Вибратор для бетона: изготовление вибраторного устройства из перфоратора и дрели своими руками, действие

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.

Конструкция вибратора

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.

Это опасно для всех механизмов, но нам нужно

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.

Наиболее распространенный привод, и не только для вибраторов

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.

Для приведения в действие пневматического вибратора нужен компрессор

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.

Этот самый простой ДВС, как видите не простой

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.

Конструкция одновального вибровозбудителя

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.

Один из вариантов двухвального вибровозбудителя

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.

В большинстве погружных вибраторов используют именно такой тип вибровозбудителя

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

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.

Портативная модель с компрессором — видно какая у неё небольшая вибробулава

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.

Дача и Дом — Вибрирование бетона

Вибрирование бетона

Плотная структура является признаком хорошего бетона. Без окончательного уплотнения бетон не может достичь основных свойств жесткого бетона, так как во всех правилах бетонной технологии и основах проектирования предусмотрено полное уплотнение свежеуложенной бетонной смеси вибрированием.Кроме этого, для применения вибрировния при укладке бетона есть еще два существенных повода.

Во-первых, вибрирование позволяет уменьшить пористость бетонного камня. Содержание воздуха в бетоне составляет примерно 1-2% от объема бетонной смеси. Чем больше в бетоне воздуха, тем больше образуется в бетонном камне пор и тем ниже его прочность и водонепроницаемость. Прочность бетона одного и того же класса уложенного с вибрированием и без нее может существенно отличаться. Снизить содержание воздуха в бетонной смеси и уплотнить ее можно при помощи вибрирования. Вибрационные колебания распространяются как радиально и, в меньшей степени, в соосном наконечнику направлении. При воздействии на бетонную смесь механических колебаний высокой частоты и малой амплитуды повышается подвижность бетонной смести, при которой пузырьки воздуха поднимаются к поверхности и выходят из бетона.

Во-вторых, хотя для получения хорошей однородной структуры бетонного камня, бетонная смесь должна обладать достаточной вязкостью для недопущения ее расслоения, в момент укладки текучесть смеси бетонной смеси должна повышаться, чтобы обеспечить ее равномерное заполнение всей формы опалубки. Кратковременного повышения текучести достигают при помощи вибрирования, которое кратковременно разрушает коагуляционные структуры в бетоне и бетонная смесь начинает течь. Также вибрирование обеспечивает сближение частиц бетонной смеси под действием силы тяжести.

Для вибрирования пластичной бетонной смеси марки П3 используют ручные глубинные вибраторы со встроенным электродвигателем или с гибким наконечником. Для более жидкого бетона при отсутствии вибратора можно применять метод штыкования металлическими стержнями (арматуры).

При укладке бетона в узких элементах, таких как стены или лента фундамента, до начала схватывания бетона через 1 час после укладки проводится дополнительное повторное уплотнение бетонной смести вибрированием.

Уплотнение монолитного бетона вибрированием производится с помощью глубинных вибраторов. Как было сказано выше, при укладке бетона слоями, каждый слой уплотняют вибрированием. Для этого рабочий наконечник включенного ручного глубинного вибратора погружают в бетонную смесь под углом 30-35° таким образом, чтобы конец его рабочей части прошел через границу раздела «старого» и «нового» слоев укладываемого бетона на 5-10 см. Вибрирование вызывает перемещение и уплотнение частиц бетонной смеси, осаждение зерен уплотнителя и вытеснение воздуха. За счет всех этих движений в составе бетонной смеси граница раздела между слоями исчезает.

При уплотнении рабочий наконечник глубинного вибратора быстро погружают на требуемую глубину и медленно вынимают. При этом поверхность бетона должна закрыться. Видимые зоны воздействия вибратора (концентрические круги) должны перекрываться как минимум на 10 см или шаг перестановки наконечника вибратора должен быть равен 1,5 радиуса их действия.

Признаками достаточного уплотнения бетонной смеси вибрированием считаются:

Бетонная смесь перестает оседать.
На поверхности появляется цементное молоко с мелкозернистым песком.
На поверхность не поднимаются воздушные пузыри.
После вынимания рабочего наконечника вибратора поверхность бетона быстро закрывается.

Если после вынимания наконечника вибратора отверстие не заполняется бетонной смесью, то это может означать, что продолжительность вибрирования была не достаточной, консистенция бетона оказалась слишком густой или уже началось схватывание бетона. Недопустимо распределять бетонную смесь в опалубке с помощью наконечника вибратора, опирать наконечник на арматуру и элементы крепления опалубки. В случае обнаружения деформации или смещения опалубки бетонирование должно быть прекращено, и опалубка должна быть исправлена до начала схватывания бетона.

