WO2017204675A1 - Vibratory pile driver with an adjustable distance between the shafts of eccentric masses - Google Patents
Vibratory pile driver with an adjustable distance between the shafts of eccentric masses Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017204675A1 WO2017204675A1 PCT/RU2016/000335 RU2016000335W WO2017204675A1 WO 2017204675 A1 WO2017204675 A1 WO 2017204675A1 RU 2016000335 W RU2016000335 W RU 2016000335W WO 2017204675 A1 WO2017204675 A1 WO 2017204675A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- vibration
- vibrator
- unbalance
- vibro
- vibratory
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
- E02D7/18—Placing by vibrating
Definitions
- the invention relates to construction equipment, and in particular to a device designed for fastening to a clogged object, immersed in soil of light and medium hardness or removed from the soil by creating vibration.
- Vibration drivers inform the elements (pile, dowel, pipe) that are immersed (or extracted) into the soil directed along their axis of oscillation, thereby reducing the coefficient of friction between the soil and the surface of the introduced (extracted) element.
- the prior art machine for immersion piles or pile foundations under the supports of the contact network containing the working body, made in the form of interchangeable equipment, mounted on a movable carriage placed on a support-rotary device.
- the working body is made in the form of a vibro driver with a gripping device that provides lateral clamping of piles or pile foundations.
- the vibro-driver contains a vibrator with a guide, a gripping device in which four hydraulic cylinders are installed, the rods of which are rigidly connected to the wedges interacting with the clamping crackers.
- the clamping crackers are made with replaceable jaws (RU 39614, 08/10/2004).
- a vibrator comprising a clamping element for clamping an immersed or removable element, the clamping element consisting of two parts configured to change the distance between them, interconnected by a hydraulic cylinder, which creates a clamping force for the immersed or extracted element (DE 2654995, 06/08/1978) .
- the closest analogue is a vibrator for immersion piles, including a vibration exciter with unbalanced shafts, connected to the working body by means of a hinge located at an equal distance from the unbalanced shafts, in order to increase reliability by ensuring stable self-synchronization, the hinge is located in the center of gravity of the vibration exciter parallel to the unbalanced shafts (RU 1 150306, 04/15/1985).
- the clamping device for the workpiece is made in the form of a part separate from the body of the vibration absorber.
- the disadvantages of the known devices, including the closest analogue, is that the known devices have a high mass, and when the use of such vibration absorbers does not provide a high speed of extraction or immersion of the element.
- the objective of the invention is the development of a vibratory driver that provides effective vibration processing of an immersed or recoverable element.
- the present invention proposes to exclude the clamping device made as a separate element from the traditional design of the vibrator, transferring the functions of the clamping device to the composite body of the vibrator.
- the proposed design uses the principle of self-synchronization of the unbalance of the vibrator. This principle of self-synchronization implies that each unbalance has a separate drive motor and the absence of a mechanical connection between the individual unbalances through gears, chains or belts.
- the principle of self-synchronization allows you to place each unbalance in a separate part of the composite housing (vibration unit) and use two vibration units as a support for clamping the immersed element.
- the technical result of the claimed solution is to increase the speed of immersion or retrieval of the element, which is achieved by increasing the amplitude of the vibrations transmitted to the immersed or retrieved element, while expanding the functionality, which consists in providing the possibility of processing elements with different dimensions.
- the technical result is achieved due to the implementation of a vibratory driver containing two vibratory units, pivotally connected to opposite ends of the hydraulic cylinder with the possibility of changing the angular and / or linear distance between the vibratory units, each vibroblock containing a shaft mounted on it with unbalance, a drive and a hydraulic motor connected to the unbalance, and clamping jaw, and unbalances made with the possibility of their synchronous rotation in opposite directions.
- Imbalances can be installed on the shafts symmetrically relative to each other and are made with the same weight.
- the imbalances can be symmetrically fixed to the vibration units relative to each other. At least parts of the vibration units can additionally be pivotally connected to each other.
- the vibro-loader may contain an additional hydraulic cylinder pivotally connected to two vibration blocks.
- the body of the vibration absorber is made integral, consisting of two parts (vibration units), interconnected by means of a swivel connection to the hydraulic cylinder (i.e., each of which is pivotally connected to the opposite ends of one hydraulic cylinder) with the possibility of clamping between the components of the vibrator of the workpiece, that is, the function of the clamping device for the workpiece is performed by the vibrator body.
- This design allows you to abandon the additional separate structural element of the vibratory driver - the clamp - and use the immersed element as a support for two independent parts of the body (vibration units) with independent unbalances.
- the main difference between the design and the previously known is the lack of a single rigid body with two unbalances with fixed rotation axes.
- the vibrator has two independent housings, each of which contains a fixed unbalance. Both parts of the composite body (vibration blocks), interconnected, fix the immersed element. Due to this, a decrease in the total mass of the device is achieved, which ensures an increase in the amplitude of vibrations of the vibro driver when immersing or removing the element, as a result of which the speed of immersion or extraction of the element increases.
- An additional advantage is the ability to install the vibrator on elements of various shapes with different dimensions (flat or volumetric, for example, pipe, pile) by making a movable connection between its parts (two vibratory units) with the possibility of changing the angular and / or linear distance between them, which leads to the absence of the need for each type of processed elements to use its own vibration absorber, which ensures the expansion of the device's functionality.
- the oscillation amplitude of system (A) is the main characteristic that affects the process of immersion or extraction of an element. This is described by the formula:
- Ms is the mass of the immersed element.
