Вибротрамбовка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН Д 9) (11) 1) 4 Е 01 С 19/38,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У 43 В.Вилков Иетрикин Боровцев В о идетельс 01 С 19 видетельство ССС2 Р 7/ 18, 1970. Авторско3508, кл. ащая ми,н ивош со смесой. ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) ВИБРОТРАИБОВКА, соде уплотняющую плиту с наковальн стойках которой смонтирован к ный привод ударного механизма щенными по фазе кривошипами, соединенными с основным и дополнительнымшатунами, на свободных концах которых закреплены размещенные в направляющих ползуны-ударники, и подпружиненную реактивную массу с бойками,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения эффективности уплотнения грунта за счет обеспеченияустойчивой работы вибротрамбовки вразличных диапазонах частот, реактивная масса снабжена наковальней с механизмом ее вертикального перемещения, а ползуны-ударники направленыв противоположные стороны и расположены соосно с наковальнями уп-;лотняющей плиты и с реактивной мас 1271921Изобретение относится к строительству, а именно к машинам для уплотнения грунтов, дорожных покрытий ит,п. и может быть использовано длязабивки в грунт различных конструктивных элементов.Известна вибротрамбовка, содержащая корпус с бойками, уплотняющуюплиту с наковальнями и имеющими упругие элементы направляющими, привод 10с кулачковым механизмом, размещенным под корпусом 11.Наиболее близкой к изобретениюявляется вибротрамбовка, содержащаяуплотняющую плиту с наковальнями 15на стойках которой смонтирован кривошипный привод ударного механизмасо смещенными по фазе кривошипами,соединенными с основным и дополнительным шатунами, на свободных концах которых закреплены размещенныев направляющих полэуны-ударники,и подпружиненную реактивную массус бойками 2.Недостатками известных вибротрамбовок являются недостаточная эффективность уплотнения из-за сравнительно узкого диапазона устойчивойработы, а также недостаточная частота ударов, так как время свободного 30полета ударной части между ударамивелико, причем оно возрастает с увеличением сопротивления уплотняемойсреды, при этом увеличивается высота подскока. Поскольку реакция сре- З 5ды, на которую воздействуют рабочиеорганы ударно-вибрационного действия,в значительной степени определяетдлительность и величину силового воздействия за каждый ударный цикл, их 0эффективность может быть увеличенапри применении дополнительных сил,обеспечивающих прижатие ударной массы к ограничителю в моменты их взаимодействия, чем достигается увеличение энергии, совершающей полезнуюработу.Известно, что ударный импульс зависит от количества движения, передаваемого ударной частью в грунт. Поэтому можно обеспечить передачу одного и того же количества движенияменьшей по величине массой посредством увеличения скорости ее приложения, добиваясь при этом уменьшенияметаллоемкости рабочего органа,Целью изобретения является повышение эффективности уплотнения грунта эа счет обеспечения устойчивойработы вибротрамбовки в различныхдиапазонах частот.Указанная цель достигается тем,что в виброустановке, содержащейуплотняющую плиту с наковальнями,настойках которой смонтирован кривошипный привод ударного механизма сосмещенными по фазе кривошипами, соединенными с основным и дополнительным шатунами, на свободных концахкоторых закреплены размещенные в направляющих ползуны-ударники, и подпружиненную реактивную массу с бойками, реактивная масса снабжена наковальней с механизмом ее вертикального перемещения, а полэуны-ударники направлены в противоположные стофроны и расположены соосно с наковальнями уплотняющей плиты и с реактивной массой,На фиг,1 представлена принципиальная схема вибротрамбовки; на фиг,2 -то же, положение элементов в исходном состоянии (при наличии начального зазора).В корпусе 1 вибротрамбовки расположен кривошипно-шатунный приводударного механизма с эксцентриковымвалом 2 с маховиком, Кривошип З,имеющий эксцентриситет г, соединен сосновным шатуном 4 длиной 1 , нафсвободном конце которого закрепленползун-ударник 5, имеющий высоту 8,взаимодействующий с наковальней 6,расположенной на уплотняющей плите 7.Кривошип 8, имеющий в зависимости оттребуемого режима работы эксцентриситет г больший, меньший или равныйэксцентриситету г и сдвинутый по1фазе относительно кривошипа 3 наоугол Ч= 180 , соединен с дополнительным шатуном 9 длинойна сво 2бодном конце которого закреплен ползун-ударник 10, имеющий высоту Бвзаимодействующий с дополнительнойнаковальней 11, установленной на реактивной массе 12 с помощью регулировочного болта 13, позволяющего изменять в вертикальной плоскости положение нижней части бойка относительно реактивной массы, чем достигается изменение (в исходном положении)расстояния Н между наковальнями 6 и 1 1.Уплотняющая плита снабжена направляющими стойками 14, на концы которых навинчены гайки 15. На стойках 14смонтирована реактивная масса 12,171 45г+1 +8+г+1 +82 2 1 Изменяя с помощью регулировочного устройства 13 величину Н, обеспечивают следующие режимы работы,11 ри Н=1=1+Б+1 +Б - г - г 50 т.