Виброгрейфер

Виброгрейфер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соы1иалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ901449 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 070480 (21) 2909511/22-03 с присоединением заявки N0 (23) ПриоритетОпубликовано 300182. Бюллетень Мо 4

Дата опубликования описания 300182

j51) М. Кд.э

Е 21 В 7/24

Государстиенпый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (531УДК 622.233.5 (088. 8} (72) Авторы изобретения

В.E. Трофимов, М.Г. Цейтлин и В.A.

Всесоюзный научно-исследовательский гидромеханизации санитарно-техническ и специальных строительных работ ВНИ

P1) Заявитель (54 } ВИБРОГРЕЯФЕР

Изобретение относится к строительным работам и может быть использовано при проходке скважин, при извлечении грунта из свай-оболочек и труб при их бестраншейной прокладке, а также для разработки сложных в плане выработок и при Устройстве подземных сооружений методом стена в грунте .

Известен виброгрейфер, включающий дебалансный вибрационный механизм и грунтозаборник, позволяющие осуществлять проходку в грунте выработок различного строительного назначения (1).

Недостатком конструктивной схемы является то,обстоятельство, что при уменьшении поперечных размеров корпуса вибрационного механизма резко уменьшается воэможность размещения дебалансов с необходимым значением статического момента массы. Это ведет к понижению погружающей способности, а следовательно и производи.— тельности механизма. Известен также виброгрейфер, включающий корпус вибратора, дебалансные валы которого кинематически связаны между собой посредством шестерен, кулачковый механизм перевода, боек грунтозаборник с наковальней и пружины (2).

Недостатком этого устройства является то, что расположение дебалансных масс на периферийных концах валов ограничивает возможность создания виброгрейфера малого диаметра с необходимым значением статического момента масс дебалансов. Кроме того, наличие симметричной синусоидальной вынуждающей силы затрудняет получение устойчивых режимов движения ударной массы на начальной стадии погружения, когда грунтозаборник

15. еще не эащемлен в грунте. Это обстоятельство сужает возможный Диапазон применения виброгрейфера подобной конструкции, так как при разработке плотных глинистых грунтов практически становится невозможным начальное эаглубление грунтозаборника.

Цель иэобретения - повышение проиэводительност и за счет использования

25 реверсивной, асимметричной ударной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном виброгрейфере, вклю чающем корпус с размещенным в нем

ЗР вибрационном механизме, содержащим

901449 дебалансы, валы которых кинематнчески связаны между собой посредствомшестерен, кулачковый механизм перевода, боек,грунтоэаборник с наковальней и пружины, вибрационный механизм выполнен в виде двухчастатных вибраторов с соотношением частот 1:2, при этом кулачковый механизм установлен между дебглансными валами низкой частоI ты с возможностью взаимного поворота дебалансных валов низкой частоты и ь их ведущих шестерен на 90, причем вибрагрейфер снабжен дополнительным бойком и наковальней, установленными в верхней части корпуса.

При этом каждый кулачковый механизм выполнен в виде пальца, закрепленного в шестеане дебалансного вала низкой частоты, выполненного.с выступом, причем палец установлен с возможностью взаимодействия с выступом дебаланса при реверсировании с его тор- що павой поверхностью.

На Фиг. 1 представлен виброгрейФер,абщчй вид; на Фиг. 2 — поперечный разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3кинематическая схема вибрационнаго механизма; на Фиг. 4 — механизм перевода; на Фиг. 5 и 6 — графики амплитуды вынуждающей силы (Р) в зависимости от угла поворота дебалансав (сМ), Виброгрейфер (Фиг. 1) состоит из специального вибрационного механизма

1, ударной приставки 2, жестко связанной с грунтозаборником 3 и амортизирующей подвески. Вибрационный механизм расположен в корпусе 4 (Фиг.2)„ЗЗ имеющем байки 5 и б, и его привод осуществляется от электродвигателя 7.

Внутри корпуса 4 расположен дебалансный вибрацианный механизм (Фиг. 3), который состоит иэ взаимосвязанных щ между собой высокочастотного и низкочастотного вибратсров направленных колебаний, с соотношением частот, равным двум. Высокочастотный вибратор выполнен одноосным и получает вращение от электродвигателя посредством конической шестерни 8. С ней связаны шестерни 9 и 10. Причем шестерня 9 посажена на вал неподвижно и служит для привода во вращение дЕбалансов 11 и 12. Шестерня 10 посажена на вал свободно, на подшипниках и выполнена совместно с втулкой, на которую посажены дебалансы 13 и

14, а также шестерня 15 привода вибратора низкой частоты. 55

Низкочастотный вибратор выполнен тДехвальным. Вращение дебалансам

16-18 передается через промежуточную шестерню 19 посредством кулачковых механизмов перевода, выполненных @ в виде пальцев 20, жестко закрепленных в каждой иэ,шестерен 21-23, и взаимодействующих с выступами 24 (Фиг. 4) дебалансов 16-18. Шестерни

21-23 посажены на валах свободно, что дает воэможность при изменении направления их вращения осуществлять разворот дебалансов высокочастотного вибратора относительно дебалансов низкочастотного вибратора. Выступы 24 позволяют шестерням разверо нуться на 90, при этом дебалансы высокочастотного вибратора успевают

»развернуться на 180, зажимая верхнее положение, а дебалансы низкочастотного вибратора остаются в нижнем положении. Взаимный разворот дебалансов высокочастотного вибратора относительно низкочастотного осуществляет изменение направления максимального значения амплитуды возмущающей силы (Фнг. 5 и 6) .

