Виброударное устройство

(9) (11 О 7/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ У СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОР свай и другихпри разрушенибных им материстном уплотнен нструктивных элементовпрочных грунтов и падоов, а также при поверхнонасыпных материалов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 323508, кл. Е 02 О 7/18, 1970.Авторское свидетельство СССР М 1481325, кл. Е 02 О 7/18, 1986.(54) ВИБРОУДАРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано как универсальное средство виброударного воздействия при погружении в грунты свай и подобных им конструктивных элементов, при разрушении прочных мерзлых грунтов, а также при поверхностном уплотнении насыпных строительных материалов. Цель изобретения состоит в повышении эффективности и надежности работы устройства, Устройство включает наковальню 1, соединенную посредством пружин 2 со стойками корпуса 3, в котором размещены планетарный импульсатор крутильных колебаний в виде кинематически связанных между собой элементов 20 - 23 и двух пар вертикальных винтов 12-13 и 8-9, связанных с выходным звеном планетарного импульса- тора посредством зубчатых передач 17-16 и 18-16, При этом каждая пара винтов выполнена с противоположной навивкой в них резьб, что позволяет при противоположном Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано как универсальное средство виброударного воздействия на грунты при погружении в них вращении каждои пары винтов противоположно воздействовать на сопряженные с ними гайки, закрепленные в расположенных над наковальней ударниках 4 и 5, в результате чего падение одного из ударников всегда будет сопровождаться подъемом другого ударника, Зубчатые колеса 17 и 18 установлены на своих винтахвозможностью их осевого перемещения и закрепления, что позволяет при остановке устройства воздействовать на один из ударников, оставляя другой в покое и тем самым выбирать относительное между ними смещение, что в свою очередь определяет соответствующий режим работы устройства. дающий вполне определенное соотношение между ударной силой и послеударным прижатием наковальни, которое оказывает свое воздействие как на обрабатываемую среду, так и на стяжные пружины 2, При этом чем больше сопротивляемость среды, тем больше деформируются пружины, вызывая тем самым подъем корпуса с последующим его опусканием. Эта вибрация корпуса, меняясь по своей амплитуде от физико-механических свойств обрабатываемой среды, в той или иной мере все время будет иметь место наряду с импульсивным воздействием ударников на наковальню, И в этом проявляется адаптация данного устройства к изменяемым свойствам среды.4 ил.ная от двигателя 19 солнечная шестерня 20 и введенные с ней в зацепление сателлиты 21, свободно и попарно размещенные на ведомом водиле 22 и снабженные противофазно на них закрепленными грузами - дебалансами 23.Работает преДлоК 8 нное усрОйсоследующим образом,От двигателя 19 солнечная шестерня 20 приводит во вращение сателлиты 21, которые ввиду своей противофазной неуравновешенности грузами 23 создадут на ООдил 8 22 крутильные кол 8 бания знакопеременный вращающий динамический момент, который Зат 8 М будет передаваться на эц 16, а от него - колесам 17 и 18 и скреплен 45 50 Цель изобретения состоит в повышенииэффективйости и надежности работы устройства,На фиг,1 изображено виброударное устройство с разрезом его ударников и связанных с ними кинематических элементов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 - разрез Б - Б на фиг,1; на фиг.4 - разрез В - В на фиг,1.