Содержание
Уплотнение грунта, слоя засыпки или бетонной отливки во время выполнения строительных работ требует участия специальной техники. В частном строительстве нередко возникают проблемы, связанные с деформациями или оседанием фундамента.
Причиной этих событий является некачественное уплотнение слоя песчаной засыпки. По технологии, плотность должна соответствовать состоянию давно использующейся проселочной дороги. Проверка качества трамбовки обычно производится путем хождения по уплотненному участку — если следов от обуви не остается, работа выполнена на должном уровне.
Трамбовка грунта требуется не только на ответственных участках. Обычная укладка плитки на садовых дорожках требует создания слоя песчаной подушки, который также требует максимальной степени уплотнения, иначе покрытие начнет проваливаться и разъезжаться. Вручную высокого качества работ добиться невозможно, и на помощь приходит виброплита.
Для домашнего использования приобрести готовое устройство не каждому под силу, так как самый дешевый образец обойдется в 20 тыс. рублей. Люди, способные управляться со слесарным инструментом и сварочным инвертором, предпочитают самостоятельное изготовление виброплит, которое экономит бюджет и приносит нужный результат.
Принцип действия
Работа виброплиты основана на использовании вращающегося вала с эксцентриком, образующего сильную вибрацию. Вал установлен на массивном металлическом основании, которое своим весом воздействует на грунт, уплотняя его за счет своего веса.
На этом же основании установлен двигатель, необходимый для приведения эксцентрикового вала во вращение. Для управления конструкцией и придания установке нужного направления устанавливается длинная рукоятка.
Существует несколько разновидностей виброплит:
По весу они подразделяются на:
- легкие (до 75 кг);
- универсальные (от 75 до 90 кг) ;
- среднетяжелые (от 90 до 140 кг);
- тяжелые (140-200 кг и более).
Различают также способ перемещения виброплиты:
- прямоходные, способные передвигаться только вперед и нуждающиеся с площадке достаточного размера для разворота;
- реверсивные, способные двигаться как вперед, так и назад, что делает их более удобными в условиях ограниченности пространства.
Легкие и универсальные виброплиты используются на уплотнении дорожек, тротуарной плитки, ландшафтных работах. При строительстве, фундаментных работах необходимы среднетяжелые и тяжелые установки, обеспечивающие максимальное уплотнения в сочетании с высокой производительностью.
Важно! Вес виброплиты, созданной в домашних условиях, не должен быть слишком большим, иначе возникнут сложности с ее перемещением и появится опасность для работника, обслуживающего установку.
Конструкция механизма
Основной элемент виброплиты, с которого начинается создание установки — металлическое основание.
Существуют стальные и чугунные образцы, однако, в домашних условиях применение чугуна нецелесообразно.
Он способен дать трещину, не поддается сварке, хрупок.
Обычно используют стальной лист толщиной от 8 мм. На поверхность основания устанавливают дополнительные элементы для увеличения массы.
Они же служат основанием для установки двигателя и вибрационного механизма. В большинстве случаев это обычный вал, установленный на двух подшипниках, на котором в продольном направлении крепится груз. Вращение вала создает вынуждающую силу, за счет собственного веса и инерционного усилия образующую частые кратковременные нагрузки на грунт.
Чертеж
Эффективность работы виброплиты зависит от веса, площади основания и режима вращения эксцентрикового вала. Слишком просторная плита не способна создавать большое давление, поскольку вес установки распределяется по площади и снижает удельное давление.
Небольшое основание дает большую эффективность, но воздействует слишком избирательно, точечно. Такой режим не позволяет получить равномерное уплотнение грунта по всей площади участка. Вращение эксцентрикового вала создает значительную нагрузку на все конструкционные элементы. Слишком интенсивная вибрация способна разрушить виброплиту, оказать негативное влияние на работу двигателя, отрицательно сказывается на самочувствии работника.
Пример чертежа виброплиты бензиновой:
Выбор и установка двигателя
Вращение вала обеспечивается двигателем, установленным на основании в задней части виброплиты (поблизости от ручки).
Используются разные типы:
Выбор типа двигателя виброплиты обусловлен несколькими факторами:
- возможности владельца;
- наличие подключения к сети электротока;
- специфика предстоящего использования установки.
Виброплиты с бензиновым двигателем удобны тем, что позволяют получить полную независимость от сетевых ресурсов (электроэнергии). Их можно использовать на площадках, располагающихся в значительном отдалении от ближайшего жилья или строений, в поле и т.д. Единственным неудобством является необходимость иметь с собой запас топлива, которого при длительной работе и большой мощности мотора может понадобиться много. Это лишний вес, расходы.