е когда величина Н почти равна расстоянию между ударными поверхно- стямИ ползунов-ударников при их на 55 хождении в нижней мертвой точке, уплотняющее воздействие формируется эа счет расталкивающего импульса меснабженная байками 16, взаимодействующими с плитой 7 через наковальни 17 и корпус 1 кривошипно-шатунного возбудителя колебаний, причем последний размещен между реактивной массой и уплотняющей плитой. Между гайками 15 и реактивной массой 12 на направляющих 14 установлены упругие элементы 18. Ползуны-ударники ориентированы в противоположные стороны и переме О щаются в установленных в верхней и нижней частях корпуса 1 направляющих 19 и 20, расположенных соосно относительно вертикальной оси.Вибротрамбовка работает следующим 5 образом.Крутящий момент от двигателя передается на кривошипный вал 2, При этом ползуны-ударники 5 и 10 совершают в противоположных направлениях возврат О но-поступательные движения в направляющих 19 и 20 относительно корпуса 1, периодически вступая во взаимодействие с наковальнями б и 11. В результате этого начинают совершать 25 друг относительно друга возвратно- поступательные перемещения в вертикальной плоскости корпуса 1 уплотняющая плита 7 и масса 12.Режимы работы зависят, главным об-ЗО разом, от скорости вращения кривошипного вала, величин эксцентриситетов г и г обоих кривошипов и соотношений между ними, соотношений между подвижными массами, жесткости упругих элементов, величины Н наименьшего из возможных расстояний между наковальнями 7 и 11 (при контактах бойков 16 с наковальнями 17) и суммарного расстояния между ударными по, верхностями ползунов-ударников 5 и 10 при их нахождении в верхней мертвой точке относительно корпуса 1, равного 1 4жду реактивной массой 12 и уплотняющей плитой 7, действующего в моменты раздвижки ползунов-ударников (при их движении от нижней и верхней мертвым точкам), ударного воздействия реактивной массы на плиту в моменты соударений бойков 16 по наковальням 17, что имеет место в этом случае при приближении ползунов-ударников к нижней мертвой точке.Максимальная амплитуда взаимных перемещений (при достаточнои жесткости с других элементов 18) для безотрывного от верхнего ползуна-ударника 10 движения реактивной массы и уплотняющей плиты при описанных соотношениях ца параметры составляет величину А = 2 (г + г ) а макси 7 мальное значение скоростей относительного движения (при положении кривошипов в горизонтальном положении, т.е. когда угловое положение кривошипа 8 от вертикали по направлению вращения составляет угол М.=о- 90 ), равно Ч= (г +г)о.З.2При взаимном перемещении реактивной массы и плиты в противоположные стороны упругие элементы 18 снижаются. После прохождения ползунамиударниками верхней мертвой точки реактивная масса под действием гравитационных сил и упругих элементов перемещается вниз. Бойки 16 и масса 12 ударяют по наковальням 17 уплотняющей плиты 7, а следовательно, и на грунт. Сразу же после такого ударного воздействия ползуны-ударники вновь начинают расходиться, формируя при этом рассталкивающее воздействие, процесс повторяется.Таким образом, длительность вибрационцо-ударного "оздействия в описанном случае составляет половину периода вращения кривошипцого вала,При 1, +Б+1+- г гс сНс 1 +Б +1 +Б +г +г1 1 г 2 2 1 (фиг.2) в исходном положении корпус 1 кривошипно-шатунного возбудителя колебаний, являющийся основной ударной массой вибротрамбовки, опирается через ползуц-ударник 5 ца наковальню 6. Оба ползуна-ударцика находятся в их нижних мертвых точках, причем верхний (дополнительный) ползуц-ударник находится ниже ударнойных ускорениях.До соприкосновения верхнего ударника с наковальней уплотняющая плита испытывает динамическое воздействие за счет отталкивания от него мас сы возбудителя колебаний (массы основной ударной части, заключенной в корпусе 1) со скоростью, равной скорости выдвижения ползуна-ударника 5,В момент соприкосновения верхнего ударника 10 с наковальней 11 через кривошипно-шатунный механизм на плиту передается ударное воздействие, величина которого зависит от соотношений масс полэуна-ударника 10 и реактивного ударного элемента 12 и скорости их соударения.