УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ Российский патент 1995 года по МПК E02F5/16 

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано в устройствах для образования скважин в грунте методом раскатки, применяемых при сооружении набивных свай, грунтовых анкеров и глубинном уплотнении грунтов.

Изобретение направлено на решение технической задачи по повышению эффективности и надежности операции по уменьшению диаметра устройства перед извлечением последнего из скважины.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для образования скважин в грунте, рабочее положение; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 общий вид устройства при извлечении из скважины; на фиг. 4 сечение по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 сечение по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 сечение по Г-Г на фиг. 5.

Устройство включает шпиндель 1 с конусным наконечником 2. На шпинделе 1 последовательно размещены внутренние эксцентриковые втулки 3, жестко соединенные с ним посредством шпонок 4. На соответствующих эксцентриковых внутренних втулках 3 установлены с возможностью ограниченного поворота для изменения суммарного эксцентриситета наружные эксцентриковые втулки 5. На наружных эксцентриковых втулках 5 последовательно смонтированы с возможностью вращения на подшипниках качения 6 конические катки 7. Диаметр катков 7 уменьшается в направлении конусного наконечника 2. Хвостовой (наибольший по диаметру) каток установлен с возможностью вращения в одну сторону, а его наружная эксцентриковая втулка 5 выполнена в виде двух эксцентриковых колец 8, соединенных между собой по торцам штифтом 9. При этом на наружной боковой поверхности соответствующей внутренней эксцентриковой втулки 3 выполнен упорный выступ 10, а на внутренней боковой поверхности одного из эксцентриковых колец 8 секторный паз 11 для размещения упорного выступа 10. Соединение по типу выступ-секторный паз с одной стороны обеспечивает свободный поворот колец 8 относительно внутренней эксцентриковой втулки 3, а с другой ограничивает этот поворот длиной паза 11. Для обеспечения одностороннего вращения хвостового катка между ним и одним из его эксцентриковых колец 8 установлен стопорный механизм 12 одностороннего действия. В качестве такого механизма может быть использован, например, храповый механизм, включающий храповой венец на наружной боковой поверхности эксцентрикового кольца 8 и закрепленный на катке подпружиненный фиксатор, взаимодействующий с храповым венцом. Могут быть использованы и другие стопорные механизмы одностороннего действия. Внутренняя эксцентриковая втулка 3 хвостового катка имеет пружинный фиксатор 13, фиксирующий эксцентриковые кольца 8 этого катка в положении максимального эксцентриситета, а на торце кольца 8, расположенного у большего основания катка, выполнен упор 14 для возвращения колец 8 в исходное положение.

В случае необходимости дополнительно наружная эксцентриковая втулка 5 смежного с хвостовым катка может быть выполнена в виде двух эксцентриковых колец 15, соединенных между собой по торцам штифтом 16, и иметь приспособление для ограниченного поворота в виде расположенного на наружной боковой поверхности соответствующей внутренней эксцентриковой втулки 3 упорного выступа 17 и расположенного на внутренней боковой поверхности одного из эксцентриковых колец 15 секторного паза 18 для размещения выступа 17 (фиг. 5). Одновременно на обращенных друг к другу торцах эксцентричных колец 8 и 15 соответственно хвостового и смежного с ним катков выполнены выступ 19 и радиальный паз 20, причем выступ 19 размещен в пазу 20 с возможностью перемещения в последнем.

Устройство работает следующим образом. Исходным положением для начала работы является наличие максимальных эксцентриситетов на всех катках 7, что фиксируется фиксатором 13. После ориентации устройства по оси скважины от вращателя базовой машины через штангу (на чертежах не показано) на шпиндель 1 передается вращение и осевая нагрузка, под действием которых происходит формирование скважины. При этом конические катки 7, последовательно обкатываясь на подшипниках 6, уплотняют грунт в радиальном направлении. После прохождения скважины до нужной отметки (глубины) на шпиндель 1 передается обратное вращение и усилие на извлечение устройства из скважины.