Самодельная электрическая виброплита ограничена в мобильности длиной соединительного кабеля. При этом он нуждается только в подключении и больше не требует никаких дополнительных действий. Основной недостаток электродвигателя — постоянная скорость вращения, что создает сильный пусковой момент и перегружает сеть. Решением проблемы становится сборка регулятора плавного запуска, позволяющего избежать механических и электрических перегрузок.
Внимание! Электродвигатели не требуют особого ухода или обслуживания, тогда как бензиновые или дизельные установки требуют постоянного внимания.
Монтаж двигателя на основание виброплиты производится с использованием резиновых подушек, снижающих вибрацию и предохраняющих мотор от механического разрушения.
Плита и рама
Плита представляет собой лист металла, толщина которого способна обеспечить достаточную жесткость.
Обычно используют стальной лист от 8 мм и толще.
Средний размер рабочей поверхности плиты составляет 60*40 см, хотя имеются и другие варианты.
Передний и задний края плиты приподняты для беспрепятственного перемещения по поверхности участка.
Рама представляет собой подставку под двигатель и эксцентриковый вал. Она выполняет также функцию дополнительного груза, который придает виброплите большую эффективность, увеличивает величину вынуждающего усилия. Еще одна задача, которую попутно решает рама — усиление жесткости и прочности основания, компенсация механических нагрузок от вращающегося ротора.
Конструкция самодельной рамы может быть любой. Основная задача — усиление и утяжеление плиты, поэтому используют куски швеллера, рельсы и прочие массивные и прочные элементы. Единственно, о чем следует помнить — виброплиту рано или поздно надо помещать на хранение, что может потребовать переноски вручную. Чрезмерно большой вес создаст сложности.
Вибрационный механизм
Вибрационный механизм виброплиты, или вибровозбудитель, может иметь два варианта конструкции:
- дебалансный, представляющий собой неуравновешенный относительно оси вращения ротор;
- планетарный, использующий энергию подвижных элементов, которые перемещаются по специальным замкнутым дорожкам.
Изготовление планетарного механизма в домашних условиях нецелесообразно, поскольку он сложен как в создании, так и в обслуживании. Сделать дебалансный вибратор на сложно, а величина вынуждающей силы в обоих случаях одинакова, поэтому выбор очевиден.
Эксцентриковый ротор механически связан с двигателем посредством приводного ремня. Для этого на обоих элементах устанавливаются шкивы, находящиеся в одной вертикальной плоскости. С их помощью можно регулировать передаточное число, изменять частоту вибрации установки.
Дополнительные элементы
Дополнительными элементами являются:
- рукоятка (водило), использующаяся для направления виброплиты во время работы;
- тележка, на которую устанавливают устройство при перемещении с одного места на другое;
- натяжной механизм, который обеспечивает плотность контакта приводного ремня со шкивами двигателя и вибрационного механизма.
Рукоятка представляет собой длинную скобу П-образной формы, изготовленную из трубки. Ее крепление к плите производится через шарнирное соединение, частично компенсирующее вибрацию и защищающую работника от ее воздействия.
Тележка является отдельным элементом, хотя существуют варианты конструкции с жестким креплением. Ее подводят под плиту, наклонив установку за рукоятку на себя, опирают на тележку и перевозят в нужное место. При жестком креплении ножки с колесами устанавливаются на основании в перевернутом положении. При необходимости перемещения виброплиты установку переворачивают и везут в другое место.
Натяжной механизм обеспечивает плотный контакт приводного ремня и шкивов. Важно, чтобы ролик имел ручей, соответствующий ручью шкивов. Это поможет продлить срок службы ремня. Если ролик виброплиты установлен с внешней стороны, размер ручья должен соответствовать тыльной стороне ремня. Для натяжки используется регулировочный винт, позволяющий ослабить ремень для замены или натянуть до рабочего состояния.
Как сделать самому: пошаговая сборка
Рассмотрим процесс, как самому сделать самодельную виброплиту для уплотнения грунта. Порядок действий:
- С помощью болгарки вырезается плита (основание). Размер выбирается исходя из собственных представлений, рекомендуется придерживаться среднего значения 60*40 см.
- По краям делаются надрезы на расстоянии 7 см (спереди) и 5 см (сзади), на глубину около 5 мм. По линии надрезов края отгибают вверх на 25°, чтобы плита не цеплялась за грунт и не вязла.
