Раскатчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 773 19) я)5 Е 18 ПИСА ИЗОБРЕТЕ Ия 8 ТОРСКО ЕТЕЛЬС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Инженерный центр информационно-посреднических и конструкторско-технологических услуг при Госснабе СССР и Центр- научно-технической деятельности, исследований и социальных инициатив АН СССР (72) В.В. Петренко и В,А. Сурнов(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 391240, кл. Е 02 Е 5/18, 1972.Авторское свидетельство СССР Ь 1709031, кл, Е 02 Е 5/18, 1990,(57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при проходке скважин в грунте. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет улучшения обкатки забоя в начальный период при работе в грунтах с различными физико-механическими свойствами. Раскатчик включает вал 1, соединенный с электродвигателем, установленные на валу с эксцентриситетом катки 2. Конусообразный наконечник 6 выполнен со стабилизатором в виде ребер 7, Шнек размещен между катками 2 и наконечником б и жестко связан с валом 1, На его поверхности закреплены наклонно к оси вала режущие лопатки 9, Раскатчик снабжен узлами поворота режущих лопаток в виде цилиндрических вставок 13 с выступами и наружными поверхностями, причем конический барабан 8 шнека выполнен с углублениями и пазами в. боковых стенках последних для размещения выступов цилиндрических вставок, Ребра 7 стабилизатора выполнены по всей длине наконечника. При вращении вала 1 перемещаются опоры 3, и катки 2 совершают колебательные движения.При этом формируется скважина. 1 з.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к управляемымустройствам для образования скважин вгрунте, предназначенных для строительства подземных коммуникаций закрытым способом,Известен раскатчик, в котором эксцентриковый вал присоединенк двигателю, акатки кинематически связаны с ротором посредством зубчатых колес, установленныхвнутри катков, при этом паразитные шестерни между зубчатыми колесами на валуротора двигателя и зубчатыми венцами свнутренним зацеплением в катках установлены в окнах эксцентрикового вала (см. авт,св. В 717235, ка. Е,02 Р 5/18, 1976),Недостатки такого, устройства - сложность кинематической.связи между валомротора и катками, так как каждый каток содержит редуктор, а также неразрешенностьпроблемы уплотнения в межкатковых. пространствах для исключения попаданиягрунта внутрь устройства.Известен также раскатчик, включающий вал, соединенный с электродвигателеми охвэченн,й катками, установленными сэксцентриситетом, и наконечник (см. авт.св, М 825797, кл. Е 02 1. 5/20, 1979).Недостаток этого устройства - низкаяэффективность в начальный период работы,когда в контакт с грунтом входит толькочасть катков, и для создания необходимыхусловий требуется либо предварительно спомощью до .олнительного механизма, например буря, вырыть скважину и завести внее устройство на всю его длину, либо приложить значительные дополнительные усилия от внешнего источника, чтобы "вдавить"устройство в грунт.Кроме того, как показывает опыт эксплуатации, при движении устройства в мягких сыпучих грунтах в силу их малойсопротивляемости каткам скорость проходки резко падает, что также снижает эффективность работы,Еще один недостаток такого устройства- возможное появление эффекта "ввинчивания" раскатчика, т,е, вращение устройствавокруг своей оси, т,к. оно ничем не зафиксировано относительно грунта.Наиболее целесообразно выполнениешнека в виде конического барабана и заКрепленных нэ его поверхности режущихлопаток, размещенных наклонно к оси вала.Наиболее близок к предлагаемому раскатчик, включающий вал, соединенный сэлектродвигателем, установленные на валус эксцентриситетом катки, закрепленный навалу конусообразный наконечник со стабилизатором в виде ребер и размещенныймежду катками и наконечником и жестко10 15 На фиг, 1 изображен общий вид раскатчика; нэ фиг, 2 - узел на фиг, 1 (в разрезе); нэ фиг, 3 - разрез А - А на фиг, 2; на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг. 2.50 Раскатчик содержит вал 1, на котором сэксцентриситетом размещены катки 2, В зазоре между валом 1 и катками 2 установлены с эксцентриситетом опоры 3, а между собой катки 2 соединены эластичными муф 55 20 25 30 35 40 45 связанный с валом шнек в виде конического барабана с закрепленными на его поверхности наклонно к оси вала режущими лопатками (см. авт. св, И. 1709031, кл. Е 02 Р 5/18, 1990),В этом раскатчике не учтена необходимость работы в грунтах с различными физико-механическими свойствами и невозможность переналадки в процессе эксплуатации для получения максимальной производительности, т.е, максимальной скорости формирования скважины в каждом типе грунта,Цель изобретения - повышение эффективности работы раскэтчика за счет улучшения обкатки забоя в начальный период при работе в грунтах с различными физико-механическими свойствами.Поставленная цель достигается тем, что раскатчик, включающий вал, соединенный с электродвигателем, установленные на валу с эксцентриситетомхатки, закрепленный на валу конусообразный наконечник со. стабилизатором в виде ребер и размещенный между катками и наконечником и жестко связанный с валом шнек,в виде конического барабана с закрепленными на его поверхности наклонно к оси вала режущими лопатками, снабжен узлами поворота режущих лопаток в виде цилиндрических вставок с выступами и наружными поверхностями, причем конический барабан выполнен с углублениями и пазами в боковых стенках последних для размещения выступов цилиндрических вставок, а ребра стабилизатора выполнены по всей длине наконечника; при этом режущие лопатки закреплены на наружных поверхностях цилиндрических вставок,Целесообразно также толщину ребра стабилизатора выполнить уменьшающейся от основания наконечника к его вершине и от поверхности наконечника к наружной кромке ребра, а выходную кромку ребра выполнить скошенной. тами 4. Вал 1 подсоединен через редуктор к ротору электродвигателя 5,Раскатчик снабжен также наконечником 6 со стабилизатором, выполненным в виде ребер 7, а между наконечником 6 и первым по ходу движения катком 2 разме 17739815 10 15 20 25 30 35 40 45 50 щен шнек, содержащий скрепленный с валом 1 конический барабан 8 и режущие лопатки 9; Питание электродвигателя осуществляется по кабелю 10.На барабане 8 выполнены по его окружности углубления с пазами 11, в которые заведены выступы 12 цилиндрических вставок 13 узлов поворота режущих лопаток 9.Раскатчик работает следующим образом.В начальный момент под действием собственной массы раскатчика его наконечник б погружается в грунт, а после включения электродвигателя 5 через редуктор начинают вращаться вал 1 и соединенный с ним конический барабан 8 шнека, режущие лопатки 9 которого. заходя в зацепление с грунтом, проталкивают устройство в заданном направлении и подают разрыхленный грунт на первый по ходу движения каток 2.При вращении вала 1 вместе с ним перемещаются по своим окружностям опоры .3, закрепленные на валу 1 таким образом, что они создают эксцентриковое расположение катков 2 относительно оси вала 1. Катки 2, контактируя с опорами 3, совершают колебательные движения, обкатывают грунт в забое, формируют скважину и вследствие своего винтообразного расположения относительно друг друга и оси вала 1 осуществляют прямую подачу устройства, Эластичные муфты 4, установленные между катками 2, препятствуют попаданию грунта внутрь устройства, а наличие стабилизатора на наконечнике б обеспечивает заданное направление движения устройства,При переходе с одного типа грунта на другой цилиндрические вставки 13 извлекают из углублений в коническом барабане 8, разворачивают вокруг оси и вновь вставляют в углубления, тем самым устанавливая режущие лопатки 9 с оптимальным углом атаки для каждого типа грунта,Существенным отличием данного технического решения от прототипа является повышение эффективности работы раскат- чика за счет улучшения условий формирования скважины с учетом различий в физикомеханических свойствах грунта путем изменяемой геометрии передней части предлагаемого устройства.Введение в конструкцию узлов поворота режущих лопаток позволяет для каждого типа грунта установить оптимальный угол атаки при минимальном времени на переналадку,Установка ребер по всей длине наконечника позволяет более надежно зафиксировать раскатчик в грунте. а в состоянии с уменьшающимися по длине и высоте толщи- нами ребер, как и при выполнении выходной кромки каждого ребра скошенной, - создать оптимальную геометрию ребра, т.е. разместить стабилизатор на входном элементе раскатчика без заметного снижения способности наконечника погружаться в грунт до момента включения в работу шнека и конических катков.Таким образом, конфигурация ребер улучшает условия вхождения наконечника в грунт по сравнению с прототипом,Формула изобретения1, Раскатчик, включающий вал, соединенный с электродвигателем, установленные на валу с эксцентриситетом катки, закрепленный на валу конусообразный наконечник со стабилизатором в виде ребер и размещенный между катками и наконечником и жестко связанный с валом шнек в виде конического барабана с закрепленными на его поверхности наклонно к оси вала режущими лопатками. отл и ча ю щи йся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет улучшения обкатки забоя в начальный период при работе в грунтах с различными физико-механическими свойствами, он снабжен узлами поворота режущих лопаток в виде цилиндрических вставок с выступами и наружными поверхностями, причем барабан выполнен с углублениями и пазами в боковых стенках последних для размещения выступов цилиндрических вставок, а ребра стабилизатора выполнены по всей длине наконечника. при этом режущие лопатки закреплены на наружных поверхностях цилиндрических вставок.2, Раскатчик поп,1,отл ичающийс я тем, что каждое из ребер стабилизатора выполнено со скошенной к конусообразному наконечнику кромкой, при этом толщина каждого ребра уменьшается от основания конусообразного наконечника к его вершине и от поверхности наконечника к кромке.1773981 Составитель В.ПетренкоРедактор Б.Федотов Техред М.Моргентал Корректор. Н.Бу ри ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина аказ 3910 ВНИИПИ Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5