Виброгрейфер

Союз СоветскихСоц 1 налистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 901449(22) Заявлено 070480 (21 2909511/22-03с присоединением заявки Йо(5) М. Кп.з Е 21 В 7/24 Государственный комитет СССР по делам нзооретений и открытиИ(72) Авторы изобретения В.Е. ТроФимов, Я,Г. Цейтлин и В.А,Всесоюзный научно-исследов гидромеханизации санитарно ельский ехничес 71) Заявите пециальных строительных работ ВНИ) ВИБРОГРЕЙФЕ к строительиспольз опри извлеочек и труб ладке, а так в плане ве подземных а в грунте 1включающий механизм и ие осущестработок азначегру жин вы н схемы то при в коррезко щения нием то ве- пособз води. -проования ной рейФер, вклюдебалансныески связаны шестерен, вода, боек Изобретение относитсяным работам н может бытьвано при проходке скважичении грунта из свай-оболпри их бестранщейной проже для разработки сложныхвыработок и при устройстсооружений методом остеИзвестен виброгрейФердебалансный вибрационныйгрунтозаборник, позволяювлять проходку в грунтеразличного строительногония Г 13. Недостатком конструктивноявляется то,обстоятельство,уменьшении поперечных размерпуса вибрационного механизмауменьшается воэможность размдебалансов с необходимым значестатического момента массы .дет к понижению погружающейности, а следовательно и протельности механизма.Известен также виброгчающий корпус вибратора,валы которого кинематичемежду собой посредствомкулачковый механизм пере нтозаборник с наковальней и пруы 23Недостатком этого устройства является то, что расположение дебалансных масс на периФерийных концах валов ограничивает возможность создания виброгрейФера малого диаметрас необходимым значением статическогомомента масс дебалансов. Кроме того,наличие симметричной синусоидальнойвынуждающей силы затрудняет получение устойчивых режимов движенияударной массы на начальной стадиипогружения, когда грунтозаборник 5 еще не эащемлен в грунте. Это обстоятельство сужает возможный Диапазон применения виброгрейфера подоб"ной конструкции, так как при разработке плотных глинистых грунтовпрактически становится невозможнымначальное эаглубление грунтозаборника.Цель иэобретения - повышениеиэводительности за счет использ 5 реверсивной, асимметричной ударнагрузки.Поставленная цель достигается темчто в известном виброгрейфере, включающем корпус с размещенным в нем Р вибрационном механизме, содержащимдебалансы, валы которых кинематнчески связаны между собой посредствомшестерен, кулачковый механизм перевода, боек,грунтоэаборник с наковальней и пружины, вибрационный механизм выполнен в виде двухчастотных вибраторов с соотношением частот 1:2, при этом 5 кулачковый механизм установлен между дебалансными валами низкой частоты с возможностью взаимного поворота дебалансных валов низкой частоты иьих ведущих шестерен на 90 , прччем виброгрейФер снабжен дополнительным бойком и наковальней, установленными в верхней части корпуса.При этом каждый кулачковый механизм выполнен в виде пальца, закреп" 15 ленного в шестеоне дебалансного вала низкой частоты, выполненного.с выступом, причем палец установлен с возможностью взаимодействия с выступом дебаланса при реверсировании с его тор- що цовойповерхностью.На Фиг. 1 представлен виброгрейФер,общий вид; на Фиг. 2 - поперечный разрез Л-Л на фиг. 1; на Фиг. 3- кинематическая схема вибрационного механизма; на Фиг, 4 - механизм перевода; на Фиг, 5 и 6 - граФики амплитуды вынуждающей силы (Р) в зависимости от угла поворота дебалансов (сМ) .ВиброгрейФер (Фиг. 1) состоит из специального вибрационного механизма 1, ударной приставки 2, жестко связанной с грунтозаборником 3 и амортизирующей подвески. Вибрационный ме" ханиэм расположен в корпусе 4 (Фиг.2)35 имеющем бойки 5 и б, и его привод осуществляется от электродвигателя 7. Внутри корпуса 4 расположен дебалансный вибрационный механизм (Фиг. 3), который состоит иэ взаимосвязанных 4 О между собой высокочастотного и низкочастотного вибратсров направленных колебаний, с соотношением частот, равным двум. Высокочастотный вибратор выполнен одноосным и получает вращение от электродвигателя посредством конической шестерни 8. С ней связаны шестерни 9 и 10, Причем шестерня 9 посажена на вал неподвижно и служит для привода во вращение дбалансов 11 и 12. Шестерня 10 посажена на вал свободно, на подшипниках и выполнена совместно с втулкой, на которую посажены дебалансы 13 и 14, а также шестерня 15 привода вибратора низкой частоты. 55Низкочастотный вибратор выполнен тЦехвальным. Вращение дебалансом 16-18 передается через промежуточную шестерню 19 посредством кулачковых механизмов перевода, выполненных в виде пальцев 20, жестко закрепленных в каждой иэ,шестерен 21-23, и взаимодействующих с выступами 24 (Фиг. 4) дебалансов 16-18. Шестерни 21-23 посажены на валах свободно,что дает воэможность при изменении направления их вращения осуществлять разворот дебалансов высокочастотного вибратора относительно дебалансов низкочастотного вибратора. Выступы 24 позволяют шестерням разверонуться на 90 , при этом дебалансы высокочастотного вибратора успевают развернуться на 180 , зажимая верхнее положение, а дебалансы низкочастотного вибратора остаются в нижнем положении, Взаимный разворот дебалансов высокочастотного вибратора относительно низкочастотного осуществляет изменение направления максимального значения амплитуды возмущающей силы (Фнг, 5 и 6),Ударная приставка 2 (Фиг. 2) выполнена а виде полого трубчатого элемента, внутри которого расположен вибрационный механизм и снабжена нижней 25 и верхней 26 (Фиг. 1) наковальнями. В верхней части корпуса вибрационного механизма закреплен направляющий стержень 27, проходящий через отверстие в наковальне 26, на которой посажена пружина 28. к нижней части ударной приставки жестко закреплен грунтозаборник 3.