Устройство включает наковальню 1, со- единенную посредством пружин 2 со стойками корпуса 3, внутри которого размещен привод двух ударников 4 и 5, представленных в плане в совокупности крестовой их форме. В каждьщ ударник вмонтирована пара гаек, введенных в зацепление с вертикально установленными относительно наковальни винтами. Так ударник 4 снабжен гайками 6 и 7 с противоположной навивкой в них резьб, допустим правой б илевой 7, сопряженных соответственно саналогичными им по навивке резьб винтами 8 и 9. Другой ударник 5 несет н себе гайки10 и 11, сопряженные соответственно с винтами 12 и 13. Каждая пара винтов 8 - 9 и12 - 13 связана между собой синхронизаторами 14 и 15 их противовращения, выполненными в ниде двух одинаконых и введенных во внешнее зубчаое зацепление колес. Один из винтов каждой пары 30несет перемещаемое вдоль него с помощью муфты, на чертеже не показанной)зубчатое колесо, введенное но внутреннее зацепление с эпициклом 16, Таким для винта 8 является колесо 17, а для винта 12 - колесо 18. При этом винты 8 и 12 выполнены с противоположной нанивкой резьб, Так, если винт 8, зацепленный с гайкой б, имеет правую резьбу, то винт 12 должен иметь левую резьбу, а работающий с ним в паре винт 13 - опять противоположную (правую). Эпицикл 1 б,соединен с ведомым звеном планетарного импульсатора крутильных колебаний, в состав которого входят приводным с ним винтам 8 и 12 и ввиду разной навивки своих резьб при однонаправленном вращении будут работать все время в противофазе, Если винт 8 намерен поднимать гайку б, то винт 12 должен наоборот опускать свою гайку 10. Однако линейное перемещение гаек б и 10 по винтам 8 и 12 может иметь место только в том случае, если гайки будут защищены от вращения, для чего они должны иметь соответствующие злем 8 нть 1 нращат 8 льнОго стопорения, ПО- следнее в данном устройстве выполнено за счет введения в каждый ударник второй винтовой пары. Поэтому винтовая пара 8 - 6 работает в одном ударнике 4 совместно с парой 9 - 7, а винтовая пара 12 - 10 в ударнике 5 совместно с парой 13 - 11, Две пары винтов в ОднОм удаонике создают не тОлькО систему взаимостопорения гаек от их вращения, но и систему взаимогашения в ударнике реактивных вращающих моментов от винтов, поскольку оба винта каждого ударника всегда вращаются н разные стороны и создают тем самым нулевой реактивный вращающий момент, Именно. поэтому нанивка резьб на винтах 8 и 9, а также 12 и 13 выбрана противоположной, у винта 8 - правая резьба, а у винта 9 - левая. Во втором ударнике наоборот, у винта 12 - левая резьба, а у винта 13 - правая, Все винты имеют прилегающие к наковальне консольные концы. На фиг.1 и 2 представлен момент прижатич ударника 5 к наковальне 1, что при сжатии пружин 2 сопровождается подьемом относительно наковальни корпуса со всей его начинкой и частичным выходом гаек 10 и 11 нижнего ударника 5 относительно концов его винтов 12 и 13, Для обеспечения поочередного и достаточно эффективного соударения элементов 4 и 5 о наковальню 1 необходимо определить расстояние, которое долкны проходить ударники от своего верхнего положения до наковальни. При этом необходима учитывать следующее, Поскольку н данном устройстве, как и в его прототипе в качестве привода использован планетарный импульсатор крутильных колебаний, создающий изменение вращающего момента по гармоническому закону, а передачи 16 - 17 и 16-18 преднамеренно выполнены как ускоряющие, поворот винтов 8 - 9 и 12-13 н одну и другую сторону будет превышать соотзетствующий поворот водила 22, что позволяет за полоборота водила оно поворачивается в одну сторону на 180) повернуть винты на углы, в несколько раз большие, обеспечивающие при надлежащем выборе шага винтов необходимое вертикальное перемещение по ним гаек.1 оскольку за полоборота водила вращаю 1700143щий момент на нем меняется от нуля через максимум и опять до нуля, линейное перемещение ударников будет происходить со скоростью, изменяющейся по этому же закону. А поэтому для придания каждому ударнику при встрече его с наковальней скорости перемещения, близкой к максимальной, необходимо, чтобы расстояние перемещения ударника до наковальни не превышало 1/4 поворота водила, В этом случае всю оставшуюся часть полугармонического изменения вращающего момента в виде осевой силы этот ударник будет дожимать наковальню, При этом, если оставшаяся от удара сила дожатия будет способна необратимо деформировать расположенную под наковальней обрабатываемую среду, наковальня совместно с корпусом переместится вниз. Если же жесткость обрабатываемой среды после удара будет больше жесткости пружин 2, т.