- На верхнюю часть плиты привариваются два куска швеллера, усиливающие основание и края. Необходимо следить за тем, чтобы они находились в одной плоскости.
- С задней стороны в швеллерах сверлятся или прожигаются сварочным электродом отверстия для крепления двигателя. При необходимости предварительно приваривается металлическая площадка с монтажными отверстиями.
- Установка двигателя производится с использованием резиновых подушек.
- Устанавливаются проушины для крепления рукоятки.
- Ротор с эксцентриком изготавливается отдельно и устанавливается на плиту в готовом (собранном) виде. Он представляет собой вал, установленный в ступицы. Одна из них глухая, вторая — проходная. Сквозь нее проходит отрезок вала, на который устанавливается шкив. Необходимо обеспечить соосность шкивов, иначе приводные ремни придется менять каждую смену.
- Натяжное устройство крепится к раме в удобном для использования месте. Обычно оно устанавливается в середине, между шкивами, в точке максимального провисания ремня. Важно обеспечить размещение всех шкивов и натяжного ролика в одной плоскости.
- Рекомендуется закрыть вращающийся ротор защитным кожухом, чтобы исключить возможность травм.
- Устанавливается рукоятка, производится пробный запуск виброплиты, проверяется работоспособность. Устраняются обнаруженные неполадки или изъяны, вносятся необходимые поправки.
Запуск виброплиты в эксплуатацию возможен только после полного устранения всех недостатков. Редко кому удается с первого раза получить ожидаемый результат, но после исправлений обычно установка начинает работать в нужном режиме. Основная настройка заключается в определении оптимальной величины эксцентрика и выборе скоростного режима работы.
Самодельная виброплита, какой бы она ни получилась, обеспечит значительно лучший результат, чем попытки утрамбовать слой засыпки вручную. Все обнаруженные недостатки будут устранены, по мере эксплуатации появятся дополнения или улучшения конструкции. Окончательный результат способен потягаться с промышленными образцами, если не опередить их по эффективности и качеству работы.
Основным преимуществом самодельных устройств является возможность в любой момент исправить или изменить конструкцию, внести дополнительные элементы. С готовыми виброплитами такие действия невозможны, поскольку конструкция подобных технических средств редко позволяет вносить изменения. Качество и скорость трудоемких операций с сыпучими материалами заслуживают усилий и времени, затраченных на создание самодельных установок.
Нашел в закромах гаража 10мм плиту метр на метр. Решил сделать виброплиту, кто строился знает, как она бывает необходима.
Как раз в запасе был мотор 1,5kW 380.
Из всех затрат:
— 2 подшипника раздатки нивы (460р),
— 2 подушки ДВС 2101 (500р),
— шкив помпы (180р),
— шкив генератора нива (200р)
и стартовые конденсаторы для переключения мотора на 220v (1200р).
Расчет конденсаторов 7 микрофарад на каждые 100Вт мотора, итого 105-110mF.
Остальное все было под рукой:
Это 50-я труба и куча старых гаражных навесов. Из этих навесов и трубы был сделан эксцентрик вибровала. Корпус подшипников был сделан из этой же трубы.
Так же пригодилась опора КПП от какого-то джипа для третьей опоры мотора.
На фотках изготовление эксцентрика, позжее докину целиком и видео. Уже запускал трамбует как и хотелось.
Высокая стоимость строительных механизмов, инструмента и инвентаря вынуждает людей искать альтернативные пути решения вопроса технического оснащения. Одним из вариантов является самостоятельное изготовление оборудования. И сегодня умельцы, при относительно небольших затратах, имея технические навыки и обладая трудолюбием, создают отличные машины самого различного назначения.
Назначение виброплит
Виброплитой называют механизм, предназначенный для уплотнения рыхлых грунтов и насыпных строительных материалов. Кроме этого, такой механизм широко используют для вибрационной обработки полусухих бетонных смесей и асфальта при устройстве полов и тротуарных покрытий. Применение подобного инструмента является весьма эффективным в случае работы на небольшой площади приусадебного участка и в тесных помещениях.
Самодельная электрическая виброплита.
Устройство тротуаров, садовых дорожек, проездов и стоянок возле частного дома с помощью виброплиты выполняется намного быстрее, обеспечивая при этом высокое качество работ. Уплотнение дна траншей при прокладке инженерных коммуникаций исключает их возможное повреждение в случае просадки рыхлого грунта. Эти и другие преимущества побуждают многих домашних мастеров самостоятельно сделать такое оборудование и использовать его при выполнении строительных работ.