Технические характеристики ручных глубинных вибраторов:

Показатели	Ручные электромеханические вибраторы с гибким валом	Ручные вибраторы со встроенным электродвигателем
	ИВ-113	ИВ-112	ИВ-47Б	ВЭР-100	ИВ-103	ИВ-60
Техническая производительность, м3/ч	2	4	6	7-10	12-14	12-18
Длина рабочей части вибронаконечника, см	36	41	44	—	—	—
Масса вибронаконечника с гибким валом, кг	11,4	14,5	22,7	22	24	29
Длина рабочей части, см	—	—	—	52	48	52

На заметку мастерам — умельцам

При уплотнении бетона глубинным вибратором нужно придерживаться соответствующих рекомендаций.

В свежезалитом растворе может быть около 50% воздуха. Процентное соотношение зависит от марки цемента и степени его подвижности. От этих пустот надо избавляться, применяя глубинный вибратор.
Вибратор на аккумуляторах должен доставать все места залитого фундамента, иначе оставшиеся пустоты в будущем принесут неприятности.
Помните, что прекращать заливать фундамент нельзя ни в коем случае, поэтому надо постоянно следить за работой вибратора, чтобы он не сломался в непредвиденный момент.
Во избежание формирования в растворе воздушных пустот фундамент надо заливать с маленькой высоты.
Наконечник устройства погружать в раствор рекомендуют только вертикально и не производить горизонтальных передвижений.
Надо всегда осуществлять контроль за расстоянием между точками погружения. Оно не должно превышать 10 размеров диаметра самого наконечника.
При заливке послойного фундамента наконечник должен погружаться в каждый предыдущий слой не меньше чем на десять сантиметров, чтобы обеспечить максимально прочное сцепление всех слоёв.
Если держать вибратор слишком долго в одной точке, то бетон может расслоиться. Время работы устройства от 5 до 15 секунд. Периодичность зависит от марки цемента и мощности виброустройства.
Рабочий наконечник не должен касаться стенок опалубки или конструкции из арматуры.
Вынимать наконечник надо аккуратно, производя медленные движения «вверх и вниз», чтобы уличный воздух не попал в место, где он находился.
Если пузырьки на всей поверхности бетона отсутствуют, то работа была произведена правильно.
Заводской вибратор нельзя включать «вхолостую», так как это испортит устройство и сократит срок его эксплуатации.

Другие варианты самостоятельно сделать вибратор в домашних условиях

Хотя изготовление из дрели или перфоратора является самым распространённым, есть и другие варианты сборки глубинного вибратора в домашних условиях. Достаточно подобрать соответствующий источник колебаний и приспособить к нему подходящий вибронаконечник.

Видео: глубинный вибратор из двигателя водяного насоса

Основным преимуществом бетонных вибраторов, сделанных из подручных инструментов, является то, что на прибор не приходится тратить деньги, а после окончания работы он демонтируется, и составные части можно использовать по их прямому назначению.

Видео: глубинный вибратор из триммера

Для того чтобы самостоятельно залить монолитный фундамент, отлично подойдёт вибратор из дрели или перфоратора, собранный в домашних условиях из подручных средств. Такой инструмент не подойдёт для больших масштабов строительства, но будет просто незаменимым в возведении конструкций для дачи или загородного дома. Надо отметить, что при длине устройства, которое будет превышать один метр, понадобится помощник для работы. Собирая вибратор дома, надо все стыки делать максимально надёжными, так как раствор бетона создаёт сильное давление на прибор и способен активно противодействовать вибрационным колебаниям.

Виды вибраторов

По способу воздействия оборудование такого типа делится на:

погружные (глубинные), передающие механические колебания через корпус на массу;
внешние (площадочные), передающие вибрацию через опалубку, на которой крепятся с помощью болтов;
поверхностные, колебания от которых передаются на рабочую зону, куда укладывается бетонная смесь.

Составляющие погружного вибратора — двигатель, гибкий вал и вибробулава, по-другому — вибронаконечник. Само название этого механизма говорит, что его погружают в бетонную смесь.

Глубинные вибраторы бывают:

С электромеханическим приводом, работающим на двух- или трехфазном двигателе частотой 50 Гц. Колебания здесь передаются через трос от привода, этим и создается вращение в вибронаконечнике от вала. Встречаются модели с длиной вала от 1,5 до 6 метров с разными диаметрами;
Высокочастотные, работающие на двигателе с рабочей частотой 200 Гц. Имеющийся преобразователь напряжения, способный понизить его с 220 В до 42 В, делает работы с бетонными массами безопасными;
Гидравлические, оснащенные фланцевым гидромотором. Его назначение — являться приводом с высокой регулируемой частотой. Среднее рабочее давление около 120 бар. Несмотря на большую мощность, имеет совсем незначительный вес;
Пневматические, состоящие из корпуса с пневмодвигателем, имеющие соединения с пусковым затвором. Очень просты в обслуживании, имеют невысокий расход воздуха, высокий КПД. Чаще всего используются для уплотнения бетонной массы железобетонных конструкций;
Электромагнитные, оснащенные якорем на электромагните и пружинах. Чтобы улучшить работу такого механизма, масса якоря и жесткость пружин выбирается в соответствии с возрастанием амплитуды механических колебаний. Используется при виброударном режиме или когда необходима постоянная частота колебаний.