При обратном вращении шпинделя 1 срабатывает стопор 12, блокирующий проворачивание хвостового катка 7 относительно эксцентриковых колец 8. Так как заторможенный хвостовой каток находится в контакте с грунтом, то возникает реакция грунта, преодолевающая усилие пружинного фиксатора 13 и проворачивающая этот каток совместно с эксцентриковыми кольцами 8 относительно внутренней эксцентриковой втулки 3 по секторному пазу 11. Вследствие того, что эксцентриковые кольца 8 и 15 соответственно хвостового и смежного с ним катков соединены посредством выступа 9 и радиального паза 20, происходит поворот и эксцентриковых колец 15 смежного с хвостовой втулки 3. В результате эксцентриситеты обоих катков уменьшаются и образуется зазор между устройством и стенкой скважины, что позволяет без усилий и быстро извлечь устройство из скважины. Разность эксцентриситетов катков компенсируется длиной радиального паза 20.

Для установки устройства в исходное положение упор 14 подводят к упору на вращателе базовой машины (на чертежах не показано) и передают на шпиндель 1 правое вращение, что позволяет провернуть эксцентриковые кольца 8 и 15 относительно соответствующих втулок 3 и зафиксировать их в исходном положении.

Торможение хвостового катка при обратном вращении инструмента позволяет существенно увеличить за счет сил трения скольжения наружной боковой поверхности катка о грунт крутящий момент на проворачивающие эксцентриковых колец хвостового или хвостового и смежного с ним катков относительно их внутренних эксцентриковых втулок для уменьшения эксцентриситета, что повышает эффективность и надежность операции по уменьшению диаметра устройства перед извлечением последнего из скважины.

Сущность изобретения: устройство для образования скважин в грунте содержит шпиндель, внутренние и наружные эксцентриковые втулки, конические катки и приспособления для ограничения поворота наружной эксцентриковой втулки. Внутренние эксцентриковые втулки размещены на шпинделе и жестко соединены с последним. Наружные эксцентриковые втулки установлены с возможностью ограниченного поворота на соответствующих внутренних эксцентриковых втулках. Конические катки установлены с возможностью вращения на наружных эксцентриковых втулках. Диаметр конических катков последовательно уменьшается в направлении от хвостового катка к конусному наконечнику. Хвостовой каток установлен с возможностью вращения относительно соответствующей наружной эксцентриковой втулки в одну сторону. Каждая наружная эксцентриковая втулка выполнена в виде двух соединенных между собой по торцам эксцентриковых колец. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, включающее шпиндель с конусным наконечником, последовательно размещенные на шпинделе и жестко соединенные с последним внутренние эксцентриковые втулки, установленные на соответствующих внутренних эксцентриковых втулках с возможностью ограниченного поворота для изменения суммарного эксцентриситета наружные эксцентриковые втулки, последовательно установленные с возможностью вращения на соответствующих наружных эксцентриковых втулках конические катки с уменьшающимся в направлении от хвостового катка к конусному наконечнику диаметром и приспособления для ограничения поворота наружной эксцентриковой втулки хвостового катка или хвостового и смежного с ним катков, каждое из которых выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности соответствующей внутренней эксцентриковой втулки упорного выступа и расположенного на внутренней боковой поверхности соответствующей наружной эксцентриковой втулки секторного паза для размещения упорного выступа на соответствующей внутренней эксцентриковой втулке, отличающееся тем, что хвостовой каток установлен с возможностью вращения относительно соответствующей наружной эксцентриковой втулки в одну сторону, при этом каждая наружная эксцентриковая втулка выполнена в виде двух соединенных между собой по торцам эксцентриковых колец. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смежные эксцентриковые кольца хвостового и смежного с ним катков выполнены с расположенными на их обращенных друг к другу торцах выступом и радиальным пазом, при этом выступ на торце одного из смежных эксцентриковых колец установлен с возможностью перемещения в радиальном пазу на торце другого смежного эксцентрикового кольца.