Преимущества самодельной трамбовочной машины
Главное преимущество виброплиты, изготовленной своими руками, заключается в её низкой стоимости и возможности качественного и эффективного выполнения работы. Простая конструкция обеспечивает надежность и долговечность механизма. Кроме этого, самодельная виброплита позволяет:
- безопасно выполнять трамбовку любых поверхностей;
- сократить объемы ручного труда при выполнении работ;
- повысить качество оснований пешеходных дорожек и площадок;
- хорошо уплотнять сухие цементные и полусухие бетонные смеси при их укладке.
Наличие механизма для уплотнения рыхлых грунтов и насыпных материалов позволит вам выполнить любые объемы работ по благоустройству и наружному дизайну.
Обзор покупных вариантов.
Конструкция механизма
Главным рабочим элементом является тяжелая металлическая платформа, которая может быть изготовлена из серого ковкого чугуна или стали. Вибрационное воздействие на нее передается от механического вибратора, приводимого в движение бензиновым, дизельным или электрическим двигателем.
Чертеж самодельной виброплиты.
Для управления виброплитой при её перемещении по обрабатываемой площадке предусмотрена прочная ручка. Дополнительно в конструкцию может входить топливный бак или пусковое электрооборудование. Двигатель и вибрационное устройство устанавливаются на раму, которая закреплена непосредственно на трамбовочной платформе.
Изготовление трамбовочной плиты
Плита для вибрационной трамбовки может быть изготовлена на заводе или сделана своими руками из металлического листа толщиной не менее 8 мм. Самодельная виброплита должна обеспечить такой вес устройства, который даст плотное прилегание к обрабатываемой поверхности.
Её размеры не должны превышать 800 х 500 мм без учета загнутого края, что обеспечит удобную работу и возможность использования устройства без дополнительных помощников.
Ровная стальная плита при перемещении по грунту или бетонной смеси будет постоянно цепляться за неровную поверхность. Чтобы избежать этого, передний и задний край плиты немного загибают вверх, получая конструкцию, напоминающую санки. Для этого, немного отступив от края, нужно сделать надрез в металле на глубину 5-6 мм с помощью болгарки и загнуть полосу. На другом крае листа также повторите эту операцию. Линию соприкосновения после сгиба необходимо проварить электросваркой.
Для установки двигателя и вибрационного механизма на платформу нужно закрепить опорную раму. Она может быть сделана из двух установленных кусков металлического швеллера. Их необходимо установить параллельно друг другу поперечно оси трамбовочной платформы. Просверлите в них крепежные отверстия для двигателя и вибратора и приварите электросваркой.
Выбор и установка двигателя
При изготовлении виброплиты своими руками, дизельные двигатели обычно не применяют. Да, они надежны и долговечны, дизельное топливо дешевле бензина, но эти двигатели слишком дороги и громоздки для небольшого домашнего механизма. Наиболее популярны механизмы с бензиновым двигателем внутреннего сгорания и с электроприводом.
Бензиновый двигатель дает возможность выполнять работы вне зависимости от наличия поблизости источника энергии. Такая виброплита пользуется спросом в небольших строительных бригадах, выполняющих подрядные работы на объектах частной застройки.
Для выполнения работ в пределах приусадебной территории лучше использовать трамбовочную машину с электрическим двигателем 220В. Работает она намного тише, не требует заправки топлива, а подачу электроэнергии можно без особого труда обеспечить через удлинитель, который можно протянуть в любое место участка.
Электродвигатель закрепляется на приваренном швеллере при помощи болтов и соединяется с вибрационным механизмом при помощи ременной передачи. Если эксцентрик вибратора соединить с двигателем жестким соединением или установить на валу, то подшипники мотора будут постоянно выходить из строя из-за вибрационных воздействий.
Строение модели с бензиновым двигателем.
Центр тяжести двигателя должен находиться на центральной оси виброплатформы. Если этого не сделать, то во время работы виброплита, сделанная своими руками, будет все время уходить в сторону и придется прикладывать дополнительные усилия для ее удержания в нужном направлении. Под лапы мотора необходимо подложить виброгасящие прокладки из толстой резины.
Вибрационный механизм
Самое простое устройство для создания вибрационных колебаний можно сделать из отрезка металлического круга диаметром 40-65 мм. Для этого параллельно его оси по всей длине просверливается отверстие диаметром 12-14 мм. Оно должно быть смещено от центра примерно на половину радиуса. В это отверстие нужно вставить металлический пруток соответствующего диаметра и жестко закрепить его с помощью гаек.