В зависимости от соотношений пос 30 ле удара между скоростями движения щреактивной массы 12 относительноплиты 7 и скоростью "раздвижки" ползунов-ударников 5 и 10 последующеедвижение элементов вибротрамбовкиможет быть аналогичным описанномуслучаю при обеспечении максимальнойамплитуды перемещений равной А =- 2 (г + г ) -о (при скоростяхреактивной массы после удара, равнойили меньшей скорости раздвижки ), 50или с разделением реактивной массыи кривошипно-шатунного возбудителяколебаний с последующим повторнымсоударением (при скоростях реактивной массы, превышающей в процессе 55ударного соударения скорость "раздвижки" ползунов), когда вновь соприкоснутся наковальня реактивной мас 512719 поверхности наковальни 11 на величину 6=-Н - Ь =Н - 1 - Б - г1 1 а В зависимости от заданной величины Ь и принятых размеров элементов кривошипно-шатунного механизма при вращении кривошипного вала верхний ползун-ударник 10 вступает ва взаимодействие с наковапьней 11,установленной на реактивной массе 12, при 10 повороте кривошипа 3 от вертикали на такой угол (О ( с180 ), при котором верхний ползун-ударник переместится от исходного положения на величину, равную заданному зазо ру Ь. При этом наиболее эффективным является угловое положение, при коо отором о= 75 = 85 , так как скорости движения поршней-ударников имеют максимальные значения при положитель 21сы и верхний поршень, продолжающий перемещаться вверх, Еще одно ударное воздействие имеет место при ударе бойков 16 реактивной массы по наковальням 27 уплотняющей плиты.ПриН 1 +Я +1+8 +г +гй йкривошипно-шатунный возбудитель колебаний находится в исходном состоянии, как и при втором случае,разница в режимах работы при этих условиях заключается в том, что соударения верхнего ползуна-ударниканаковальней реактивной массы могут происходить лишь при подскоках кривошипно-шатунного возбудителя колебаний относительно уплотняющей плиты при ударных взаимодействиях нижнего полэуна-ударника с последней.Как и в описанных случаях при движении ползуна-ударника 5 в направлении от нижней к верхней мертвым точкам (что имеет место при перемеще- нии кривошипа 3 в диапазоне угла его поворота 0 с ос180) происходит отталкивание корпуса 1 возбудителя колебаний от уплотняющей плиты.При этом, в зависимости от скорости с.1 вращения вала 2 могут реализоваться (при прочих равных условиях) следующие режимы работы.Вибрационный режим реализуется в результате колебаний корпуса кривошипно-шатунного возбудителя колебаний относительно уплотняющей плиты 7 с размахом колебаний Л, = 2 г с такой частотой ), при которой не обеспечиваются условия отрыва ползунаударника 5 от наковальни 6.Статические моменты неуравновешенных масс вибратора при этом могут быть с достаточной степенью приближения определены как произведения массы всего возбудителя колебаний за вычетом масс обоих ползунов-ударников и величины эксцентриситета г, кривошипа 3 и массы ползуна-ударника и величины зксцентриситета г связанного с ним кривошипа 8.Реактивная масса 12 в этом случае действует как безинерционный пригруз на плиту 7.Одноударный ударно в вибрационн режим реализуется при работе на таких частотах ь), при которых обеспечивается отрыв ползуна-ударника 5 от наковальни 6 в результате колебаний корпуса 1 с размахом Л ) 2 г одУ нако подскоки недостаточно велики7 1271 для обеспечения взаимодействия верхнего полэуна-ударника 10 с наковальней 11.Величина ударного импульса в момент соприкосновения ползуна-ударника 5 с наковальней 6 определяется величиной суммарной скорости свободного падения корпуса 1 и скорости перемещения относительно этого корпуса ползуна-ударника 5. 1 ОДвухударный ударно-вибрационный режим реализуется при работе на таких скоростях вращения ьЗ вала возбудителя колебаний, при которых в результате ударного взаимодействия 5 возбудителя колебаний с плитой подскоки корпуса 1 становятся достаточными для обеспечения воэможности взаимодействия верхнего ползуна-ударника 10 с наковальней 11, 20 Рабочий цикл при этом складывает.- ся из следующих этапов движения ударного взаимодействия кривошйпношатунного возбудителя колебаний с плитой - полет корпуса 1 в направлении от плиты 7 к реактивной массе 12, удариое взаимодействие кривошипно-шатунного возбудителя колебаний с реактивной массой при соприкосновении ударных поверхностей верхнего ползуна-ударника 10 с наковальней 921 811, в результате которого реактивнаямасса 12 начинает перемещаться понаправляющим в направлении от плиты7, деформируя упругие элементы 18,а корпус 1 возбудителя колебаний начинает перемещаться по направлениюк плите со скоростью, равной разнице между скоростью перемещения ползуна-ударника 10 относительно корпуса1 и скоростью движения реактивноймассы, свободный полет корпуса в направлении от реактивной массы к плите после разделения массы возбудителя колебаний и реактивной массы, ударное взаимодействие возбудителя колебаний с плитой через полэун-ударник5 и наковальню, ударное взаимодействие реактивной массы 12 с плитой 7через бойки 16 и наковальни 17 в результате падения этой массы под действием гравитационных сил и сил упругих элементов с высоты, на которуюона была перемещена при взаимодействии с возбудителем колебаний.25 Время цикла уплотнения, число ичастота ударов назначаются с учетомсвойств грунта, требуемых плотностии глубины уплотнения,Такое выполнение вибротрамбовкипозволяет, кроме того, расширить диапазон ее применения благодаря простоте перестройки режимов работы,1271921Составитель В.МатвеевРедактор Н.Гунько Техред И,Попович Корректор ЕСирохман Заказ 6312/27 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва., Ж, Раушская наб. д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4