- the value of the smallest amplitude at which the vibration immersion process (a) can occur is 3 mm. At a lower amplitude, the process of vibration immersion does not occur, since the amplitude of the oscillations is insufficient to break the adhesion of the surface of the immersed element to the ground.
- the process of transferring vibration from the vibrator to the element will stop.
- the compensated work of all elements of the vibrator is a prerequisite for working on immersion or extraction of elements by the vibration method, which is ensured by the claimed design.
- FIG. 1 - vibration absorber known from the closest analogue of RU 1 150306;
- FIG. 2 the claimed vibrator with an angular distance between the axes of the unbalance, the immersed (removed) element is not clamped, the unbalance is not rotated
- FIG. 3 the claimed vibrator with the smallest angular distance between the axes of the unbalance, the immersed (retrieved) element is clamped, the unbalance rotates in opposite directions;
- FIG. 4 - the claimed vibrator with two hydraulic cylinders
- Figure 5 is a particular example 1 (comparative) of the implementation of the vibrator
- the vibrator known from the closest analogue (figure 1), consists of a vibration exciter (1), a clamping device (2) for clamping the immersed element (3) and two unbalances (4).
- a disturbing force arises, leading to oscillations.
- the clamping device (2) transfers vibrations from the vibration exciter (1) to the immersed element (3) due to the frictional force created by the clamping device (2) and connecting the vibration exciter (1) and the immersed element (3).
- the claimed vibrator is made in the form of a clamping element containing two parts of the housing (two vibro-blocks), interconnected by at least one hydraulic cylinder (5), each vibro-block containing an unbalance attached to it ( 6) and (7), its own drive (8) from its hydraulic motor and clamping jaws (9) and (10) (gripping devices) for lateral clamping of the element (1 1) when changing the distance between the vibration units, and unbalances (6) and (7) made with the possibility of their synchronous rotation in the opposite s side.
- the axis of rotation of the unbalances made with the possibility of moving one relative to the other
- the vibrator has one hydraulic cylinder, while the angular distance between the axes of rotation of the unbalance can change (Fig.2-3).
- the claimed vibrator has two hydraulic cylinders (5) and (12), while the linear distance between the axes of rotation of the unbalances can change (Fig. 4).
- a vibratory loader with a variable distance between the axes of the unbalance allows using one hydraulic cylinder to clamp the element both for the upper surface (Fig. 7) and for the side surface (Fig. 8).
- the vibrator is used as follows.
- the angular velocity of the unbalance w4 is greater than zero, the linear velocity of the unbalance v4 is zero (Fig. 3).
- the total force of the hydraulic cylinders should be greater than the maximum centrifugal force developed by unbalances (6) and (7), which ensures the transfer of vibration from unbalances to the element and mutual compensation of the horizontal component of the centrifugal unbalance forces (6) and unbalance (7).
- Imbalances are driven by two electric motors through a belt, chain or gear transmission.
- Vibrator 1 (Fig. 5, the design matches the vibrator from the closest analogue of RU 1 150306) with fixed unbalanced rotation axes installed in a rigid case and a hydraulic clamp with a clamping jaw moved by the hydraulic cylinder).
- the vibrator has a fork (13), a shock absorber (14), a vibrator (15), a side clip (16) and a lower clip (17).
- the claimed vibrator 2 is made with a variable distance between the axes of rotation of the unbalance (Fig.6).
- the vibrator 1 with a clamped immersion element develops an oscillation amplitude of 6.45 mm.
- the vibrator 2 with a clamped immersion element develops an oscillation amplitude of 7.15 mm.
- the maximum immersion depth of the element in the same soil with a yield index of 0.5 for vibration absorber 1 will be 10 meters, and for vibration absorber 2 - 12 meters.
- the design of the proposed vibrator 2 with a variable distance between the axes of rotation of the unbalance has more high basic characteristics, namely a significantly larger amplitude and, as a consequence, a significantly greater depth of immersion or extraction of elements.
- V is the speed of immersion of the element, m / min;
- a is a constant value (smallest amplitude), taken equal to 3 mm;
- the proposed design of the vibrator with independent unbalances provides a more efficient and faster immersion of the element in the soil and extraction from them.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
The invention relates to a vibratory pile driver with an adjustable distance between the shafts of eccentric masses, which is intended for driving in or extracting elements from slightly hard and medium hard ground. The present vibratory pile driver comprises two vibration units, which are pivotally connected to opposite ends of a hydraulic cylinder such that the angular distance between the vibration units can be altered, wherein each vibration unit has attached thereto a shaft with an eccentric mass, a drive and a hydraulic motor, which are connected to the eccentric mass, and clamping jaws, the eccentric masses being capable of synchronous counter-rotation. The technical result of the claimed invention is a more uniform vibratory action on the element that is being driven in or extracted, the possibility of handling elements with different dimensions using the claimed vibratory pile driver, and an increase in the range of available technical means.
