ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ДЕБАЛАНСАМИ Российский патент 2000 года по МПК E02D7/18 E02D3/74 

Изобретение относится к вибрационной технике, в основном к устройствам для уплотнения грунтов и погружения в грунт или извлечения свайных элементов.

Известен центробежный вибровозбудитель с регулируемыми дебалансами, монтированный на свайных вибропогружателях марки HVB фирмы "Тюнкерс" (ФРГ). Этот вибровозбудитель содержит валы с приводом и смонтированные на них дебалансы, каждый из которых состоит из неподвижной и подвижной относительно вала частей (см. каталог фирмы "Тюнкерс Машиненбау Гмбх", Ратинген, ФРГ, "Гидравлические вибропогружатели").

Недостатком известного вибровозбудителя является то, что регулирование статического момента дебалансов осуществляется путем поворота вокруг вала подвижной части дебаланса на 180^o, что обеспечивает лишь две ступени регулирования, а изменение статического момента может производиться только при остановке вибровозбудителя.

Наиболее близким к предлагаемому нами является известный центробежный вибровозбудитель с регулируемыми дебалансами, установленный на вибропогружателе ВРП-60/200. Этот вибровозбудитель включает дебалансы, смонтированные на валах с возможностью радиального перемещения, гидроцилиндры, каждый из которых соединен с одним валом и соответствующим дебалансом, гидросистему с напорной, сливной, рабочими и управляющими гидролиниями см. Указания по эксплуатации и ремонту вибропогружателей и вибромолотов в транспортном строительстве.- М.: Оргтрансстрой, 1976. с. 14-18).

Недостатком известного устройства является то, что перемещение гидроцилиндров дебалансов осуществляется за счет перемещения штока секционного гидроцилиндра-порционера, каждая секция которого соединена с гидроцилиндром соответствующего дебаланса, образует с ним замкнутый объем жидкости и не может компенсировать возникающие в ходе работы утечки и разницу между площадями гидроцилиндров и секций порционера.

Кроме того, гидросистема известного вибровозбудителя неоправданно усложнена, что снижает ее надежность.

Цель изобретения - устранение недостатков, повышение надежности и улучшение технических характеристик известного центробежного вибровозбудителя с регулируемыми дебалансами путем упрощения и совершенствования его гидравлической системы и обеспечения компенсации возникающих при работе утечек рабочей жидкости.

Указанная цель достигается тем, что центробежный вибровозбудитель с регулируемыми дебалансами, содержащий валы и смонтированные на них дебалансы с возможностью радиального перемещения, гидроцилиндры, каждый из которых соединен с валом и соответствующим дебалансом, гидросистему с напорной, сливной и рабочими гидролиниями, снабжен гидроаппаратами с двусторонним гидравлическим управлением, вход каждого из которых соединен с напорной и сливной гидроцилиями, а выход - с гидроцилиндром соответствующего дебаланса и содержит задающую и контрольную полости управления.

Задающая полость управления гидроаппарата может быть соединена с источником регулируемого стабилизированного давления. Контрольная полость управления гидроаппарата может быть соединена с выходом этого гидроаппарата.

Задающая полость управления гидроаппарата может быть соединена с выходом другого гидроаппарата. Задающая полость управления гидроаппарата может быть соединена с напорной гидролинией.

Контрольная полость управления гидроаппарата может быть снабжена пружиной.

Гидроаппарат может быть выполнен в виде трехлинейного дросселирующего гидрораспределителя или в виде редукционного клапана.

Гидроцилиндр дебаланса может быть выполнен плунжерным.

Привод валов вибровозбудителя может быть выполнен гидромоторным, а контрольная полость гидроаппарата соединена со входом в гидромотор.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при любом приводе.

На фиг. 2 изображено предлагаемое устройство с гидромоторным приводом валов.

