SU1271921A1 - Вибротрамбовка - Google Patents

Abstract

БИБРОТРАМБОВКА, содержаща  уплотн ющую плиту с наковальн ми,на стойках которой смонтирован кривошипный привод ударного механизма со смещенньп ш по фазе кривошипами, соединенными с основным и дополнительным шатунами, на свободных концах которых закреплены размещенные в направл ющих ползуны-ударники, и подпружиненную реактивную массу с бойками, отличающа с  тем, что, с целью повьппени  эффективности уплотнени  грунта за счет обеспечени  устойчивой работы вибротрамбовки в различных диапазонах частот, реактивна  масса снабжена наковальней с механизмом ее вертикального перемещени , а ползуны-ударники направлены в противоположные стороны и распо§ ложены соосно с наковальн ми уп-; лотн ющей плиты и с реактивной мас (/ сой.

Description

ю

со Is:

Изобретение относитс  к строительству , а именно к машинам дл  уплотнени  грунтов, дорожных покрытий и т.п. и может быть использовано дл  забивки в грунт различных конструктивных элементов.

Известна вибротрамбовка, содержаща  корпус с бойками, уплотн ющую плиту с наковальн ми и имеющими упругие элементы направл ющими,привод с кулачковым, механизмом, размещенным под корпусом 1.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  вибротрамбовка, содержаща  уплотн ющую плиту с наковальн ми,, на стойках которой смонтирован кривошипный привод ударного механизма со смещенными по фазе кривошипами, соединенными с основным и дополнительным шатунами, на свободных концах которых закреплены размещенные в направл ющих ползуны-ударники, и подпружиненную реактивную массу с бойками 2.

Недостатками известных вибротрамбовок  вл ютс  недостаточна  эффективность уплотнени  из-за сравнительно узкого диапазона устойчивой работы, а также недостаточна  частота ударов, так как врем  свободного полета ударной части между ударами велико, причем оно возрастает с увеличением сопротивлени  уплотн емой среды, при этом увеличиваетс  высота подскока. Поск ольку реакци  ереды , на которую воздействуют рабочие органы ударно-вибрационного действи в значительной степени определ ет длительность и величину силового водействи  за каждый ударный цикл, их эффективность может быть увеличена при применении дополнительных сил, обеспечивающих прижатие ударной массы к ограничителю в моменты их взаимодействи , чем достигаетс  увеличение энергии, совершающей полезную работу.

Известно, что ударный импульс зависит от Количества движени , п€федваемого ударной частью в грунт. Поэтому можно обеспечить передачу одного и того же количества движени  меньшей по величине массой посредством увеличени  скорости ее приложени , добива сь при этом уменьшени металлоемкости рабочего органа.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности уплотнени  грунта за счет обеспечени  устойчивой работы вибротрамбовки в различных диапазонах частот.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в виброустановке, содержащей уплотн ющую плиту с наковальн ми,на стойках которой смонтирован кривошипный привод ударного механизма со смещенными по фазе кривошипами, соединенными с основным и дополнительным шатунами, на свободных концах которых закреплены размещенные в направл ющих ползуны-ударники, и подпружиненную реактивную массу с бойками , реактивна  масса снабжена наковальней с механизмом ее вертикального перемещени , а ползуны-ударники направлены в противоположные сто роны и расположены соосно с наковальн ми уплотн ющей плиты и с реактивной массой.

На фиг.1 представлена принципиальна  схема вибротрамбовки; на фиг.2 то же, положение элементов в исходном состо нии (при наличии начального зазора).