Description
ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЬ С ИЗМЕНЯЕМЫМ РАССТОЯНИЕМ МЕЖДУ ОСЯМИ VIBRO LOADER WITH VARIABLE DISTANCE BETWEEN AXLES
ДЕБАЛАНСОВ DEBALANCES
Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройству, предназначенному для крепления к забиваемому объекту, погружаемому в грунт легкой и средней твердости или извлекаемому из грунта путем создания вибрации. Вибропогружатели сообщают погружаемым (или извлекаемым) в грунт элементам (свае, шпунту, трубе) направленные вдоль их оси колебания, благодаря чему снижается коэффициент трения между грунтом и поверхностью внедряемого (извлекаемого) элемента. The invention relates to construction equipment, and in particular to a device designed for fastening to a clogged object, immersed in soil of light and medium hardness or removed from the soil by creating vibration. Vibration drivers inform the elements (pile, dowel, pipe) that are immersed (or extracted) into the soil directed along their axis of oscillation, thereby reducing the coefficient of friction between the soil and the surface of the introduced (extracted) element.
Из уровня техники известна машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети, содержащая рабочий орган, выполненный в виде сменного оборудования, закрепленный на подвижной каретке, размещенной на опорно-поворотном устройстве. Рабочий орган выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов. Вибропогружатель содержит вибратор с направляющей, устройство захвата, в котором установлены четыре гидроцилиндра, штоки которых жестко соединены с клиньями, взаимодействующими с зажимными сухарями. Кроме того, зажимные сухари выполнены со сменными губками (RU 39614, 10.08.2004). The prior art machine for immersion piles or pile foundations under the supports of the contact network, containing the working body, made in the form of interchangeable equipment, mounted on a movable carriage placed on a support-rotary device. The working body is made in the form of a vibro driver with a gripping device that provides lateral clamping of piles or pile foundations. The vibro-driver contains a vibrator with a guide, a gripping device in which four hydraulic cylinders are installed, the rods of which are rigidly connected to the wedges interacting with the clamping crackers. In addition, the clamping crackers are made with replaceable jaws (RU 39614, 08/10/2004).
Известен вибропогружатель, содержащий зажимной элемент для зажатия им погружного или извлекаемого элемента, причем зажимной элемент состоит из двух частей, выполненных с возможностью изменения расстояния между ними, соединенных между собой гидроцилиндром, создающим усилие зажима погружаемого или извлекаемого элемента (DE 2654995, 08.06.1978). A vibrator is known, comprising a clamping element for clamping an immersed or removable element, the clamping element consisting of two parts configured to change the distance between them, interconnected by a hydraulic cylinder, which creates a clamping force for the immersed or extracted element (DE 2654995, 06/08/1978) .
Наиболее близким аналогом является вибропогружатель для погружения свай, включающий вибровозбудитель с дебалансными валами, присоединенный к рабочему органу посредством шарнира, расположенного на равном расстоянии от дебалансных валов, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения устойчивой самосинхронизации, шарнир расположен в центре тяжести вибровозбудителя параллельно дебалансным валам (RU 1 150306, 15.04.1985). The closest analogue is a vibrator for immersion piles, including a vibration exciter with unbalanced shafts, connected to the working body by means of a hinge located at an equal distance from the unbalanced shafts, in order to increase reliability by ensuring stable self-synchronization, the hinge is located in the center of gravity of the vibration exciter parallel to the unbalanced shafts (RU 1 150306, 04/15/1985).
В известных вибровозбудителях зажимное устройство для обрабатываемого элемента выполнено в виде отдельной от корпуса вибропогружателя детали. Недостатками известных устройств, в том числе и наиболее близкого аналога, является то, что известные устройства обладают высокой массой, причем при
использовании таких вибропогружателей не обеспечивается высокая скорость извлечения или погружения элемента. In well-known vibration exciters, the clamping device for the workpiece is made in the form of a part separate from the body of the vibration absorber. The disadvantages of the known devices, including the closest analogue, is that the known devices have a high mass, and when the use of such vibration absorbers does not provide a high speed of extraction or immersion of the element.
Задачей изобретения является разработка вибропогружателя, обеспечивающего эффективную вибрационную обработку погружаемого или извлекаемого элемента. The objective of the invention is the development of a vibratory driver that provides effective vibration processing of an immersed or recoverable element.
В настоящем изобретении предлагается исключить из традиционной конструкции вибропогружателя зажимное устройство, выполненное как отдельный элемент, передав функции зажимного устройства составному корпусу вибропогружателя. При этом в предлагаемой конструкции используется принцип самосинхронизации дебалансов вибропогружателя. Этот принцип самосинхронизации подразумевает наличие у каждого дебаланса отдельного приводного мотора и отсутствие механической связи между отдельными дебалансами через шестерни, цепи или ремни. Принцип самосинхронизации позволяет поместить каждый дебаланс в отдельную часть составного корпуса (виброблока) и использовать два виброблока в качестве опоры для зажима погружаемого элемента. The present invention proposes to exclude the clamping device made as a separate element from the traditional design of the vibrator, transferring the functions of the clamping device to the composite body of the vibrator. Moreover, the proposed design uses the principle of self-synchronization of the unbalance of the vibrator. This principle of self-synchronization implies that each unbalance has a separate drive motor and the absence of a mechanical connection between the individual unbalances through gears, chains or belts. The principle of self-synchronization allows you to place each unbalance in a separate part of the composite housing (vibration unit) and use two vibration units as a support for clamping the immersed element.
Техническим результатом заявленного решения является повышение скорости погружения или извлечения элемента, что достигается за счет повышения амплитуды колебаний, передаваемых погружаемому или извлекаемому элементу, при одновременном расширении функциональных возможностей, заключающихся в обеспечении возможности обработки элементов с различными габаритами. The technical result of the claimed solution is to increase the speed of immersion or retrieval of the element, which is achieved by increasing the amplitude of the vibrations transmitted to the immersed or retrieved element, while expanding the functionality, which consists in providing the possibility of processing elements with different dimensions.