Центробежный вибровозбудитель с регулируемыми дебалансами содержит валы 1 и 2, дебалансы 3 и 4, смонтированные на валах 1 и 2 с возможностью радиального перемещения, плунжерные гидроцилиндры 5 и 6, корпусы которых соединены с дебалансами 3 и 4, а плунжеры - с валами 1 и 2, гидроаппараты 7 и 8, выполненные в виде трехлинейных дросселирующих гидрораспределителей с двусторонним гидравлическим управлением с задающими полостями 9 и 10 и контрольными полостями 11 и 12, пружину 13, установленную в контрольной полости 11 гидроаппарата 7, регулируемый редукционный клапан 14, напорную гидролинию 15, соединенную с выходом редукционного клапана 14, с входами гидроаппаратов 7 и 8 и с задающей полостью 9 гидроаппарата 7, сливную гидролинию 16, соединенную с гидроаппаратами 7 и 8, рабочую гидролинию 17, соединенную с выходом гидроаппарата 7, с гидроцилиндром 5 дебаланса 3, контрольной полостью 11 гидроаппарата 7 и с задающей полостью 10 гидроаппарата 8, рабочую гидролинию 18, соединенную с выходом гидроаппарата 8, контрольной полостью 10 этого гидроаппарата и с гидроцилиндром 6 дебаланса 4, гидромоторы 19 и 20, соединенные с валами 1 и 2, гидролинию 21, соединенную со входом в гидромоторы 19 и 20 и с контрольной полостью 11 гидроаппарата 7.

Устройство работает следующим образом.

Валы 1 и 2 вращаются вместе с дебалансами 3 и 4 и гидроцилиндрами 5 и 6. При этом давление жидкости в гидролиниях 17 и 18 зависит от положения дебалансов 3 и 4 относительно валов 1 и 2 и частоты вращения валов. С удалением центра масс дебалансов от валов давление в этих гидролиниях увеличивается под воздействием центробежной вынуждающей силы дебалансов.

В напорные гидролинии аппаратов 7 и 8 подается рабочая жидкость с регулируемым стабилизированным давлением от редукционного клапана 14. Это же давление подается в полость управления 9 гидроаппарата. В противоположную полость 11 подается рабочая жидкость из гидролинии 17. Таким образом, на гидроаппарат 7 воздействуют слева давление жидкости, равное давлению входа в гидроцилиндр 5, и усилие пружины 13, а справа - задающее давление гидролинии 15. Если преобладает усилие справа, то гидроаппарат остается в правой, указанной на фиг. 1 позиции. При этом гидроцилиндр 5 через рабочую гидролинию 17 и гидроаппарат 7 соединен со сливной гидролинией 16. Под действием центробежной силы дебаланс 3 удаляется от оси вращения, увеличивая расстояние от центра масс до вала 1 и соответственно давление в гидролинии 17. Движение продолжается до уравнивания усилий, действующих на гидроаппарат 7 справа и слева. При этом дебаланс 3 займет требуемое положение.

Если преобладает усилие слева, то гидроаппарат переключается в левую позицию. При этом гидроцилиндр 5 через рабочую гидролинию 17 и гидроаппарат 7 соединяется с напорной гидролинией 15. Под действием давления жидкости дебаланс 3 будет приближаться к центру, уменьшая расстояние от центра масс до оси вала 1 и соответственно давление в гидролинии 17.

Движение будет продолжаться до уравнивания усилий, действующих на гидроаппарат 7 справа и слева. При этом дебаланс 3 займет требуемое положение.

Гидроаппарат 8 синхронизирует и обеспечивает противофазность положения дебалансов 3 и 4.

Если дебаланс 3 удален от вала 1 больше, чем дебаланс 4 от вала 2, давление в гидролинии 17 больше, чем давление в гидролинии 18, и гидроаппарат останется в левой, указанной на фиг. 1 позиции. При этом гидроцилиндр 6 через рабочую гидролинию 18 и гидроаппарат 8 соединен со сливной гидролинией 16. Под действием центробежной силы дебаланс 4 удаляется от оси вала, увеличивая расстояние от центра масс до оси вала 2 и соответственно давление в гидролинии 18. Движение продолжается до уравнивания давлений в гидролиниях 17 и 18 и соответственно усилий, действующих на гидроаппарат 8 справа и слева. При этом дебаланс 4 займет положение, соответствующее дебалансу 3.

Благодаря пружине 13 давление в гидролинии 15 превышает давление в гидролинии 17, а следовательно, и в гидролинии 18.

В случае гидромоторного привода (см. фиг. 2) гидромоторы 19 и 20 вращают валы 1 и 2. Давление в гидролинии 21 будет тем больше, чем больше центр масс дебаланса 3 отдален от вала 1. Если это давление меньше, чем давление в гидролинии 15, задаваемое редукционным клапаном 14, гидроаппарат 7 будет находиться в правой, указанной на фиг. 2 позиции, гидроцилиндр 5 будет соединен со сливной гидролинией 16 и центр масс дебаланса будет отдаляться от вала, пока давления в гидролиниях 21 и 15 не сравняются и дебаланс займет требуемое положение.