Погружные глубинные вибраторы

Если говорить о самых распространенных на сегодняшний день погружных глубинных вибраторах для бетона, то можем отметить два вида таких аппаратов:

Портативные ручные, которые имеют встроенный электродвигатель. Такое оборудование характеризуется небольшой массой и представляет собой длинную штангу с вибронаконечником, имеющим привод от электромотора. Стоимость такого оборудования не слишком высока и обычно составляет 4−5 тысяч рублей. Можно приобрести отдельно как длинные штанги с приводом, так и вибронаконечники, что позволяет существенно расширить функционал использования такого оборудования.
Бетонные переносные вибраторы с булавой и гибким валом. Такое оборудование может использоваться как в частном строительстве, так и для уплотнения рабочей смеси при монолитной технологии возведения зданий и сооружений. Стоимость переносных бетонных вибраторов может колебаться от 5 до 20 тысяч рублей.

Все используемые сегодня глубинные погружные вибраторы отличаются простотой в использовании, при этом они, несмотря на небольшую мощность привода, чрезвычайно эффективны и позволяют качественно удалять воздух и воду из рабочей смеси, обеспечивая необходимое уплотнение материала. Благодаря простоте использования такого оборудования работать с ним могут обычные домовладельцы, которые занимаются строительством самостоятельно.

Как выбрать глубинный вибратор

Выбирая такую технику, необходимо обратить внимание на следующие характеристики:

Диаметр уплотнения — это зона, в которой распространяются колебания в уплотняемом материале. Чем больше показатель диаметра уплотнения, тем выше производительность конкретной модели и тем быстрее можно удалить из бетона воздух и воду.
Амплитуда и частота колебаний. Чем выше показатель амплитуды и частоты колебаний, тем быстрее происходит вытеснение из строительной смеси воздуха.
Размеры используемой насадки булавы. Необходимо выбирать размеры насадки таким образом, чтобы от головки вибратора до каркаса арматуры было не меньше одной трети от диаметра рабочей части.

Для частного строительства и заливки фундамента чаще всего используют модели, частота у которых обычно превышает 10 000 колебаний в минуту.

Как правильно пользоваться погружным вибратором

Важно не только грамотно подобрать технику для бетонирования и уплотнения смеси, но и правильно ее использовать. Уплотнение участка бетоном обычно составляет от 30 до 60 секунд в зависимости от текучести и пластичности раствора. Как только будет завершена усадка, на поверхности бетона выступит так называемое цементное молочко, после чего необходимо доставать булаву и работать уже на другом участке залитой смеси бетона

Как только будет завершена усадка, на поверхности бетона выступит так называемое цементное молочко, после чего необходимо доставать булаву и работать уже на другом участке залитой смеси бетона.

Шаг перестановки вибронаконечника-булавы будет зависеть от радиуса действия, то есть диаметра уплотнения. В каждом конкретном случае этот показатель будет изменяться в зависимости от модели техники, поэтому необходимо ознакомиться с этой характеристикой из инструкции к каждому конкретному устройству.

При выполнении уплотнения конструкции в опалубке следите за тем, чтобы используемый вибронаконечник не задевал за арматуру или стенки опалубки. До щитов опалубки или заложенной арматуры минимальное расстояние составляет 10 см.

Алгоритм изготовления вибратора из дрели

Самый простой вариант – это приобрести готовую насадку на электродрель для уплотнения бетона заводского производства. Однако такой вариант требует материальных затрат.

Если есть желание сделать все самостоятельно, предлагаем вариант сборки глубинного вибратора для бетона на базе электродрели с гибким валом. Схематически конструкция создаваемого самодельного вибратора представлена на фотографии ниже.

Никаких изменений в конструкцию электродрели вносить не потребуется, понадобится собрать только вибронаконечник с валом.