Технический результат достигается за счет выполнения вибропогружателя, содержащего два виброблока, шарнирно соединенные с противоположными концами гидроцилиндра с возможностью изменения углового и/или линейного расстояния между виброблоками, причем каждый виброблок содержит закрепленный на нем вал с дебалансом, привод и гидромотор, соединенные с дебалансом, и зажимную губку, а дебалансы выполнены с возможностью их синхронного вращения в противоположные стороны. The technical result is achieved due to the implementation of a vibratory driver containing two vibratory units, pivotally connected to opposite ends of the hydraulic cylinder with the possibility of changing the angular and / or linear distance between the vibratory units, each vibroblock containing a shaft mounted on it with unbalance, a drive and a hydraulic motor connected to the unbalance, and clamping jaw, and unbalances made with the possibility of their synchronous rotation in opposite directions.
При выполнении виброблоков с одинаковой массой обеспечивается равномерность вибрации, передаваемой на элемент, при эксплуатации вибропогружателя. Дебалансы могут быть установлены на валах симметрично относительно друг друга и выполнены с одинаковой массой. When performing vibration units with the same mass, uniformity of vibration transmitted to the element is ensured during operation of the vibro driver. Imbalances can be installed on the shafts symmetrically relative to each other and are made with the same weight.
Дебалансы могут быть симметрично закреплены на виброблоках друг относительно друга.
По меньшей мере части виброблоков дополнительно могут быть шарнирно соединены друг с другом. The imbalances can be symmetrically fixed to the vibration units relative to each other. At least parts of the vibration units can additionally be pivotally connected to each other.
Вибропогружатель может содержать дополнительный гидроцилиндр, шарнирно соединенный с двумя виброблоками. The vibro-loader may contain an additional hydraulic cylinder pivotally connected to two vibration blocks.
Таким образом, корпус вибропогружателя выполнен составным, состоящим из двух частей (виброблоков), соединенных между собой посредством шарнирного соединения с гидроцилиндром (т. е. каждый из которых шарнирно соединен с противоположными концами одного гидроцилиндра) с возможностью зажатия между составными частями вибропогружателя обрабатываемого элемента, т. е. функцию зажимного устройства для обрабатываемого элемента выполняет корпус вибропогружателя. Такая конструкция позволяет отказаться от дополнительного отдельного элемента конструкции вибропогружателя - зажима - и использовать погружаемый элемент в качестве опоры для двух независимых частей корпуса (виброблоков) с независимыми дебалансами. Основное отличие конструкции от ранее известных - отсутствие единого жёсткого корпуса с двумя дебалансами с закрепленными осями вращения. Вибропогружатель состоит из двух независимых корпусов, каждый из которых содержит закрепленный дебаланс. Обе части составного корпуса (виброблоки), соединенные между собой, фиксируют погружаемый элемент. За счет этого достигается уменьшение общей массы устройства, что обеспечивает увеличение амплитуды колебаний вибропогружателя при погружении или извлечении элемента, в результате чего скорость погружения или извлечения элемента увеличивается. Thus, the body of the vibration absorber is made integral, consisting of two parts (vibration units), interconnected by means of a swivel connection to the hydraulic cylinder (i.e., each of which is pivotally connected to the opposite ends of one hydraulic cylinder) with the possibility of clamping between the components of the vibrator of the workpiece, that is, the function of the clamping device for the workpiece is performed by the vibrator body. This design allows you to abandon the additional separate structural element of the vibratory driver - the clamp - and use the immersed element as a support for two independent parts of the body (vibration units) with independent unbalances. The main difference between the design and the previously known is the lack of a single rigid body with two unbalances with fixed rotation axes. The vibrator has two independent housings, each of which contains a fixed unbalance. Both parts of the composite body (vibration blocks), interconnected, fix the immersed element. Due to this, a decrease in the total mass of the device is achieved, which ensures an increase in the amplitude of vibrations of the vibro driver when immersing or removing the element, as a result of which the speed of immersion or extraction of the element increases.
Дополнительным преимуществом является возможность устанавливать вибропогружатель на элементы различной формы с различными габаритами (плоские или объемные, например, труба, свая) за счет выполнения подвижного соединения между его частями (двумя виброблоками) с возможностью изменения углового и/или линейного расстояния между ними, что приводит к отсутствию необходимости для каждого типа обрабатываемых элементов использовать свой вибропогружатель, что обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства. An additional advantage is the ability to install the vibrator on elements of various shapes with different dimensions (flat or volumetric, for example, pipe, pile) by making a movable connection between its parts (two vibratory units) with the possibility of changing the angular and / or linear distance between them, which leads to the absence of the need for each type of processed elements to use its own vibration absorber, which ensures the expansion of the device's functionality.
Амплитуда колебаний системы (А) является основной характеристикой, влияющей на процесс погружения или извлечения элемента. Это описывается формулой: The oscillation amplitude of system (A) is the main characteristic that affects the process of immersion or extraction of an element. This is described by the formula:
А=— + М2+Мз, A = - + M 2 + Mz,
Mi
где мг- статический момент дебалансов; Mi where mg is the static moment of unbalance;
Mi-масса вибровозбудителя; Mi-mass vibration exciter;
М2- масса зажимного устройства; M 2 - the mass of the clamping device;
Мз- масса погружаемого элемента. Ms is the mass of the immersed element.