Ударная приставка 2 (Фиг. 2) выполнена в виде полого трубчатого элемента, внутри которого расположен вибрационный механизм и снабжена нижней 25 и верхней 26 (Фиг. 1) наковальнями. В верхней части корпуса вибрацианного механизма закреплен направляющий стержень 27, проходящий через отверстие в наковальне 26, на которой посажена пружина 28. K нижней части ударной приставки жестко закреплен грунтозаборник 3.

Лмортиэирукнцая подвеска состоит из дуги 29, параллельные стержни которой пропущены через отверстие в верхней крышке 30 .ударной приставки и объединены плитой 31. Между плитой 31 и крышкой 30 установлены пружины 32, регулировка предварительного натяжения которых осуществляется гайкгми 33е устройство работает следующим образом.

Прй погружении грунтоэаборника 3 в грунт дуга 29 амортизирующей подвески отпущена и находится в положении, представленном на Фиг, 1. При этом баек 5 прижимается к наковальне 25 под действием силы тяжести вибрацианного механизма и упругой силы системы пружин 28 и 32. Во время погружения вибрационный механизм генерирует вынуждающую силу, изменяющуюся по закону (Фиг. 5) — Ро (сов И t — а сав и» <) е где Р— амплитуда вынуждающей силы; сд- круговая частота вращения дебаланса низкочастотного вибратора; время; а - коэффициент пропорциональности, который можно задавать равным 0,5 или 1 0 °

При движении вибрационного механизма год действием вынуждающей силы (Фиг. 5) происходит отрыв и последующее уцарное взаимодействие 5 с наковальней 26. Под действием периодических ударных импульсов трубчатый грунтоэаборник 3 погружается, а его полость заполняется грунтом.

901449

По окончании погружения электродвигатель 7 выключается и производится извлечение виброгрейфера из сква- жины. При этом дуга 29 перемещается вверх, сжимая пружины 32 и между вибрационным механизмом и плитой 31 образуется зазор. Под действием пружины 28, предварительно сжатой на величину силы несколько большей массы вибрационного механизма, он поднимается до соприкосновения бойка 6 с наковальней 26. B таком положении виброгрейфер извлекается из скважины и доставляется к месту разгрузки.

При реверсировании электродвигателя .7 шестерни 21-23 поворачиваюто ся на 90 до соприкосновения пальцев

20 с торцами дебалансов 16-18 низкочастотного вибратора. При работе вибрационного механизма с вращением дебалансов в описанном направлении генерируется возмущающая сила по зако- 20 ну (фиг. 6)

Р = Р, (cos u)t + а cos 2 ) t) .

В этом случае удары наносятся бойком 6 по наковальне 26, что способ- Я ствует более эффективной разгрузке грунта из грунтозаборника 3.

Воэможность получения ударных импульсов с симметричной вынуждающей силой, максимум которой направлен в ЗО сторону погружения при заполнении грунтозаборника грунтом, позволяет увеличить погружающую способность виброгрейфера и тем самым повысить производительность работ при проходке скважин. Возможность же реверсирования направления ударных импульсов и максимума возмущающей силы позволяет, в случае необходимости, уменьшить усилие извлечения виброгрейфера и успешно осуществлять раз- 40 грузку грунта, что особенно важно для грунтозаборников относительно небольших размеров в плане. Одновременно, при подобном исполнении вибрационного механизма, уменьшается реакция пружин 32, что дает воэможность реализовать устойчивый ударный режим при относительно легком грунтозаборнике без его предварительного защемления по боковой поверхности, что особенно важно на начальной стадии погружения при разработке плотных грунтов.

Формула иэобретечия

1. Виброгрейфер, включающий корпус с размещенным в нем вибрационным механизмом, содержащим дебалансы, валы которых кинематически связаны между собой посредством шестерен кулачковый механизм перевода, боек, грунтоэаборник с наковальней и пружины, отличающийся тем, что, с целью повьааения производительности, вибрационный механизм выполнен в виде двухступенчатых вибраторов с соотношением частот 1:2, причем кулачковый механизм установлен между дебалансными валами низкой частоты с воэможностью взаимного поворота дебалансных валов низкой частоты и их ведущих шестерен на 90, при этом виброгрейфер снабжен дополнительным бойком и наковальней, установленными в верхней части корпуса.

2. Виброгрейфер по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждый кулачковый механизм выполнен в виде пальца, закрепленного в шестерне

1дебалансного вала низкой частоты, выполненного о выступом, при этом палец установлен с воэможностью asaI имодействия с BblcTvtioM дебалансов при реверсировании с его торцовой поверхностью, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 403812 кл ° Е 02 D 9/02г 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 242048, кл. Е 02 D 13/08, 1964 (прототип).

901449

Составитель Л. Черепенкина

ТехредЛ.Пекарь Корректор Г. Назарова !

Редактор A. Власенко

Заказ 12321/31

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4