Инструменты и материалы

Для этого потребуются кроме самой дрели такие инструменты и материалы:

стальной стержень либо трос длиной около метра с диаметром 1,5 см;
сварочный аппарат с электродами по нержавейке;
2 подшипника роликового типа, наружный диаметр которых будет составлять 52 мм (например, марки NF304 либо 12304);
0,5 м стальной нержавеющей трубки с внешним сечением 55 мм при толщине стенки равной 1,5 мм;
дрель с набором сверл по металлу;
0,4 м металлического прута прямоугольного сечения (с длиной большей стороны не более 25 мм);
мечик для нарезания резьбы;
зажимной винт;
болгарка с отрезными кругами по металлу или ручная пила;
резиновая или поливинилхлоридная трубка по длине стержня (троса), диаметром позволяющим одеть ее на стальной наконечник;
кожух, который будет защищать вибронаконечник;
металлический стержень круглого сечения (диаметром 15 мм, достаточно 20 см длины);
фрагмент листа металла примерно 20 на 20 см (толщиной от 1,5 мм);
рулетка с маркером.

Если применять трос, то предварительно требуется заварить его концы, чтобы он не распускался при дальнейшей эксплуатации оборудования.

Подшипники будут испытывать при вибрации значительные нагрузки, поэтому рекомендуется отдавать предпочтение при покупке качественным изделиям.

Последовательность сборки

Вибрирующая рабочая насадка на дрель изготавливается в такой последовательности.

Разрезают болгаркой металлический прут круглого сечения на 2 равные по длине части.
Приваривают отрезки к прямоугольному стержню с обеих сторон.
Одевают на самодельный дебаланс с каждой стороны по подшипнику.
Вставляют собранную конструкцию внутрь стальной трубки.
Обрезают круглый стержень с любой стороны вровень с трубой.
Вырезают из металлического листа крышечку для рабочего торца вибронаконечника.
Приваривают заглушку.
Просверливают в выходящем из наконечника конце 2 отверстия для состыковки с валом: одно – с торца по центру (вдоль оси вращения) глубиной и диаметром 1,5 см, а другое – перпендикулярно ему через 7 мм от края (сечением 4 мм).
В меньшем отверстии нарезают резьбу под зажимной винт.
Вставляют стержень (трос) в ПВХ либо резиновую трубку, смазав его предварительно, при этом оставляют с каждой стороны запас около 5 см.
Соединяют вал с вибронаконечником.
Натягивают шланг на вибробулаву, фиксируя его с помощью хомута.
Второй конец вала обрезают до нужной длины и закрепляют его в патроне электродрели так, чтобы вращался только трос, а шланг был неподвижен.
Защищают вибронаконечник пластиковым кожухом.
Подключают шнур питания электродрели к сети и проверяют работоспособность сделанного бетонного вибратора.

Умельцы придумали еще множество вариантов преобразования электродрели в вибратор. Как сделать бетонный уплотнитель без гибкого вала, показано в видеоролике:

Нюансы изготовления

При сборке самодельного вибратора из дрели следует учитывать следующие моменты.

Чтобы металлические детали насадки были прочными и не разрушились от воздействия коррозии, их делают именно из нержавеющей стали.
Если патрон дрели не рассчитан на диаметр вала, то понадобится приобрести подходящий переходник.
Перед установкой подшипники хорошо смазывают. Они должны располагаться в стальной трубке без перекосов, а вал из металлических стержней должен свободно вращаться.
Места стыковок должны быть максимально герметичными, чтобы инструмент прослужил долгое время.

Можно также изготовить втулку для конца вибронаконечника. К ней будет подсоединяться трос, а также шланг.

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. Этот метод называется штыкованием. Длину штыка нужно отрегулировать так, чтобы она стала равной глубине формы, где будет проводиться обработка. Для эффективной работы механизма нужен перфоратор с мощностью 1,5 кВт, как минимум.

Вибратор для бетона несложно сделать своими руками

Это интересно: Вибростанок для блоков своими руками

Характеристики, которые важны при выборе глубинного вибратора

Перед правильной покупкой инструмента следует учитывать следующие параметры:

Диаметр уплотнения (зоны обработки) — параметр, от которого напрямую зависит производительность труда при использовании вибратора.
Частота и амплитуда колебаний. Чем выше эти величины, тем более скоростным будет вытеснение воздуха из раствора. Эта характеристика выбирается ещё и по виду получаемого бетона. Если он мелкозернистый — применяют высокочастотные агрегаты (10–20 тыс. кол/мин.). Для средней зернистости используют вибраторы средней частоты (3,5–9 тыс. кол/мин.). Для изготовления крупнозернистого бетона достаточны приборы с частотой колебаний до 3,5 тыс. кол/мин.
Габариты рабочего наконечника-булавы. Размер подбирается таким образом, чтобы пространство между краем булавы и арматурой было больше 30% диаметра наконечника.

При заливке фундаментов требуется высочайшее качество, прочность итоговой конструкции. Понятно, что в этом случае чаще всего нужно применять мелкозернистую бетонную смесь. Соответственно, вибрации для обработки фундаментов должны быть высокой частоты.

Бензиновая электростанция. Переносной источник энергии

Электрические рубанки. Как выбрать подходящий?