Из вышеприведенной формулы следует, что при постоянном статическом моменте дебалансов амплитуду можно увеличить при уменьшении общего веса колеблющейся системы. From the above formula it follows that with a constant static moment of unbalance, the amplitude can be increased with a decrease in the total weight of the oscillating system.
Величина наименьшей амплитуды, при которой может происходить процесс вибропогружения (а), равна 3 мм. При меньшей амплитуде процесс вибропогружения не происходит, так как размах колебаний недостаточен для разрыва сцепления поверхности погружаемого элемента с грунтом. The value of the smallest amplitude at which the vibration immersion process (a) can occur is 3 mm. At a lower amplitude, the process of vibration immersion does not occur, since the amplitude of the oscillations is insufficient to break the adhesion of the surface of the immersed element to the ground.
При этом если сила трения будет меньше центробежной силы, создаваемой вибропогружателем, процесс передачи вибрации от вибропогружателя к элементу прекратится. Таким образом, скомпенсированная работа всех элементов вибропогружателя является необходимым условием работы по погружению или извлечению элементов вибрационным методом, что обеспечивается заявленной конструкцией. In this case, if the friction force is less than the centrifugal force created by the vibrator, the process of transferring vibration from the vibrator to the element will stop. Thus, the compensated work of all elements of the vibrator is a prerequisite for working on immersion or extraction of elements by the vibration method, which is ensured by the claimed design.
За счет подвижного соединения между двумя виброблоками с зажимными губками, соединенными гидроцилиндром, обеспечивается возможность надежного зажатия погружаемого/извлекаемого элемента (т. е. его жесткой фиксации) при одновременном создании необходимого усилия зажима такого элемента. За счет выполнения вибропогружателя с двумя независимыми дебалансами, которые расположены с двух сторон от погружаемого/извлекаемого элемента, обеспечивается возможность равномерной передачи вибрации зажатому элементу с обеих сторон, что повышает эффективность обработки. Due to the movable connection between the two vibration blocks with clamping jaws connected by a hydraulic cylinder, it is possible to reliably clamp the immersed / removed element (i.e., its rigid fixation) while creating the necessary clamping force of such an element. Due to the implementation of the vibrator with two independent unbalances, which are located on both sides of the immersed / removed element, it is possible to evenly transmit vibration to the clamped element on both sides, which increases the processing efficiency.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых изображено следующее. Next, the solution is illustrated by reference to the figures, which depict the following.
Фиг. 1 - вибропогружатель, известный из наиболее близкого аналога RU 1 150306; FIG. 1 - vibration absorber known from the closest analogue of RU 1 150306;
Фиг. 2 - заявленный вибропогружатель с угловым расстоянием между осями дебалансов, погружаемый (извлекаемый) элемент не зажат, дебалансы не вращаются;
Фиг. 3 - заявленный вибропогружатель с наименьшим угловым расстоянием между осями дебалансов, погружаемый (извлекаемый) элемент зажат, дебалансы вращаются в противоположных направлениях; FIG. 2 - the claimed vibrator with an angular distance between the axes of the unbalance, the immersed (removed) element is not clamped, the unbalance is not rotated; FIG. 3 - the claimed vibrator with the smallest angular distance between the axes of the unbalance, the immersed (retrieved) element is clamped, the unbalance rotates in opposite directions;
Фиг. 4 - заявленный вибропогружатель с двумя гидроцилиндрами; FIG. 4 - the claimed vibrator with two hydraulic cylinders;
Фиг.5 - частный пример 1 (сравнительный) выполнения вибропогружателя; Figure 5 is a particular example 1 (comparative) of the implementation of the vibrator;
Фиг.6 - частный пример 2 выполнения заявленного вибропогружателя; 6 is a particular example 2 of the execution of the claimed vibrator;
Фиг.7 - заявленный вибропогружатель с зажатым за верхний конец элементом; 7 - the claimed vibrator with clamped for the upper end of the element;
Фиг.8 - заявленный вибропогружатель с зажатым за боковую поверхность элементом. Fig - the claimed vibrator with clamped over the side surface of the element.
Вибропогружатель, известный из наиболее близкого аналога (фиг.1), состоит из вибровозбудителя (1), зажимного устройства (2) для зажатия погружаемого элемента (3) и двух дебалансов (4). При эксплуатации вибропогружателя (фиг. 1 ) возникает возмущающая сила, приводящая к возникновению колебаний. При эксплуатации устройства зажимное устройство (2) передает вибрации от вибровозбудителя (1) к погружаемому элементу (3) за счет силы трения, создаваемой зажимным устройством (2), и связывающим между собой вибровозбудитель (1) и погружаемый элемент (3). The vibrator, known from the closest analogue (figure 1), consists of a vibration exciter (1), a clamping device (2) for clamping the immersed element (3) and two unbalances (4). During operation of the vibro driver (Fig. 1), a disturbing force arises, leading to oscillations. During operation of the device, the clamping device (2) transfers vibrations from the vibration exciter (1) to the immersed element (3) due to the frictional force created by the clamping device (2) and connecting the vibration exciter (1) and the immersed element (3).
