Введение. Ведущие компании, связанные с робототехникой, уже сейчас выпускают разнообразные строительные аппараты, с успехом используемые при строительстве больших объектов. Такие устройства показали свою высокую эффективность на всех стадиях — от проектирования до финишной отделки.Разработка нового устройства штукатурной машины и технологии использования для автоматизированного уплотнения вертикальных стен, разработка новой автоматизированной штукатурной машины является актуальной задачей.Необходимостью является изучение более широких связей и свойств объектов, воздействия кинематических, силовых, энергетических и других параметров штукатурных машин с целью выявления новых закономерностей их функционирования и создание на их основе новых конструкций вибромашин, обладающих повышенной эффективностью [1–5].Анализ результатов патентного поиска показал, что настоящее время имеется множество различных видов агрегатов, устройств и машин для проведения автоматизированных штукатурных работ [6–8]. Наиболее важными особенностями технических решений является: – проектирование новых видов агрегатов, устройств и машин для проведения автоматизированных штукатурных работ с высоким показателем производительности и наиболее важным аспектом экономической значимости;– использование новых видов смесей с добавлением композитных материалов, повышающих параметры и качество готовой штукатурной смеси;– применение новых технологий в производстве и эксплуатации готовых установок – наиболее ярким примером является применение новых программных обеспечений и интерфейса, как и использование новых оптических и лазерных датчиков для позиционирования агрегата в пространстве и оценки качества выполненных работ.Изучением эффективного применения штукатурных машин и смесей занимаются разные страны такие, как: США, Испания, Португалия, Россия (СССР), Индия, Китай и др. Расширенным изучением штукатурных машин занимаются Китай и Россия. По результатам патентного поиска, можно сделать вывод, что Китай преуспел в исследовании эффективного применения штукатурных машин и смесей [9–11]. Китай работает на высоком уровне и добился высоких результатов в процессе работы [12–15]. Что касается российских патентов автоматизированного оштукатуривания, работы велись очень давно, но Россия продолжает исследования в данном направлении. Существующие роботы для штукатурных работ не распространены из-за высокой стоимости. Как правило, такие виды работ принято делать вручную по маякам. В Китае же, с их огромными объемами строительства они применяются чаще.Материалы и методы. Исследования влияния конструктивных параметров механического воздействия колебаний на эффективность процесса оштукатуривания вертикальных стен производились на моделях робота-штукатура и виброустановки (табл. 1). Таблица 1Зависимость физико-механических свойств.Исследуемые факторы и уровни варьирования ПФЭ ЦКРП 2 №п/пФакторыКодовоеобозна-чениеИнтервалварьированияУровни варьированияХ = −2(звездныйуровень)Х = −1(нижнийуровень)Х = 0(среднийуровень)Х = +1(верхнийуровень)Х = +2(звездныйуровень)1ВодосодержаниеW, мл/кг=%X150 мл/кг200=66 %250=83 %300=100 %350=116 %400=133 %2Частота колебанийf, ГцX2535404550553Угол наклона виброплатформыα, ° X35 ° 35 ° 40 ° 45 ° 50 ° 55 ° 4АмплитудаА, ммX40,252,52,7533,253,5   Модель штукатурной машины представлена на рисунке 1. Она представляет собой конструкцию, состоящую из двух мачт и тележки с механизмом подъема, а также виброплатформы и бункера установленной на тележке. Механизм подъема представляет собой систему канатов с приводом.  Рис. 1. Модель экспериментальной установки для уплотнения вертикальных стен:1 – механизм уплотнения (виброплита с бункером); 2 – стойки; 3 – механизм подъема(электродвигатель и система блоков); 4 – основание; 5 – нож; 6 – механизм изменения угла наклона Основными требованиями к процессу нанесения является варьируемые факторы виброплатформы и особые свойства штукатурного состава. Процесс нанесения штукатурного слоя изображен на рисунке 2. Основным стандартом в процессе работ является СНиП, также законодательством РФ предусмотрен ГОСТ Р 57984-2017/EN 13914-1:2005, который затрагивает внутреннюю и наружную отделку. Особенности подбора, приготовления и нанесения растворов содержатся в ГОСТ Р. Однако на данный момент документ не вступил в силу. Существуют другие ГОСТы в зависимости от вяжущего компонента смесей:ГОСТ Р 57957-2017/en 13279-1:2008 – относится к гипсовым растворам.