры бетона изза появления значительного количества воздушных пустот, отрицательно влияющих на его прочность. Экспериментальная кривая показанная на рисунке 1. Рисунок 1. Зависимость прочности бетона от пористости свежеуплотненной бетонной смеси
с
зГ
ев
и
а. Количество воды затворения, кгм
Рисунок 1. Этим однозначно доказывается экономическая целесообразность применения эффективных способов уплотнения бетонной смеси, путем автоматизации этого процесса. Для выполнения этого требования при массовом производстве плоских бетонных изделий в работе предлагается создать виброплощадку с программным управлением углом направления и частотой колебаний уплотняемой БС, так как именно направление колебаний оказывает существенное влияние на перераспределение фракций составляющих БС по объему изделия ,,. Р. кк, о3, 1. Гг коэффициент трения бетонной смеси по металлу, Гт0. Ррг и. Со времени появления бетона на извести в Древнем Риме и по настоящее время актуальной является комплексная проблема технологии производства бетонных работ, а именно формование и уплотнение БС. Поверхностное производится поверхностными виброуплотнитслями, виброштампами, вибробрусьями, вибропрокагными устройствами и т. Комбинированные способы, основанные на различной комбинации вышеперечисленных способов. При производстве широкой номенклатуры изделий сборного железобетона фундаментных блоков, плит перекрытия, панелей и других бетонных изделий с высотой до 08 м используются виброплощадки, на которые устанавливается форма с уплотняемой бетонной смесыо. Подробная классификация таких площадок в зависимости от типа конструкций, характера и направленности колебаний, типа вибровозбудитсля, числа колеблющихся масс и г. Учитывая, что использование виброплощадок с круговыми колебаниями не рекомендовано к применению, вследствие их низкой уплотняющей способности, а класс виброплощадок с автоматически регулируемым направлением колебаний только начинает развиваться, чему основой настоящая работа, будем рассматривать наиболее широко применяющиеся в настоящее время виброплощадки с вертикальными горизонтальными и многокомпонентными гармоническими колебаниями.