Заявленный вибропогружатель, согласно настоящему изобретению (фиг.2-8), выполнен в виде зажимного элемента, содержащего две части корпуса (два виброблока), соединенные между собой по меньшей мере одним гидроцилиндром (5), причем каждый виброблок содержит закрепленный на нем дебаланс (6) и (7), свой собственный привод (8) от своего гидромотора и зажимные губки (9) и (10) (устройства захвата) для бокового зажатия элемента (1 1) при изменении расстояния между виброблоками, а дебалансы (6) и (7) выполнены с возможностью их синхронного вращения в противоположные стороны. Причем оси вращения дебалансов выполнены с возможностью перемещения одна относительно другой The claimed vibrator, according to the present invention (Fig.2-8), is made in the form of a clamping element containing two parts of the housing (two vibro-blocks), interconnected by at least one hydraulic cylinder (5), each vibro-block containing an unbalance attached to it ( 6) and (7), its own drive (8) from its hydraulic motor and clamping jaws (9) and (10) (gripping devices) for lateral clamping of the element (1 1) when changing the distance between the vibration units, and unbalances (6) and (7) made with the possibility of their synchronous rotation in the opposite s side. Moreover, the axis of rotation of the unbalances made with the possibility of moving one relative to the other
В частном случае реализации изобретения вибропогружатель содержит один гидроцилиндр, при этом может изменяться угловое расстояние между осями вращения дебалансов (фиг.2-3). In the particular case of the invention, the vibrator has one hydraulic cylinder, while the angular distance between the axes of rotation of the unbalance can change (Fig.2-3).
В другом частном случае реализации изобретения заявленный вибропогружатель содержит два гидроцилиндра (5) и (12), при этом может изменяться линейное расстояние между осями вращения дебалансов (фиг.4).
Вибропогружатель с изменяемым расстоянием между осями дебалансов позволяет при помощи одного гидроцилиндра осуществлять зажим элемента как за верхнюю поверхность (Фиг.7), так и за боковую поверхность (фиг.8). In another particular case of the invention, the claimed vibrator has two hydraulic cylinders (5) and (12), while the linear distance between the axes of rotation of the unbalances can change (Fig. 4). A vibratory loader with a variable distance between the axes of the unbalance allows using one hydraulic cylinder to clamp the element both for the upper surface (Fig. 7) and for the side surface (Fig. 8).
Вибропогружатель используют следующим образом. The vibrator is used as follows.
Погружаемый/извлекаемый элемент зажимают между губками (9), (10) виброблоков. При этом при размещении элемента между губками изменяют угловое расстояние A3, А4 между осями дебалансов (6) и (7) за счет перемещения виброблоков линейно (фиг. 4) или по дуге окружности (фиг.2-3). An immersed / retrievable element is clamped between the jaws (9), (10) of the vibration units. In this case, when placing the element between the jaws, the angular distance A3, A4 between the unbalance axes (6) and (7) is changed due to the movement of the vibration units linearly (Fig. 4) or along an arc of a circle (Figs. 2-3).
Когда элемент не зажат между губками (расстояние между губками и элементом В3>0), угловые скорости дебалансов w3 равны нулю, линейные скорости дебалансов при этом v3 больше нуля (фиг.2). When the element is not sandwiched between the lips (the distance between the lips and the element B3> 0), the angular velocity of the unbalances w3 are equal to zero, the linear velocity of the unbalances with v3 greater than zero (figure 2).
При установке элемента между губками (расстояние между губками и элементом В4=0) и при осуществлении его обработки угловые скорости дебалансов w4 больше нуля, линейные скорости дебалансов v4 равны нулю (фиг. 3). Суммарное усилие гидроцилиндров должно быть больше максимальной центробежной силы, развиваемой дебалансами (6) и (7), что обеспечивает передачу вибрации от дебалансов к элементу и взаимную компенсацию горизонтальной составляющей центробежной сил дебаланса (6) и дебаланса (7). Дебалансы приводят во вращение двумя электродвигателями через ременную, цепную или зубчатую передачи. When you install the element between the jaws (the distance between the jaws and the element B4 = 0) and when processing it, the angular velocity of the unbalance w4 is greater than zero, the linear velocity of the unbalance v4 is zero (Fig. 3). The total force of the hydraulic cylinders should be greater than the maximum centrifugal force developed by unbalances (6) and (7), which ensures the transfer of vibration from unbalances to the element and mutual compensation of the horizontal component of the centrifugal unbalance forces (6) and unbalance (7). Imbalances are driven by two electric motors through a belt, chain or gear transmission.
Вибрационное усилие от каждого из двух частей корпуса (виброблоков) передается погружаемому элементу. Горизонтальные составляющие возмущающей силы взаимно компенсируются. Оставшаяся вертикальная составляющая возмущающей силы обеспечивает создание направленных колебаний. Заставляя удерживаемый между виброблоками элемент совершать направленные колебания, такая конструкция позволяет использовать погружаемый элемент в качестве опоры для двух независимых корпусов (виброблоков) с дебалансами. The vibrational force from each of the two parts of the body (vibration units) is transmitted to the immersed element. The horizontal components of the disturbing force are mutually compensated. The remaining vertical component of the disturbing force provides the creation of directional oscillations. Forcing the element held between the vibration blocks to perform directional vibrations, this design allows the use of the immersed element as a support for two independent bodies (vibration blocks) with unbalances.
Пример 1 . Example 1
В качестве примеров рассмотрим два вибропогружателя с одинаковыми основными характеристиками. As examples, we consider two vibratory drivers with the same basic characteristics.
Вибропогружатель 1 (фиг.5, конструкция совпадает с вибропогружателем из наиболее близкого аналога RU 1 150306) с фиксированными осями вращения дебалансов, установленными в жестком корпусе, и гидравлическим зажимом с перемещаемой гидроцилиндром зажимной губкой). Вибропогружатель содержит вилку (13) амортизатор (14), вибратор (15), боковой зажим (16) и нижний зажим (17).