ГОСТ Р 57336-2016/en 998-1:2010 – для растворов на основе извести.ГОСТ 31357-2007 – регламентирует сухие цементные смеси.  Рис. 2. Процесс нанесения штукатурного слоя: 1 – штукатурный слой (накрывочны);2 – штукатурный слой (обрызг, грунт); 3 – штукатурная установка; 4 – основание (стена);5 - механизм уплотнения (виброплита с бункером)  Основными правилами при приёмке работ, от которых зависит качества работ и конечный результат готового покрытия, является:Не допускается наличие пузырей, трещин, волн, а также явных шероховатостей.Показатели углов – 90°. Должны быть ровные поверхности с четкими гранями.Удар раскрытой ладонью не вызывает гулкий звук и ощущение осыпания штукатурки.Допуски относительно горизонтали и вертикали лежат в приемлемых пределах.Специальные разновидности штукатурки должны отвечать особым требованиям.Погрешность относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей до 20 мм проглядывается невооруженным глазом. Все, что превышает эти показатели, расценивается как брак, который необходимо исправить.Критерии проверки качества штукатурных работ нескольких типов штукатурных составов (табл. 2).На рисунке 3 представлена виброустановка для воздействия на штукатурный слой при виброуплотнении стен. Установка работает следующим образом/ Таблица 2Критерии проверки качества штукатурных работ нескольких типов штукатурных составов №п/пНаименованиеПростаяштукатуркаУлучшеннаяштукатуркаВысококачественная штукатурка1Отклонение от вертикалиНе более 3 мм на 1 м, но не более 10 мм на всю высоту помещенияНе более 2 мм на 1 м, но не более 10 мм на всю высоту помещенияНе более 0,5 мм на 1 м, но не более 5 мм на всю высоту помещения2Отклонение по горизонталиНе более 3 мм на 1 мНе более 3 мм на 1 мНе более 1 мм на 1 м3Неровности поверхности плавного очертанияНе более 4 шт. на 1 м, но не более 10 мм на весь элементНе более 2 шт., глубиной (высотой) до 3 ммНе более 2 шт., глубиной (высотой) до 1 мм4Отклонение оконных и дверных откосов, пилястр, столбов и т.п. от вертикали и горизонталиНе более 4 мм на 1 м, но не более 10 мм на весь элементНа площади 4 не более 4 мм на 1 м, но не более 10 мм на весь элементНа площади 4 не более 2 мм на 1 м, но не более 5 мм на весь элемент5Отклонение радиуса криволинейных поверхностей от проектного значенияНе более 10 мм на весь элементНе более 7 мм на весь элементНе более 4 мм на весь элемент6Отклонение ширины откоса от проектнойНе более 5 ммНе более 3 ммНе более 2 мм     Рис. 3. Схема экспериментальной установки для уплотнения вертикальных стен (виброплатформа):1 – эксцентрик отклонения установки в вертикальной плоскости (виброплита с бункером); 2 - шкив;3 - подшипник; 4 – ремень передачи; 5 - электродвигатель; 6 – ремень передачи, 7 – шкив,8 – эксцентрик отклонения в горизонтальной плоскости, 9 – жесткая связь подшипника и эксцентрика оси  Движение в горизонтальном направлении осуществляется двигателем постоянного тока с постоянным магнитом 7712-6 (9). Движение с электродвигателя передается посредством ременной передачи (8) на кривошип (1). Далее по кинематической схеме от кривошипа (1) на шатун (2), а от шатуна (2) с выходным звеном на шатун (3). Шатун (3), соединяющийся с опорой коромыслом (4) Движение в вертикальном направлении осуществляется двигателем постоянного тока 7712-6 (9). Движение с двигателя передается посредством ременной передачи (7) на кривошип (6). Далее по кинематической схеме от кривошипа (6) на шатун (5), который соединяется с выходным звеном шатун (3). Движение в вертикальном направлении не использовалось в процессе проведения исследования.