Лмортиэирукнцая подвеска состоит из дуги 29, параллельные стержни которой пропущены через отверстие в верхней крышке 30 .ударной приставки и объединены плитой 31, Между плитой 31 и крышкой 30 установлены пружины 32, регулировка предварительного натяжения которых осуществляется гайками 33 еУстройство работает следующим об" разом.Прй погружении грунтоэаборника 3 в грунт дуга 29 амортизирующей подвески отпущена и находится в положении, представленном на Фиг, 1. При этом боек 5 прижимается к наковальне 25 под действием силы тяжести вибрационного механизма и упругой силы системы пружин 28 и 32. Во время погружения вибрационный механизм генерирует вынуждающую силу, изменяющуюся по закону (Фиг. 5)Р = Р(соз ИС - а соэдМ,где Р - амплитуда вынуждающей силы 1сд- круговая частота вращениядебаланса низкочастотноговибратора;время;а - коэФФициент пропорциональности, который можно задавать равным 0,5 или 1,0При движении вибрационного механизма год действием вынуждающей силы (Фиг. 5) происходит отрыв и последующее уцарное взаимодействие 5 с наковальней 26. Под действием периодических ударных импульсов трубчатый грунтоэаборник 3 погружается, а его полость заполняется грунтом.По окончании погружения электродвигатель 7 выключается и производится извлечение виброгрейфера из сква- жины. При этом дуга 29 перемещается вверх, сжимая пружины 32 и между вибрационным механизмом и плитой 31 образуется зазор. Под действием пружины 28, предварительно сжатой на величину силы несколько большей массы вибрационного механизма, он поднимается до соприкосновения бойка 6 с наковальней 26. В таком положении виброгрейфер извлекается из скважины и доставляется к месту разгрузки.При реверсировании электродвигателя,7 шестерни 21-23 поворачиваютося на 90 до соприкосновения пальцев 20 с торцами дебалансов 16-18 низкочастотного вибратора. При работе вибрационного механизма с вращением дебалансов в описанном направлении генерируется возмущающая сила по зако ну (Фиг. 6)Р = Р, (сов дС + а соз 2 о) 1),В этом случае удары наносятся бойком 6 по наковальне 26, что способ" 3 Я ствует более эффективной разгрузке грунта из грунтозаборника 3.Воэможность получения ударных импульсов с симметричной вынуждающей силой., максимум которой направлен в ЗО сторону погружения при заполнении грунтозаборника грунтом, позволяет увеличить погружающую способность виброгрейфера и тем самым повысить производительность работ при проходке скважин. Возможность же реверсирования направления ударных импульсов и максимума возмущающей силы позволяет, в случае необходимости, уменьшить усилие извлечения виброгрейфера и успешно осуществлять раз грузку грунта, что особенно важно для грунтозаборников относительно небольших размеров в плане, Одновременно, при подобном исполнении вибрационного механизма, уменьшается реакция пружин 32, что дает воэможность реализовать устойчивый ударный режим при относительно легком грунтозаборнике без его предварительного защемления по боковой поверхности, что особенно важно на начальной стадии погружения при разработке плотных грунтов.Формула иэобретечия1. Виброгрейфер, включающий корпус с размещенным в нем вибрационным механизмом, содержащим дебалансы, валы которых кинематически связаны между собой посредством шестерен кулачковый механизм перевода, боек, грунтоэаборник с наковальней и пружины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения +роизводитвпьности, вибрационный механизм выполнен в виде двухступенчатых вибрато" ров с соотношением частот 1:2, причем кулачковый механизм установлен меж" ду дебалансными валами низкой частоты с воэможностью взаимного поворота дебалансных валов низкой частоты и их ведущих шестерен на 90 , при этом виброгрейфер снабжен дополнительным бойком и наковальней, установленными в верхней части корпуса.2, Виброгрейфер по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждый кулачковый механизм выполнен в виде пальца, закрепленного в шестерне 1 дебалансного вала низкой частоты, выполненного о выступом, при этом палец установлен с воэможностью вэаимодействия с выступом дебалансов при реверсировании с его торцовой поверхностью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 403812, кл. Е 02 0 9/02 г 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 242048, кл. Е 02 0 13/08, 1964901449 Фиг. Составитель Л ТехредЛ.Пека Редак асен каз 12321/3 сно 5,П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Филиал ТирИИПИ Государспо делам изобосква, Ж,ерепенкинаКорректор Г. Назароваж 623 Под венного комитета СССР етений и открытий адская наб., д. 4/5