Заявленный вибропогружатель 2 выполнен с изменяемым расстоянием между осями вращения дебалансов (фиг.6). Vibrator 1 (Fig. 5, the design matches the vibrator from the closest analogue of RU 1 150306) with fixed unbalanced rotation axes installed in a rigid case and a hydraulic clamp with a clamping jaw moved by the hydraulic cylinder). The vibrator has a fork (13), a shock absorber (14), a vibrator (15), a side clip (16) and a lower clip (17). The claimed vibrator 2 is made with a variable distance between the axes of rotation of the unbalance (Fig.6).
Основные характеристики исследуемых вибропогружателей 1 и 2 представлены в таблице 1. The main characteristics of the studied vibration absorbers 1 and 2 are presented in table 1.
Таблица 1 Table 1
При работе вибропогружатель 1 с зажатым погружаемым элементом развивает амплитуду колебаний, равную 6,45 мм. During operation, the vibrator 1 with a clamped immersion element develops an oscillation amplitude of 6.45 mm.
При работе вибропогружатель 2 с зажатым погружаемым элементом развивает амплитуду колебаний, равную 7,15 мм. During operation, the vibrator 2 with a clamped immersion element develops an oscillation amplitude of 7.15 mm.
За счет разницы амплитуды максимальная глубина погружения элемента в один и тот же грунт с показателем текучести 0,5 для вибропогружателя 1 составит 10 метров, а для вибропогружателя 2 - 12 метров. Due to the difference in amplitude, the maximum immersion depth of the element in the same soil with a yield index of 0.5 for vibration absorber 1 will be 10 meters, and for vibration absorber 2 - 12 meters.
Таким образом, конструкция предлагаемого вибропогружателя 2 с изменяемым расстоянием между осями вращения дебалансов обладает более
высокими основными характеристиками, а именно существенно большей амплитудой и, как следствие, существенно большей глубиной погружения или извлечения элементов. При этом именно глубина погружения или извлечения элементов является самым основным назначением таких строительных машин, как 5 вибропогружатель. Thus, the design of the proposed vibrator 2 with a variable distance between the axes of rotation of the unbalance has more high basic characteristics, namely a significantly larger amplitude and, as a consequence, a significantly greater depth of immersion or extraction of elements. At the same time, it is the depth of immersion or extraction of elements that is the most basic purpose of such construction machines as the 5 vibrator.
Важным следствием увеличения амплитуды колебаний системы является увеличение скорости погружения и извлечения элемента. An important consequence of increasing the amplitude of oscillations of the system is an increase in the speed of immersion and extraction of the element.
На основании проведенных исследований была предложена следующая формула скорости погружения элемента вибропогружателем: Based on the studies, the following formula was proposed for the speed of immersion of the element with a vibration absorber:
J Q у _ (А-а) 1-пк2-1кз-Нм JQ y _ (Aa) 1 -n k2 -1 short- N m
1000 1000
где V - скорость погружения элемента, м/мин; where V is the speed of immersion of the element, m / min;
А - амплитуда (размах) колебаний вибросистемы, мм; And - the amplitude (range) of vibrations of the vibrosystem, mm;
к1 - показатель степени, равный 1 ,1 ; K1 - exponent equal to 1, 1;
а - постоянная величина (наименьшая амплитуда), принятая равной 3 мм; a is a constant value (smallest amplitude), taken equal to 3 mm;
15 п - число оборотов дебалансов в минуту; 15 p - the number of revolutions of unbalances per minute;
к2 - показатель степени, равный 1 ; K2 - exponent equal to 1;
I - показатель текучести грунта; I - indicator of soil fluidity;
кЗ - показатель степени, равный 1 ,2; KZ - exponent equal to 1, 2;
Н - глубина погружения, м; N - immersion depth, m;
0 к4 - показатель степени, равный -0,95. 0 K4 - exponent equal to -0.95.
Например, для показателя текучести грунта I = 0,5, и количества оборотов For example, for the soil fluidity index I = 0.5, and the number of revolutions
дебалансов п = 1920 были получены следующие величины (см. таблицу 2). of unbalances n = 1920, the following values were obtained (see table 2).
Таблица 2 table 2
Как видно из приведенной таблицы 2, вибропогружатель 2 с большей амплитудой погружает быстрее в 1 ,22 раза. As can be seen from table 2, the vibrator 2 with a larger amplitude immerses faster by 1, 22 times.
Таким образом, предложенная конструкция вибропогружателя с независимыми дебалансами обеспечивает более эффективное и быстрое погружение элемента в грунты и извлечение из них.
Thus, the proposed design of the vibrator with independent unbalances provides a more efficient and faster immersion of the element in the soil and extraction from them.
Claims
1. Вибропогружатель, характеризующийся тем, что содержит два виброблока, шарнирно соединенные с противоположными концами гидроцилиндра с возможностью изменения углового и/или линейного расстояния между виброблоками, причем каждый виброблок содержит закрепленный на нем вал с дебалансом, привод и гидромотор, соединенные с дебалансом, и зажимную губку, при этом дебалансы виброблоков выполнены с возможностью их синхронного вращения в противоположные стороны. 1. A vibro-driver, characterized in that it contains two vibro-blocks pivotally connected to opposite ends of the hydraulic cylinder with the possibility of changing the angular and / or linear distance between the vibro-blocks, each vibro-block containing a shaft mounted on it with unbalance, a drive and a hydraulic motor connected to the unbalance, and a clamping jaw, while the unbalances of the vibration units are made with the possibility of their synchronous rotation in opposite directions.