После анализа был собран основной агрегат воздействия на штукатурный слой при нанесении на поверхность (рис. 4 и 5) с определенными параметрами (табл. 3).   Рис. 4. Виброплатформа штукатурной машины Рис. 5. Виброплатформа штукатурной машины Таблица 3Параметры виброплатформы робота-штукатура  №п/пПараметрыЗначенияпараметров1Мощность, Вт2002Габариты Д×Ш×В, см70×40×153Масса, кг184Частота колебаний, Гц50–605Амплитуда, мм0–10 Основная часть. Полученные результаты на экспериментальной установке робота-штукатура обрабатывались с применением методов математического планирования. Уравнение регрессии, выражающее зависимость отрыва В виброплатформы робота-штукатура с регулируемыми параметрами от водосодержание W [%] (Х1) в штукатурном растворе, частот колебаний f [Гц] (Х2) виброплатформы общего назначения, угла α [°] (Х3) наклона виброплатформы и амплитуды А [мм] (Х4) работы виброплатформы в кодированном виде имеет вид:  В = 52,5 + 31,2 Х1 – 15,2 Х12 – 24,2 Х2 + 12,3 Х22 + 123 Х3 –– 14,1 Х32 + 21,3 Х4 – 18,3 Х42 +3,2 Х1 Х2 – 11,2 Х1 Х3 + 2 Х3 Х4.                                                        (1) Анализируя знаки и величину коэффициентов при определенных факторах и эффектах взаимодействия в уравнении регрессии, следует сделать следующие выводы.Наибольшее влияние на отрыв B оказывает угол наклона, α [°] и водосодержание W [%] виброплатформы общего назначения, так как сумма коэффициентов при Х1 и Х3 наибольшая. Положительный знак при Х1, Х3 и Х4 подтверждает теоретические выводы о том, что с увеличением частоты колебаний f [Гц] виброплатформы общего назначения и амплитуды А [мм] отрыв B виброплатформы робота-штукатура с регулируемыми параметрами увеличивается. Отрицательный знак при Х2 подтверждает теоретические выводы о том, что с увеличением частоты колебаний f [Гц] в штукатурном растворе отрыв B виброплатформы робота-штукатура с регулируемыми параметрами снижается. Положительные знаки при эффектах взаимодействия Х1Х2, Х3Х4 также говорят о том, что увеличение этих параметров вызывает рост В, а их уменьшение – соответственно снижение этого параметра. На рисунке 6 представлены результаты исследования функции B (W [%]) при W = 200...400 [мл] с шагом 50 [мл], f = 35…55 [Гц] с шагом 5 [Гц] и параметрах α [°] и А [мм], равных α = 45˚ и А = 3 мм при различных значениях изменения водосодержания и частоты. Линия ряда 5 (рис. 6) при первой итерации показывает показатель отрыва B от водосодержания W при оговоренных ранее условиях, в зависимости от концентрации W воды в штукатурном растворе.При частоте колебаний  виброплатформы f = 35 [Гц], водосодержании W = 400 [мл], угле наклона виброплатформы с бункером, равнойα = 45˚, (рис. 6, линия ряда 5) и амплитуде А = 3 мм отрыв штукатурного слоя после высыхания, нанесенного с помощью виброплатформы общего назначения составляет 71 %. При уменьшении параметра W [%] частота колебаний f=35 [Гц] постоянная параметр B составил, соответственно, 73 %; 70 %; 65 % и 59 %. При тех же параметрах и при последовательном увеличении концентрации воды W [%] в составе штукатурной смеси, отрыв штукатурного слоя уменьшается, об этом нам указывают линии ряда 1…4, которые находятся ниже линии, характеризующей высокий показатель отрыва B с меньшим содержанием воды W [%] и большем показателем частота колебаний f [Гц].При следующих итерациях наилучший показатель отрыва B от водосодержания W при разной концентрации W воды в штукатурном растворе имеет вид линия ряда 5 (рис. 7).При частоте колебаний виброплатформы f = 35 [Гц], водосодержании W = 400 [мл], угле наклона виброплатформы с бункером, равной α = 55˚, (рис. 7, линия ряда 5) и амплитуде А = 3 мм отрыв штукатурного слоя после высыхания, нанесенного с помощью виброплатформы общего назначения составляет 81 %. При уменьшении параметра W [%] частота колебаний f=35 [Гц] постоянная параметр B составил, соответственно, 83 %; 80 %; 75 % и 69 %. При тех же параметрах и при последовательном увеличении концентрации воды W [%] в составе штукатурной смеси, отрыв штукатурного слоя уменьшается, об этом нам указывают линии ряда 1…4, которые находятся ниже