SU901449A1 - Виброгрейфер - Google Patents

Description

(54) ВИБРОГРЕЙФЕР

Изобретение относитс  к строитель ным работам и может быть использовано при проходке скважин, при извлечении грунта из свай-оболочек и труб. при их бестраншейной прокладке, а также дл  разработки сложньлх в плане выработок и при устройстве подземных сооружений методом стена в грунте .

Известен виброгрейфер, включаиощий дебалансный вибрационный механизм и грунтозаборник, позвол ющие осуществл ть проходку в грунте выработок различного строительного назначени  1 .

Недостатком конструктивной схемы  вл етс  то,обсто тельство, что при уменьшении поперечных размеров корпуса вибрационного механизма резко уменьшаетс  возможность размещени  дебалансов с необходи лым значением статического момента массы. Это ведет к понижению погружающей способности , а следовательно и производительности механизма.

Известен также виброгрейфер, включающий корпус вибратора, дебалансные валы которого кинематически св заны между собой посредством шестерен, кулачковый механизм перевода, боек

грунтоэаборник с наковальней и пружины 2 j .

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что расположение дебалансных масс на периферийных концах валов ограничивает возможность создани  виброгрейфера малого диаметра с необходимым значением статического момента масс дебалансов. Кроме того,

10 наличие симметричной синусоидальной вынуждающей силы затрудн ет получение устойчивых режимов движени  ударной массы на начальной стадии погружени , когда грунтозаборник

15 еще не защемлен в грунте. Это обсто тельство сужает возможный Диапазон применени  виброгрейфера подобной конструкции, так как при разработке плотных глинистых грунтов

20 практически становитс  невозможным начальное заглубление грунтозаборника .

Цель изобретени  - повьаиение производительност за счет использовани  25 реверсивной, асимметричной ударной нагрузки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном виброгрейфере, включающем корпус с размещенным в Hej 30 вибрационном механизме, содержащим

.небалансы, валы KOTOfxJX кинематически св заны между собой посредством шестерен , кулачковый механизм перевода, боек ,грунтозаборник с наковальней и пружины , вибрационный механизм выполнен в виде двухчастотных вибраторов с соотношением частот 1:2, при этом кулачковый механизм установлен между дебалансными валами низкой частоты с возможностью взаимного поворота дебалансных валов низкой частоты и их ведущих шестерен на 90 , причем виброгрейфер снабжен дополнительным бойком и наковальней,установленными в верхней части корпуса.

При этом каждый кулачковый механизм выполнен Б виде пальца, закреп ленного в шестеоне дебалансного вала низкой частоты, выполненного с выступом причем палец установлен с возмолшостью взаимодействи  с выступом дебаланса при реверсировании с его торцовой поверхностью.

На фиг. 1 представлен виброгрейфер , общий вид; на фиг. 2 - поперечный разрез Л-А на фиг„ 1; на фиг. 3кинематическа  схема вибрационного механизма; на фиг. 4 - механизм перевода; на фиг, 5 и 6 - графики амплитудтл вынуждающей силы (Р) в зави симости от угла поворота дебалансов (c.t)t) .

Вкброгрейфер ,{фиг. 1) состоит из специального вибрационного MexawHSNJa 1, ударной ирисГтавки 2, жестко св занной с грунтозаборником 3 и амортизирующей подвески. Вибрационный механизм расположен в корпусе 4 (фиг.2 имеющем бойки 5 и б, и его привод осуществл етс  от электродвиг ател  7 Внутри корпуса 4 расположен дeбaJ1aнсный вибрационный механизм {фиг. 3), который состоит из взаимосв занных между собой высокочастотного и низкочастотного вибраторов направленных колебаний, с соотношением частот, равныгл двум. Высокочастотный вибратор выполнен одноосным и получает вращение от электродвигател  посредством конической шестерни 8. С ней св заны шестерни 9 и .10, Причем шестерн  9 поссшека на вал неподвижно и служит дл  привода во вращение дёбалансов 11 и 12. Шестерн  10 посажена на вал свободно, на подшипниках и выполнена совме-;стно с втулкой, на которую посажены дебалансы 13 и 14, а также шестерн  15 привода вибратора низкой частоты.

(Низкочастотный вибратор выполнен тЁ(,ехвапьньгм Вращение дебалансом передаетс  через промежуточную шестерню 19 посредством кулачко вых механизмов перевода, выполненнык в виде пальцев 20, жестко закрепленных в каждой из, шестерен 21-23, и взаимодействующих с выступами 24 (фиг. 4) де,ба ансов 16-18. Шестерни ,21-23 посажены на валах свободно.

что дает возможность при изменении направлени  их вращени  осуществл ть разворот дебалансов высокочастотного вибратора относительно дебалансов низкочастотного вибратора. Выступы 24 позвол ю т шестерн м развернутьс  на 90 , при этом дебалансы высокочастотного вибратора успевают %азвернутьс  на 180°, зажима  верхнее положение, а дебалансы низкочастотного вибратора остаютс  в нижнем положении, Взаимный разворот дебалансов высокочастотного вибратора относительно низкочастотного осуществл ет изменение направлени  максимального значени  амплитудам возмущаннцей силы (фиг. 5 и б).