2. Вибропогружатель по п.1 , характеризующийся тем, что виброблоки выполнены с одинаковой массой. 2. The vibratory driver according to claim 1, characterized in that the vibration units are made with the same weight.
3. Вибропогружатель по п.1 , характеризующийся тем, что дебалансы выполнены с одинаковой массой. 3. The vibratory driver according to claim 1, characterized in that the unbalance is made with the same mass.
4. Вибропогружатель по п.1 , характеризующийся тем, что дебалансы симметрично закреплены на виброблоках друг относительно друга. 4. The vibro-loader according to claim 1, characterized in that the unbalances are symmetrically mounted on the vibration units relative to each other.
5. Вибропогружатель по п.1 , характеризующийся тем, что содержит дополнительный гидроцилиндр, шарнирно соединенный с двумя виброблоками.
5. The vibro-loader according to claim 1, characterized in that it contains an additional hydraulic cylinder articulated with two vibratory units.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119732 | 2016-05-23 | ||
RU2016119732A RU2615544C1 (en) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | Vibratory pile driver with changeable distance between axes of misbalances |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017204675A1 true WO2017204675A1 (en) | 2017-11-30 |
Family
ID=58505589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2016/000335 WO2017204675A1 (en) | 2016-05-23 | 2016-06-03 | Vibratory pile driver with an adjustable distance between the shafts of eccentric masses |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615544C1 (en) |
WO (1) | WO2017204675A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115404130A (en) * | 2022-09-02 | 2022-11-29 | 无锡锡州机械有限公司 | Heat exchanger machining process |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3564932A (en) * | 1968-02-09 | 1971-02-23 | Lebelle Jean L | Vibrodriver system |
SU1150306A1 (en) * | 1983-04-01 | 1985-04-15 | Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению | Vibration apparatus |
RU2159309C1 (en) * | 1999-03-05 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" | Centrifugal vibration exciter with adjustable unbalance weights |
RU2297496C2 (en) * | 2005-07-07 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" (ЦНИИС) | Vibratory pile driver with adjustable moment of unbalance weights |
RU2386750C1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-04-20 | Государственное унитарное предприятие "Институт московского строительства "НИИМосстрой" | Vibration device for submersion of pile frame element |
-
2016
- 2016-05-23 RU RU2016119732A patent/RU2615544C1/en not_active IP Right Cessation
- 2016-06-03 WO PCT/RU2016/000335 patent/WO2017204675A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3564932A (en) * | 1968-02-09 | 1971-02-23 | Lebelle Jean L | Vibrodriver system |
SU1150306A1 (en) * | 1983-04-01 | 1985-04-15 | Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению | Vibration apparatus |
RU2159309C1 (en) * | 1999-03-05 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" | Centrifugal vibration exciter with adjustable unbalance weights |
RU2297496C2 (en) * | 2005-07-07 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" (ЦНИИС) | Vibratory pile driver with adjustable moment of unbalance weights |
RU2386750C1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-04-20 | Государственное унитарное предприятие "Институт московского строительства "НИИМосстрой" | Vibration device for submersion of pile frame element |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115404130A (en) * | 2022-09-02 | 2022-11-29 | 无锡锡州机械有限公司 | Heat exchanger machining process |
CN115404130B (en) * | 2022-09-02 | 2023-09-05 | 无锡锡州机械有限公司 | Heat exchanger processing technology |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2615544C1 (en) | 2017-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4100974A (en) | Machine suspended from a crane or similar device for driving and extracting piling and the like | |
NO132880B (en) | ||
CA2514956A1 (en) | Device for the shaping of conglomerates | |
WO2017204675A1 (en) | Vibratory pile driver with an adjustable distance between the shafts of eccentric masses | |
CN103291215B (en) | For driving driving equipment and the method for drilling rod | |
CA2325501A1 (en) | Variable eccentric vibratory hammer | |
RU160645U1 (en) | Oscillating vibratory roller of the road roller | |
RU2441714C1 (en) | Mode of excitation of resonant mechanical oscillations | |
JPH028875B2 (en) | ||
CN207930488U (en) | A kind of fixture trash-removal device | |
TONCIU | Parametric analysis of vibrating equipment for the insertion of piles into the ground | |
SU872218A1 (en) | Drum for vibration working of parts in container filled with carrier fluid | |
KR20150122865A (en) | Sorting apparatus for harvest | |
RU2334561C1 (en) | Vibrating machine | |
RU156310U1 (en) | PLANE VIBRATING DEVICE | |
CN212104086U (en) | Excitation device and arc vibration type tubular pile sinking and pulling machine | |
US3302470A (en) | Vibrohammer | |
RU2228221C2 (en) | Vibratory jaw crusher | |
CN110777784A (en) | Excitation device and arc vibration type tubular pile sinking and pulling machine | |
CN220184015U (en) | Vibrating pile hammer | |
RU2735316C1 (en) | Road vibrating roller | |
SU377167A1 (en) | Jaw vibrator crusher | |
SU1245641A1 (en) | Self-propelled vibration road roller | |
SU933401A1 (en) | Machine for vibration treatment of parts | |
SU897950A1 (en) | Vibration driver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16903291 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 03/04/2019) |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16903291 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |