Как сделать вибратор для бетона своими руками: агрегаты для уплотнения смеси

Хорошее уплотнение бетонной смеси после укладки — залог того, что готовое изделие или конструкция будут высокого качества. Многие изготавливают этот агрегат самостоятельно. Один из примеров показывает  вибратор для бетона своими руками. Конечно из небольшого ролика понять все нюансы сложно, поэтому рассмотрим в нашей статье этот вопрос более подробно.

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.

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.

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.

Вибратор на основе перфоратора

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.

Совет. О том, что пора заканчивать вибрирование, свидетельствует окончание выхода воздуха из пор (образования пузырей на поверхности), и появление цементного молока (жидкости). При этих признаках, сразу прекращаем вибрирование — иначе мы вызовем расслоение смеси.

Насадка с булавой на дрель

Это уже настоящий вибратор. Правда, сделать его сложнее — требуется материал и инструмент. В качестве вибровозбудителя выбираем одновальную дебалансовую конструкцию. Это не очень подробная инструкция, так как все зависит от возможностей, и имеющихся в наличии (или доступных для приобретения) комплектующих.

Нам понадобится следующее оборудование и инструмент, а также материалы и запасные части. Похожая конструкция представлена на фото.

Инструмент и станки

Конечно, необязательно все иметь дома, просто достаточно иметь доступ к любой ремонтной мастерской.

• Токарный станок (достаточно простейшего).

• Фрезерный или хотя бы более-менее мощный обдирочно-заточной.
• Сварочный аппарат.
• Набор слесарного инструмента.
• Возможно мощный паяльник или оборудование для пайки пламенем газовой горелки.

Материалы и детали

• Кусок трубы, можно даже сварной, диаметром 50-60 мм, и длиной порядка полуметра.
• Два подшипника, желательно тяжелой серии, с диаметром, близким к внутреннему диаметру трубы.
• Стальной кругляк — тоже близкий по диаметру к трубе, для заглушек и втулок.
• Кругляк диаметром немного большим диаметра внутренней обоймы подшипников.
• Квадрат или, в крайнем случае, круг для дебаланса. Его толщина должна быть чуть меньше (на 2-3 миллиметра) разницы между радиусом вала и внутренним радиусом трубы. Еще лучше труба квадратная.
• Гибкий вал для дрели или дримлера. Иногда используют от привода спидометра, но он служит недолго из-за того, что не рассчитан на большие нагрузки.

• Прокладочная резина или паронит.
• Смазка и силиконовый герметик.

Приступаем к сборке

Как сделать вибратор для бетона своими руками можете из этого видео в статье.

1. В первую очередь, готовим вал. Обрезаем кругляк на несколько сантиметров короче трубы, так чтобы можно было закрепить его в наконечнике гибкого вала.
2. Один торец вала обтачиваем так, чтобы он плотно входил во внутреннюю обойму подшипника, и упирался в него более толстой, не обточенной частью. Не забываем выбирать проточки для снятия напряжения — вал будет работать в довольно тяжелых условиях с усилиями, приложенными на излом.
3. Второй торец обрабатываем более сложным образом — он должен выходить из подшипника, и крепиться в наконечнике гибкого вала. Конструкция крепления зависит от наконечника. Если используется не вал для дрели, то нужно продумать этот узел по-другому. Например, высверлить по центру вала отверстие, в которое потом можно будет впаять трос вала, или зажать его там винтами. При наличии инженерного мышления — это не сложная задача.
4. Вал готов. Теперь наша задача добиться от него того, с чем в других механизмах борются — дисбаланса. Для этого проводим две операции.
5. Привариваем на вал квадрат вдоль оси. Если вы нашли квадратную трубу, то еще лучше привариваем ее, и заливаем внутри свинцом — так дебаланс получится тяжелее.
6. Дополнительно, если вал достаточного большого диаметра, можно сточить его (или выбрать фрезой) напротив приваренного дебаланса.
7. Теперь займемся корпусом — нашей трубой. Чтобы закрепить конструкцию, нарезаем на ее торцах резьбу. Желательно внутреннюю — но, в крайнем случае, можно обойтись и внешней. На нее будут крепиться крышки вибробулавы. Для герметичности конструкции желательно нарезать не метрическую, а дюймовую резьбу. Шаг выбираем минимальный.

Готовим крышки, тут без токарного станка не обойтись.

1. Передняя крышка конусная, чтобы булава легче входила в бетонную смесь. Одновременно она является корпусом, в котором устанавливается подшипник.
2. Задняя более сложной формы. По центру в ней проходит отверстие для прохода гибкого вала. На входе желательно предусмотреть расширение для приваривания или пайки (вклеивания)  за концовки его оплетки. За подшипником предусматривается место для соединения гибкого вала и вала вибробулавы.

Все детали готовы, приступаем к сборке.

• Насаживаем задний подшипник на вал, не забыв перед этим предварительно его смазать.
• Пропускаем гибкий вал через крышку, и соединяем его с валом.
• Ставим задний подшипник на место в задней крышке.
• Устанавливаем заднюю крышку на место. Для герметичности стыка вырубаем (вырезаем) прокладку из паронита. Дополнительно используем герметик.
• Насаживаем передний подшипник на место.
• Ставим на место переднюю крышку, при этом совмещаем ее так, чтобы подшипник стал на вал. Добиваемся отсутствия люфта — его можно проверить по перемещению гибкого вала. Регулируем посадку подшипника зажатием крышки, или с помощью шайб. Также не забываем про прокладки (если мы плохо рассчитали размеры, то возможно придется использовать их несколько) и герметик.
• Крепим за концовку гибкого вала в крышке. Если она из тонкой стали, которую нельзя приварить, используем пайку. Если она вообще отсутствует или пластиковая то можно обнажить оплетку и припаять ее. В крайнем случае, можно воспользоваться клеем.

Совет. Паять лучше не паяльником и оловянно-свинцовым припоем, а медью с помощью горелки. Стык получается более надежным.  Если вы использовали все-таки олово со свинцом, то после пайки промойте стык щелочным мылом или раствором соды, чтобы удалить остатки паяльной кислоты, которая со временем разрушит стык. При пайке медью в качестве флюса используйте буру.

• Нужно предохранить конструкцию от саморазборки при вибрации. Сверлим в боковой поверхности трубы (напротив резьбы) отверстия под небольшие винты (хватит диаметра 3 миллиметра). Нарезав резьбу, ввинчиваем их.

• Наша конструкция готова, можно закрепить второй конец гибкого вала в дрели и проводить испытание.
• Для защиты деталей вибробулавы от коррозии, желательно ее окрасить.

Совет. По надежности наша конструкция уступаем заводским. Чтобы она дольше прослужила, избегаем холостого хода. Включаем дрель только при опускании булавы в бетон. Когда извлекли ее, сразу выключаем. При использовании стандартного вала для дрели, с разъединением рабочего органа от вала кнопкой еще проще. Включать и выключать вибробулаву можно при работающей дрели.

Виброрейка своими руками

Рассмотрим также, как собирается виброрейка для бетона своими руками, используемая для разглаживания и уплотнения смеси. Ее конструкция не сложнее вибробулавы для дрели — понадобится фактически то же оборудование. Материалы и детали несколько другие.

Материалы и детали для самодельной виброрейки

1. Прокат (уголок, швеллер, полу тавр) для реек  и рамы. Если есть возможность вести сварку в среде инертного газа (аргона), желательно выбрать алюминий, конструкция получится легче. Правда можно алюминиевые детали собрать с помощью винтов, болтов и гаек.
2. Болванки для изготовления дебалансов и корпусов подшипников.
3. Листовая сталь для крышек корпусов подшипников.
4. Электромотор, желательно с выходом вала с обеих сторон корпуса. Если такого найти не удалось, то можно либо удлинить вал с другой стороны, либо сделать вибровозбудитель с одним дебалансом. Но он будет несколько менее надежен..
5. Подшипники с диаметром внутренней обоймы, равным диаметру вала электромотора.
6. Труба для изготовления ручек.
7. Жесть для изготовления кожухов.
8. Крепеж.
9. Провода и пусковая арматура для подключения электродвигателя.