линии, характеризующей высокий показатель отрыва B с меньшим содержанием воды W [%] и большем показателем частота колебаний f [Гц]. Рис. 6. Экспериментальные зависимости В (W):Ряд-1: точка 1 (f =55: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =55: W=250; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =55: W=300; А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =55: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =55: W=400; А = 3; α = 45˚);Ряд-2: точка 1 (f =50: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =50: W=250; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =50: W=300; А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =50: W=400; А = 3; α = 45˚);Ряд-3: точка 1 (f =45: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =45: W=250; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =45: W=300; А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =45: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =45: W=400; А = 3; α = 45˚);Ряд-4: точка 1 (f =40: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =40: W=250; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =40: W=300; А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =40: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =40: W=400; А = 3; α = 45˚);Ряд-5: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =35: W=250; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =35: W=300; А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =35: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =35: W=400; А = 3; α = 45˚) Рис. 7. Экспериментальные зависимости В (W):Ряд-1: точка 1 (f =55: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =55: W=250; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =55: W=300; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =55: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =55: W=400; А = 3; α = 55˚);Ряд-2: точка 1 (f =50: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =50: W=250; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =50: W=300; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =50: W=400; А = 3; α = 55˚);Ряд-3: точка 1 (f =45: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =45: W=250; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =45: W=300; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =45: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =45: W=400; А = 3; α = 55˚);Ряд-4: точка 1 (f =40: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =40: W=250; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =40: W=300; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =40: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =40: W=400; А = 3; α = 55˚);Ряд-5: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =35: W=250; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =35: W=300; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =35: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =35: W=400; А = 3; α = 55˚)  Изменение угла наклона α = 45˚ виброплатформы в большую сторону α = 55˚увеличило показание отрыва B на 10-15 %.При частоте колебаний виброплатформы f = 35 [Гц], водосодержании W = 200 [мл], угле наклона виброплатформы с бункером, равной α = 45˚, (рис. 8, линия ряда 5) и амплитуде А = 3 мм отрыв штукатурного слоя после высыхания, нанесенного с помощью виброплатформы общего назначения составляет 71 %. При уменьшении параметра f [Гц] частота колебаний до 55, 50, 45 и 40 [Гц] параметр B составил, соответственно, 59 %; 58 %; 59 % и 63 %. При тех же параметрах и при последовательном увеличении частоты f [Гц] виброплатформы, показатель отрыва штукатурного слоя уменьшается, об этом нам указывают линии ряда 1…4, которые находятся ниже линии, характеризующей высокий показатель отрыва B с показателем отрыва f = 35 [Гц] и увеличением угла наклона α = 45˚ (рис. 9, линия ряда 5) Рис. 8. Экспериментальные зависимости В (f):Ряд-1: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 35˚); точка 2 (f =40: W=200; А = 3; α = 35˚); точка 3 (f =45: W=200; А = 3; α = 35˚); точка 4 (f =50: W=200; А = 3; α = 35˚); точка 5 (f =55: W=200; А = 3; α = 35˚);Ряд-2: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 40˚); точка 2 (f =40: W=200; А = 3; α = 40˚); точка 3 (f =45: W=200; А = 3; α = 40˚); точка 4 (f =50: W=200; А = 3; α = 40˚); точка 5 (f =55: W=200; А = 3; α =40˚);Ряд-3: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =40: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =45: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =50: W=200; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =55: W=200; А = 3; α = 45˚);Ряд-4: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 50˚); точка 2 (f =40: W=200; А = 3; α = 50˚); точка 3 (f =45: W=200; А = 3; α = 50˚); точка 4 (f =50: W=200; А = 3; α = 50˚); точка 5 (f =55: W=200; А = 3; α = 50˚);Ряд-5: точка 1 (f =35: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =40: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =45: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =50: W=200; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =55: W=200; А = 3; α = 55˚) Рис. 9. Экспериментальные зависимости В (f):Ряд-1: точка 1 (f =35: W=350; А = 3; α = 35˚); точка 2 (f =40: W=350; А = 3; α = 35˚); точка 3 (f =45: W=350; А = 3; α = 35˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 35˚); точка 5 (f =55: W=350; А = 3; α = 35˚);Ряд-2: точка 1 (f =35: W=350; А = 3; α = 40˚); точка 2 (f =40: W=350; А = 3; α = 40˚); точка 3 (f =45: W=350; А = 3; α = 40˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 40˚); точка 5 (f =55: W=350; А = 3; α =40˚);Ряд-3: точка 1 (f =35: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 2 (f =40: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 3 (f =45: W=350;А = 3; α = 45˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 45˚); точка 5 (f =55: W=350; А = 3; α = 45˚);Ряд-4: точка 1 (f =35: W=350; А = 3; α = 50˚); точка 2 (f =40: W=350; А = 3; α = 50˚); точка 3 (f =45: W=350;А = 3; α = 50˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 50˚); точка 5 (f =55: W=350; А = 3; α = 50˚);Ряд-5: точка 1 (f =35: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 2 (f =40: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 3 (f =45: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 4 (f =50: W=350; А = 3; α = 55˚); точка 5 (f =55: W=350; А = 3; α = 55˚) Изменение водосодержания W = 200 [мл] виброплатформы в большую сторону W = 350 [мл] увеличило показание отрыва B на 10-15 %.При частоте колебаний виброплатформы f = 35 [Гц], водосодержании W = 350 [мл], угле наклона виброплатформы с бункером, равной α = 55˚, (рис. 9, линия ряда 5) и амплитуде А = 3 мм отрыв штукатурного слоя после высыхания, нанесенного с помощью виброплатформы общего назначения составляет 81 %. При уменьшении параметра f [Гц] частота колебаний до 55, 50, 45 и 40 [Гц] параметр B составил, соответственно, 71 %; 70 %; 71 % и 75 %. При тех же параметрах и при последовательном увеличении частоты f [Гц] виброплатформы, показатель отрыва штукатурного слоя уменьшается, об этом нам указывают линии ряда 1…4, которые находятся ниже линии, характеризующей высокий показатель отрыва B с показателем отрыва f = 35 [Гц] и увеличением угла наклона α = 55˚ (рис. 9, линия ряда 5).Выводы.Установлено, что физико-механические показатели виброплатформы, с учетом использования   правильной комбинации повышает характеристики   штукатурного слоя от 20 % до 50 %.Экспериментально исследовано влияние угла наклона, водосодержание штукатурного слоя, амплитуду и частоту колебаний виброплатформы общего назначения на параметры его работы.Экспериментальные исследования подтвердили теоретические предположения о том, что вибрационное воздействие в процессе нанесения обладает большей эффективностью, в сравнении с традиционными классификаторами нанесения штукатурного слоя.Проведенные исследования подтвердили достоверность аналитических выражений, позволяющих определить качественные параметры регулирования робота-штукатура, и выявить характеристики получаемого штукатурного слоя.