еесли обрабатываемая среда под наковальней будет на данный момент неподатлива, то после удара при дожимании наковальни произойдет отжатие вверх корпуса, сопровождающееся сжатием пружин и частичным выходом контактируемого с наковальней ударника (в данном случае 5) из винтов 8 - 9, Этот процесс будет продолжаться до нулевого вращающего момента на водиле. Затем, когда водило начнет вращаться в другую стооону, обратное перемещение ударников будет одновременно сопровождаться перемещением вниз корпуса, в результате чего между попеременным контактом ударников 4 и 5 с наковальней будет вибрировать весь корпус с периодом вращения водила и размахом колебаний, определяемым, как уже было сказано, жесткостью пружин и физико-механическими свойствами обрабатываемой среды под наковальней, Поскольку периодический подьем корпуса при его возможном отжатии от наковальни после ударного на нее воздействия происходит совместно со всеми ее винтами, гайками и ударниками, что увеличивает просвет между верхним ударником и наковальней, но сводит на нет это приращение при последующем опускании корпуса, предложенное устройство может быть заранее настроено на любой режим работы, в том числе и самый оптимальный ударный режим, когда в момент контакта с наковальней скорость ударников достигает своего максимума. Для осуществления последнего один из ударников должен располагаться на наковальне при несжатых пружинах, в то время как другой ударник должен находиться в приподнятом относительно наковальни положении на расстоянии, соответствую 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щем 1/4 поворота водила. Если укаэанное расстояние будет соответствовать повороту водила меньше чем на 90, то это уменьшит ударное воздействие, но зато увеличит послеударное давление на наковальню и более растянет его во времени, Единственное, что допускать нерационально, это пробег ударника вниз до наковальни на расстояние большее 1/4 оборота водила, поскольку в этом случае максимальная скорость переме-.щения ударника в его полезной работе уже не используется. Переход с одного режима на другой производится в нерабочем состоянии устройства выводом из зацепления с эпициклом 16 одного из колес 17 или 18.Тогда путем ручного проворота водила можно воздействовать на гайки одного ударника, оставляя неподвижным другой ударник.Возможность смены режимов работы предложенного объекта с максимальным ударновибрационным воздействием на любой другой с уменьшенным ударным импульсом, но увеличенным и более растянутым во времени силовым контактным давлением делает это устройство достаточно универсальным.Технико-экономическое достоинствопредлагаемого устройства выражается в оптимальном подборе совместных оценочных параметров как ударной, так и послеударной дожимающей наковальню сил, которые в отличие от прототипа всегда направлены по оси ударников с нулевым их эксцентриситетом и не зависят от данных какого-то конструктивного элемента (как кривошипа в прототипе), по разному проявляемого при генерировании этих сил; в возможном регулировании выбора относительного перемещения ударников между собой и наковальней, что дает выбор разного соотношения между ударной и дожимающей наковальню силами; в повышении надежности работы устройства за счет введения винтовых передач, обеспечивающих своим конструктивным оформлением устойчивую передачу наковальне мгновенных ударных импульсов и последующего ее дожатия, и тем самым отказа от. КШМ с их нерациональным эксцентричным приложением указанных нагрузок, что вызывало в прототипе повышенный износ его шарнирных соединений (кривошипа с шатуном и шатуна с ударником),Формула изобретения Виброударное устройство, включающее корпус, соединенную с ним посредством пружин наковальню, коаксиально расположенные над ней ударники с механизмами их взаимного противофазного перемещения, кинематически связанными с ведомым зве ном планетарного импульсатора крутильных колебаний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения эффективности и надежности работы устройства, механизмы перемещения ударников выполнены в виде 5 винтовых пар с противоположной навивкойих резьб при расположении ведущих винтовперпендикулярно наковальне, а ведомых гаек - в ударнике,1700143 Составитель Н. ЗаболоТехред М.Моргентал рректор,С. Шев едакт отыл Заказ 4448 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10