В корпусе 1 вибротрамбовки расположен кривошипно-шатунный привод ударного механизма с эксцентриковым валом 2 с маховиком,, Кривошип 3,имеющий эксцентриситет г , соединен с основным шатуном 4 длиной t , на свободном конце которого закреплен ползун-ударник 5, имеющий высоту S , взаимодействующий с наковальней 6, расположенной на уплотн ющей плите 7 Кривощип 8, имеющий в зависимости от требуемого режима работы эксцентриситет г больший, меньший или равный

эксцентриситету г и сдвинутый по фазе относительно кривошипа 3 на угол 4 180 , соединен с дополнительным шатуном 9 длиной 1 , на свободном конце которого закреплен ползун-ударник 10, имеющий высоту S , взаимодействующий с дополнительной наковальней 11, установленной на реактивной массе 12 с помощью регулировочного болта 13, позвол ющего измен ть в вертикальной плоскости положение нижней части бойка относительно реактивной массы, чем достигаетс  изменение (в исходном положении рассто ни  Н между наковальн ми 6 и 1 1 Уплотн юща  плита снабжена направл ющими стойками 14, на концы которых навинчены гайки 15. На стойках 14 смонтирована реактивна  масса 12, 3 снабженна  бойками 16, взаимодейств ющими с плитой 7 через наковальни 1 и корпус 1 кривошипно-шатунного воз будител  колебаний, причем последни размещен между реактивной массой и уплотн ющей плитой. Между гайками 1 и реактивной массой 12 на направл ю щих 14 установлены упругие элементы 18. Ползуны-ударники ориентированы в противоположные стороны и перемещаютс  в установленных в верхней и нижней част х корпуса 1 направл ющих 19 и 20, расположенных соосно относ тельно вертикальной оси. Вибротрамбовка работает следующи образом. Крут щий момент от двигател  пер даетс  на кривошипный вал 2. При эт ползуны-ударники 5 и 10 совершают в противоположных направлени х возврат но-поступательные движени  в направ л ющих 19 и 20 относительно корпуса 1, периодически вступа  во взаимодей ствие с наковальн ми 6 и 11. В результате этого начинают совершать друг относительно друга возвратнопоступательные перемещени  в вертикальной плоскости корпуса 1 уплотн юща  плита 7 и масса 12. Режимы работы завис т, главным об разом, от скорости вращени  кривошипного вала, величин эксцентриситетов г и Гд обоих кривошипов и соотношений между ними, соотношений между подвижными массами, жесткости упругих элементов, величины Н наименьшего из возможных рассто ний меж ду наковальн ми 7 и 11 (при контакта бойков 16 с наковальн ми 17) и суммарного рассто ни  между ударными по верхност ми ползунов-ударников 5 и 10 при их нахождении в верхней мертвой точке относительно корпуса 1, равного L г, 1 + s + г +1 + s;. Измен   с помощью регулировочного устройства 13 величину Н, обеспечивают следующие режимы работы. При ,+S +J2+S2- г - г, т.е., когда величина Н почти равна рассто нию между ударными поверхност ми ползунов-ударников при их нахождении в нижней мертвой точке, уплотн ющее воздействие формируетс  за счет расталкивающего импульса ме214 жду реактивной массой 12 и уплотн ющей плитой 7, действующего в моменты раздвижки ползунов-ударников (при их движении от нижней и верхней мертвым точкам), ударного воздействи  реактивной массы на плиту в моменты соударений бойков 16 по наковальн м 17, что имеет место в этом случае при приближении ползунов-ударников к нижней мертвой точке. Максимальна  амплитуда взаимных перемещений (при достаточной жесткости с других элементов 18) дл  безотрывного от верхнего ползуна-ударника 10 движени  реактивной массы и уплотн ющей плиты при описанных соотношени х на параметры составл ет величину А 2 (г + г ), а максимальное значение скоростей относительного движени  (при положении кривошипов в горизонтальном положении , т.е. когда угловое положение кривошипа 8 от вертикали по направлению вращени  составл ет угол о(. 90 ), равно V (г + г )-1 При взаимном перемещении реактивной массы и плиты в противоположные стороны упругие элементы 18 снижаютс . После прохождени  ползунамиударниками верхней мертвой точки реактивна  масса под действием гравитационных сил и упругих элементов перемещаетс  вниз. Бойки 16 и масса 12 удар ют по наковальн м 17 уплотн ющей плиты 7, а следовательрю, и на грунт. Сразу же после такого ударного воздействи  ползуны-ударники вновь начинают расходитьс , формиру  при этом рассталкивающее воздействие , процесс повтор етс . Таким образом, длительность вибрационно-ударного оздействи  в описанном случае составл ет половину периода вращени  кривошипного вала. При I, + S, + I, + Sj - г,- г, , + S, + I, + S, + г, + г, (фиг.2) в исходном положении корпус 1 кривошипно-шатунного возбудител  колебаний,  вл ющийс  основной ударной массой вибротрамбовки, опирает  через ползун-ударник 5 на накоальню 6. Оба ползуна-ударника наод тс  в их нижних мертвых точках, ричем верхний (дополнительный) полун-ударник находитс  ниже ударной

поверхности наковальни 11 на величину 6-H-h H-I -S, г

- V

I 111

- 0„ - г

.7 1.

В зависимости от заданной величины h и прин тых размеров элементов кривошипно-шатунного механизма при вращении КРИВОШИПНОГО вала верхний ползун-ударник 10 вступает во взаимодействие с наковальней 11,установленной на реактивной массе 12, при повороте кривошипа 3 от вертикали на такой угол (О : о( 180°), при котором верхний ползун-ударник переместитс  от исходного положени  на величину, равную заданному зазору h. При этом наиболее эффективным  вл етс  угловое положение, при котором о(. 75 85 , так как скорости движени  поршней-ударников имеют максимальные значени  при положитель ных ускорени х.

До соприкосновени  верхнего ударника с наковальней уплотн юща  плита испытывает динамическое воздействие за счет отталкивани  от него мае сы возбудител  колебаний (массы основной ударной части, заключенной в корпусе 1) со скоростью, равной скорости выдвижени  ползуна-ударника 5.

В момент соприкосновени  верхнего ударника 10 с наковальней 11 через кривошипно-шатунный механизм на плиту передаетс  ударное воздействие , величина которого зависит от соотношений масс ползуна-ударника 1 О и реактивного ударного элемента 12 и скорости их соударени .

В зависимости от соотношений после удара между скорост ми движени  реактивной массы 12 относительно плиты 7 и скоростью раздвижки ползунов-ударников 5 и 10 последуюш,ее движение элементов вибротрамбовки может быть аналогичным описанному случаю при обеспечении максимальной амплитуды перемещений, равной А 2 (г + г ) -fi (при скорост х реактивной массы после удара, равно или меньшей скорости раздвижки), или с разделением реактивной массы и кривошипно-шатунного возбудител  колебаний с последующим повторным соударением (при скорост х реактивной массы, превьш1ающей в процессе ударного соударени  скорость раздвжки ползунов), когда вновь соприкоснутс  наковальн  реактивной массы и верхний поршень, продолжающий перемещатьс  вверх. Ещё одно ударное воздействие имеет место при ударе бойков 16 реактивной массы-по наковальн м 27 уплотн ющей плиты. - При + S + + r -ь r кривошипно-шатунный возбудитель колебаний находитс  в исходном состо нии , как и при втором случае,разница в режимах работы при этих услови х заключаетс  в том, что соударени  верхнего ползуна-ударника наковальней реактивной массы могут происходить лишь при подскоках кривошипно-шатунного возбудител  колебаний относительно уплотн ющей плиты при ударных взаимодействи х нижнего ползуна-ударника с последней.

Как и в описанных случа х при движении ползуна-ударника 5 в направлении от нижней к верхней мертвым точкам (что имеет место при перемещеНИИ кривошипа 3 в диапазоне угла его поворота О :ё oL 4 180°) происходит отталкивание корпуса 1 возбудител  колебаний от уплотн юп1;ей плиты.

При этом, в зависимости от скорости oJ вращени  вала 2 могут реализоватьс  (при прочих равных услови х ) следующие режимы работы.