На этот же вал-пруток с обеих сторон устанавливаются подшипники или бронзовые втулки, закрепленные на приваренных к швеллеру стойках. Высота стоек зависит от диаметра вибрационного валика. Со стороны ременной передачи закрепляется шкив для передачи на вибратор вращательного движения от электродвигателя. Вращаясь с высокой скоростью, этот валик со смещенным центром тяжести будет создавать колебательные движения и передавать их через стойки на вибрационную платформу.
Схема электрической вибротрамбовки.
Можно использовать вибрационный механизм заводского изготовления. Это обеспечит более высокий уровень надежности машины, но повлечет за собой дополнительные расходы.
Передача крутящего момента
В качестве трансмиссии для передачи крутящего момента от двигателя к вибрационному механизму рекомендуется применять мягкую клиноременную передачу. Она обеспечит надежное вращение эксцентрика и защитит подшипники двигателя от влияния вибрации.
Шкивы рекомендуется использовать двухременные. Это даст большее сцепление с ремнями и обеспечит безаварийную работу в случае разрыва одного из ремней.
Для защиты от возможных травм ременную трансмиссию необходимо закрыть защитным кожухом, а если это невозможно сделать, то необходимо установить отбойный щиток.
Передаточное число и необходимые диаметры шкивов зависят от частоты вращения двигателя и должны обеспечивать вращение эксцентрика с частотой около 180 об/мин. В этом случае каждую секунду будет производиться 3 удара по грунту. Если у вас нет опыта подобных расчетов, то нужно будет обратиться к специалистам.
Процесс сборки.
Управляющая рукоять и система гашения вибрации
Во время работы, благодаря переднему расположению эксцентрика и возникающих вибрационных колебаний, платформа с установленным на ней двигателем начинает двигаться по поверхности самостоятельно. Но для задания правильного направления движения необходима управляющая рукоять.
По своей конструкции она может иметь одну или две наклонных стойки с поперечной ручкой-перекладиной. В верхней части рукояти рекомендуется установить виброгасящее устройство для того, чтобы во время работы не было передачи колебаний на руки. В качестве защиты можно использовать пружины, саму стойку сделать из двух труб, одна из которых будет входить внутрь другой. Фиксация пружин осуществляется установленными на трубы стальными кольцами.
Если есть финансовая возможность, то вместо самодельной пружинной конструкции можно установить сайлентблоки от легкового автомобиля. Это обеспечит достаточное гашение вибрации, а сама конструкция будет менее шумной.
Возможность реверсного движения
Движения самодельной виброплиты, изготовленной так, как было изложено выше, возможны только в одном направлении. Поэтому, пройдя некоторое расстояние, приходится разворачивать её и только потом передвигаться в обратную сторону. Это уменьшает скорость работы и требует дополнительных физических усилий со стороны оператора.
Еще один чертеж варианта с бензиновым двигателем.
Для того, чтобы обеспечить вибрационной машине возможность реверсного движения, необходимо установить устройство, изменяющее направление вращения двигателя. После его установки и подключения, виброплита сможет передвигаться в двух направлениях.
При достижении края обрабатываемой площади оператор выключает двигатель и запускает его вращение в обратную сторону. Эксцентрик вибратора также станет реверсным и обеспечит машине возвратное движение.
Обеспечение водяного полива
Если во время трамбовки грунт или насыпные материалы смачивать водой, то уплотнение получится более качественным, а сама платформа не будет прилипать к поверхности. Особенно эффективным это может быть при накатке асфальтобетонных покрытий.
Для того чтобы обеспечить такое смачивание, на платформе устанавливается емкость с водой, а на передней загнутой части — перфорированная трубка, соединенная с емкостью через шланг.
Завершающие работы
После сборки плиты все металлические части необходимо прогрунтовать и покрасить для защиты от коррозии. Подводящий кабель надежно закрепить на управляющей рукоятке, чтобы исключить вероятность наезда на него. Выключатель двигателя должен быть размещен на самой конструкции, чтобы обеспечить возможность аварийной остановки во время работы.
После этого виброплиту, сделанную своими руками, необходимо испытать. Лучше всего для этого подходит свежевскопанная земля. Проверка на насыпном материале не даст опробовать работу на полной нагрузке.
Как видим, сделать вибрационную машину самостоятельно вполне возможно. Но для этого необходимо обладать начальными знаниями и опытом слесарных и сварочных работ.