Для нашей конструкции выбираем тоже простейший дебалансовый вибровозбудитель.

Сборка конструкции

Перечислим основные этапы работ:

• Собираем раму. Она представляет собой непосредственно виброрейку (на которой будет крепиться вибровозбудитель), и выравнивающую рейку, соединенные собой несколькими перемычками (как лесенка).
• Закрепляем электродвигатель на рейке с помощью кронштейнов и болтов.

Внимание. Все резьбовые соединения защищаем от саморазвинчивания. Для этого используем либо контргайки, либо шплинты.

Дальше нам необходимо на вал двигателя установить дебалансы. Можно было бы их прямо закрепить на вал двигателя, но мы установим дополнительные опорные подшипники.

Это связано с тем, что подшипники двигателя смонтированы непосредственно в его крышке из алюминиевого сплава. Из-за нагрузок при вращении дебаланса, быстро разобьются гнезда, и может разрушиться сама крышка — алюминий довольно хрупкий.

• Изготавливаем (вытачиваем) корпуса для подшипников и крышки для них. Для большей надежности предусматриваем и установку манжет (сальников).
• Устанавливаем подшипники в корпуса. Перед этим обязательно смазываем их.
• Насаживаем подшипники на вал двигателя.
• Теперь монтируем корпуса на раму. Это делаем после установки подшипников на вал по той причине, что проще определить точную позицию относительно вала. Для крепления также используем кронштейны.
• Устанавливаем манжеты и крышки корпусов на места. Крепить их можно винтами. Для герметичности под крышки ставим прокладки хотя бы из картона.
• Изготавливаем дебалансы. Они представляют собой маховик, у которого кроме ступицы остается только один сектор примерно в девяносто  градусов. Особой точности не нужно, так как его главная задача раскачать конструкцию а не плавность  работы. Поэтому, можно выточенный или готовый маховик обрезать газовым резаком, и обработать на наждаке.

• Ставим дебалансы на места. Посадка должна быть очень плотной. Недостаточно только шпонки, дополнительно крепим болтом с шайбой вкрученным в отверстие по оси вала. Причем, с резьбой, направление которой не позволяет вывернуться винту при вращении вала. Также предусматриваем фиксацию от саморазвинчивания в виде дополнительно шплинта или стопора.
• Изготавливаем ручки, которыми будем перемещать виброрейку. Их обязательно надежно зафиксировать, поэтому предусматриваем подкосы.
• Из жести делаем кожуха, ограждающие вращающиеся вал и дебалансы. Это необходимо для безопасности. Желательно сделать их легкосъемными.
• На рукояти устанавливаем выключатель для пуска электромотора.
• Монтируем электропровод. Можно проложить его внутри труб рукоятей.
• Испытываем механизм.
• Если все работает, окрашиваем конструкцию.

Кстати, вместо самостоятельно изготовленного вибровозбудителя можно использовать покупной. Это не только значительно упростит сбоку, но и сделает виброрейку более производительной.

Из виброрейки в виброплиту

Наша самодельная виброрейка для бетона  может быть более универсальной. Причем, довольно просто. Нужно просто изготовить из толстой стали (не менее 3 миллиметров) плиту.

Просто вырезать по размеру, и немного загнуть как санки два противоположных края. Затем предусматриваем крепление на нашу рейку. Просверлить несколько отверстий под болты и раззенковать их, чтобы можно было использовать потайные головки.

Когда нам понадобится виброплита — прикручиваем сделанную деталь, и агрегат готов. Это очень удобно. Можно плитой подготовить подушку под дорожку. Затем, сняв плиту выровнять виброрейкой бетон, и снова смонтировав ее, уплотнить.

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.