Вибрационный режим реализуетс  в результате колебаний корпуса криво- шипно-шатунного возбудител  колебаний относительно уплотн ющей плиты 7 с размахом колебаний А 2г, , с такой частотой cj , при которой не обеспечиваютс  услови  отрыва ползунаударника 5 от наковальни 6.

Статические моменты неуравновешенных масс вибратора при этом могут быть с достаточной степенью приближени  определены как произведени  массы всего возбудител  колебаний за вычетом масс обоих ползунов-ударников и величины эксцентриситета г, кривошипа 3 и массы ползуна-ударника и величины эксцентриситета г св занного с ним кривошипа 8.

Реактивна  масса 12 в этом случае действует как безинерционный пригруз на плиту 7.

Одноударный ударно-вибрационный режим реализуетс  при работе на таких частотахcJ, при которых обеспечиваетс  отрыв ползуна-ударника 5 от наковальни 6 в результате колебаний корпуса 1 с размахом А 2г,однако подскоки недостаточно велики 7 дл  обеспечени  взаимодействи  верх него ползуна-ударника 10 с наковаль ней 11. Величина ударного импульса в момент соприкосновени  ползуна-ударника 5 с наковальней 6 определ етс  величиной суммарной скорости свобод ного падени  корпуса 1 и скорости перемещени  относительно этого корпуса ползуна-ударника 5. Двухударный ударно-вибрационный режим реализуетс  при работе на таких скорост х вращени  -и) вала возбудител  колебаний, при которых в результате ударного взаимодействи  возбудител  колебаний с плитой подскоки корпуса 1 станов тс  достаточ ными дл  обеспечени  возможности взаимодействи  верхнего ползуна-уда ника 10 с наковальней 11. Рабочий цикл при этом складываетс  из следующих этапов движени  ударного взаимодействи  кривошйпношатунного возбудител  колебаний с плитой - полет корпуса 1 в направлении от плиты 7 к реактивной массе 12, ударное взаимодействие кривошипно-шатунного возбудител  колебаний с реактивной массой при соприкосновении ударных поверхностей верхнего ползуна-ударника 10 с наковальней 1 .8 11, в результате которого реактивна  масса 12 начинает перемещатьс  по направл ющим в направлении от плиты 7, деформиру  упругие элементы 18, а корпус 1 возбудител  колебаний начинает перемещатьс  по направлению к плите со скоростью, равной разнице между скоростью перемещени  ползуна-ударника 10 относительно корпуса 1 и скоростью движени  реактивной массы, свободный полет корпуса в направлении от реактивной массы к плите после разделени  массы возбудител  колебаний и реактивной массы,ударное взаимодействие возбудител  колебаний с плитой через ползун-ударник 5 и наковальню, ударное взаимодействие реактивной массы 12 с плитой 7 через бойки 16 и наковальни 17 в результате падени  этой массы под действием гравитационных сил и сил упругих элементов с высоты, на которую она была перемещена при взаимодействии с возбудителем колебаний. Врем  цикла уплотнени , число и частота ударов назначаютс  с учетом свойств грунта, требуемых плотности и глубины уплотнени . Такое выполнение вибротрамбовки позвол ет, кроме того, расширить диапазон ее применени  благодар  простоте перестройки режимов работы.

/// /// /// /// /// Y // /// /// ///

Фш.2

Claims (1)

1. ВИБРОТРАМБОВКА, содержащая уплотняющую плиту с наковальнями,на стойках которой смонтирован кривошипный привод ударного механизма со сме- щенными по фазе кривошипами, соединенными с основным и дополнительным шатунами, на свободных концах которых закреплены размещенные в направляющих ползуны-ударники, и подпружиненную реактивную массу с бойками, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности уплотнения грунта за счет обеспечения устойчивой работы вибротрамбовки в различных диапазонах частот, реактивная масса снабжена наковальней с механизмом ее вертикального перемещения, а ползуны-ударники направлены в противоположные стороны и распо- _с ложены соосно с наковальнями уп-, ф лотняющей плиты и с реактивной массой.

   SU .„,1271921