Ударна  приставка 2 (фиг. 2) выполнена в виде полого трубчатого элемента, внутри которого расположен вибрационный механизм и снабжена нижней 25 и верхней 26 (фиг. 1) наковальн ми . В верхней части корпуса вибрационного механизма закреплен направл ющий стержень 27, проход щий через отверстие в наковальне 26, на которой посажена пружина 28. К нижней части ударной приставки жестко эакрегшен грунтозаборник 3.

Амортизирующа  подвеска состоит из дуги 29, параллельные стержни которой пропущены через отверстие в верхней крышке 30 .ударной приставки и объединены плитой 31, Между Го1итой 31 и крышкой 30 установлены пружины 32, регулировка предварительного нат жени  которых осуществл етс  гайками 33.

Устройство работает следующим образом .

При погружении грунтозаборника 3 а грунт дуга 29 амортизирующей подвески отпущена и находитс  в положении , представленном на фиг. 1. При этом боек 5 прижимаетс  к наковальне 25 под действием силы т жести вибрационного механизма и упругой силы системы пружин 28 и 32. Во врем  погружени  вибрационный механизм генерирует вынуждающую силу, измен ющуюс  по закону (фиг. 5)

Р РО (cosu)t - а cosuJt) ,

амплитуда вынуждающей силы;

РО где U) - кругова  частота вращени  дебаланса низкочастотного вибратора; t - врем ;

а - коэффициент пропорциональности , который можно задавать равным 0,5 или 1,0. При движений вибрационного механизма под действием .вынуждающей силы (фиг. 5) происходит отрыв и последующее у,царное взаимодействие 5 с наковальней 26. Под действием периодических ударных импульсов трубчатый грунтозаборник 3 погружаетс , а его полость заполн етс  грунтом.

По окончании погружени  электродвигатель 7 выключаетс  и производит-, с  извлечение виброгрейфера из скважины . При этом дуга 29 перемещаетс  вверх, сжима  пружины 32 и между вибрационным механизмом и плитой 31 образуетс  зазор. Под действием пружины 28, предварительно сжатой на величину силы несколько большей массы вибрационного механизма, он поднимаетс  до соприкосновени  бойка б с наковальней 26. В таком положении виброгрейфер извлекаетс  из скважины и доставл етс  к месту разгрузки.

При реверсировании электродвигател  ,7 шестерни 21-23 поворачиваютс  на 90° до соприкосновени  пальцев 20 с торцами дебалансов 16-18 низкочастотного вибратора. При работе вибрационного механизма с вращением дебалансов в описанном направлении генерируетс  возмущак да  сила по закону (фиг. 6)

Р РО (cos u)t + а cos 2u)t).

В этом случае удары нанос тс  бойком б по наковальне 26, что способствует более эффективной разгрузке грунта из грунтозаборника 3.

Возможность получени  ударных импульсов с симметричной вынуждающей с лой., максимум которой направлен в сторону погружени  при заполнении грунтозаборника грунтом, позвол ет увеличить погружающую способность виброгрейфера и тем самым повысить производительность работ при проходке скважин. Возможность же реверсировани  направлени  ударных импульсов и максимума возмущающей силы позвол ет, в случае необходилюсти, уменьшить усилие извлечени  виброгрейфера и успешно осуществл ть разгрузку грунта, что особенно важно дл  грунтозаборников относительно небольших размеров в плане. Одновременно , при подобном исполнении вибрационного механизма, уменьшаетс  реакци  пружин 32, что дает возможность реализовать устойчивый ударный режим при относительно легком грунтозаборнике без его предварительного защемлени  по боковой поверхности , что особенно важно на начальной стадии погружени  при разработке плотных грунтов.

изобретени 

o

Claims (2)

1.Виброгрейфер, включающий корпус с размещенным в нем вибрационным механизмом, содержащим дебалансы, валы которых кинематически св заны между собой посредством шестерен

5 кулачковый механизм перевода, боек, грунтозаборник с наковальней и пружины , отли чающийс  тем, что, с целью повьваени  производительности , вибрационный механизм выполнен в виде двухступенчатых вибрато0 ров fc соотношением частот 1:2 причем кулачковый механизм установлен между дебалансными валами низкой часто- , ты с возможностью взаимного поворота дебалансных валов низкой частоты и

5

их ведущих шестерен на 90 , при этом виброгрейфер снабжен дополнительным бойком и наковальней, установленными в верхней части корпуса.

2.Виброгрейфер по п. 1, о т л и0 чающийс  тем, что каждый кулачковый механизм выполнен в виде пальца, закрепленного в шестерне дебалансного вала низкой частоты, выполненного о выступом, при этом

5 палец установлен с возможностью взаимодействи  с выступом дебалансов при реверсировании с его торцовой поверхностью .

0

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 403812, кл. Е 02 D 9/02, 1972.

2,Авторское свидетельство СССР ; 242048, кл. Е 02 D 13/08, 1964

5

(прототип).

33

А-А

Фиг.г