Если давление в гидролинии 21 будет меньше, чем в гидролинии 15, гидроаппарат 7 перейдет в левую позицию, гидроцилиндр 5 будет соединен с напорной гидролинией 15 и дебаланс 3 будет перемещаться к валу 1, пока давления в гидролиниях 21 и 15 не сравняются.

В остальном устройство работает так же, как и в случае схемы, изображенной на фиг. 1.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает непрерывное регулирование и контроль положения дебалансов и статического момента их массы относительно оси вращения, их синхронность вращения и фазировку и одновременно позволяет упростить схему устройства. Соединение задающей полости управления гидроаппарата с напорной гидролинией позволяет сократить количество внешних гидролиний.

Оснащение пружиной контрольной полости управления гидроаппарата позволяет обеспечить разницу давлений между напорной и рабочими гидролиниями, а следовательно, и поступление потока жидкости в гидроцилиндры дебалансов. Выполнение гидроцилиндров плунжерными позволяет упростить их конструкцию.

Выполнение гидроаппарата в виде трехлинейного гидрораспределителя позволяет обеспечить непрерывное и точное слежение за положением дебалансов с использованием серийно выпускаемых гидроаппаратов.

В случае гидромоторного привода обеспечивается возможность регулирования давления на входе в гидромоторы, что повышает качество регулирования работы вибровозбудителя и возможность применения гидропривода постоянной мощности.

Число пар валов с регулируемыми дебалансами в вибровозбудителе может быть равно единице или большим целым числом.

Изобретение относится к вибрационной технике, в основном к устройствам для уплотнения грунта, погружения в грунт или извлечения из него свайных элементов. Изобретение обеспечивает улучшение технических характеристик, повышение надежности и упрощение известного центробежного вибровозбудителя с регулируемыми дебалансами. Центробежный вибровозбудитель с регулируемыми дебалансами содержит валы, дебалансы, смонтированные на валах с возможностью радиального перемещения, плунжерные гидроцилиндры, корпусы которых соединены с дебалансами, а плунжеры - с валами, гидроаппараты, выполненные в виде трехлинейных дросселирующих гидрораспределителей с двусторонним гидравлическим управлением с задающими полостями и контрольными полостями, пружину, установленную в контрольной полости одного из гидроаппаратов, регулируемый редукционный клапан, напорную гидролинию, сливную гидролинию, рабочую гидролинию, гидромоторы, при этом вход каждого из гидроаппаратов соединен с напорной и сливной гидролиниями, а выход - с гидроцилиндром соответствующего дебаланса. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Центробежный вибровозбудитель с регулируемыми дебалансами, содержащий валы и смонтированные на них дебалансы с возможностью радиального перемещения, гидроцилиндры, каждый из которых соединен с одним валом и соответствующим дебалансом, гидросистему с напорной, сливной, рабочими и управляющими гидролиниями, отличающийся тем, что он снабжен гидроаппаратами с двухсторонним гидравлическим управлением, вход каждого из которых соединен с напорной и сливной гидролиниями, а выход - с гидроцилиндром соответствующего дебаланса и содержит задающую и контрольную полости управления. 2. Центробежный вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что контрольная полость каждого гидроаппарата соединена с соответствующим гидроцилиндром дебаланса. 3. Центробежный вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что задающая полость гидроаппарата соединена с источником регулируемого стабилизированного давления. 4. Центробежный вибровозбудитель по п.1 или 3, отличающийся тем, что задающая полость соединена с напорной гидролинией. 5. Центробежный вибровозбудитель по любому из пп.1, 3, 4, отличающийся тем, что контрольная полость управления гидроаппарата снабжена пружиной. 6. Центробежный вибровозбудитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что задающая полость гидроаппарата соединена с выходом другого гидроаппарата. 7. Центробежный вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндр дебаланса выполнен плунжерным. 8. Центробежный вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что каждый гидроаппарат выполнен в виде трехлинейного дросселирующего гидрораспределителя. 9. Центробежный вибровозбудитель по п.1 или 3, отличающийся тем, что привод валов выполнен гидромоторным, а контрольная полость гидроаппарата соединена со входом в гидромотор.