Устройство для уплотнения грунтов Советский патент 1983 года по МПК E02D3/46 

Изобретение относится к технике для уплотнения грунтов слоями значительной толщины и может быть использовано для производства работ в стесненных условиях строительных площадок - при обратных засыпках, в траншеях, пазухах сооружений, при рассредоточенных небольших объемах работ.

Известно устройство для уплотнения грунтов и бетонов в виде диска, смонтированного на ступице приводного вала под углом к его оси ij .

Указанные устройства работают по принципу сверху вниз и малоэффективны при уплотнении грунтов слоями толщиной более 0,4 м.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для уплотнения грунтов, включакяцее приводной вертикальный вал, жестко соединенный со ступицей, наклонный к оси вертикального вала шпиндель с установленным на его нижней части посредствен подшипников и обгонной муфты лопастным конусообразным рабочим органом Н .

Однако известное устройство имеет низкую зффективность из-за невозможности регулирования угла наклона

рабочего органа. Поскольку шпиндель наклонен к оси вертикального вала под неизменным углом, то в процессе забуривания лопасти неоднократно ворошат грунт, что приводит к ненужному его рыхлению и перелопачиванию.Кроме foro, боковые силы уводят рабочий орган в сторону. В конечном счете снижается производительность,

10 повьЕдается энергоемкость. В рроцессе уплотнения известное устройство малоэффективно из-за неприспособленности, неуниверсальности по отнсяиению к различньм грунтам, поскольку не

15 позволяет изменять угол качания (прецессий) рабочего органа. Вместе с тем известно, что эффективность уплотнения грунтов, обладающих самыми раз нообразными физико-механическими

20 свойствами, существенно зависит от угла качания рабочего органа.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства.

Указанная цель достигается тем,

25 «то устройство для уплотнения грунтов, включаняЦее ,приводной вертикальный вал, жестко соединенный со ступицей, наклонный к оси вертикального Всша шпиндель с установленным на его

30 нижней части посредстве подшипников

И обгонной муфты лопастным конусообразным рабочим органом, снабжено механизмом дистанционного регулирования углгд. наклона рабочего органа, выполненным в виде жестко соединенного со шпинделем подвижного сектора .с зубом, соединенного посредством дугообразных направляющих со ступицей, которая выполнена с охватывающей подвижный сектор дугообраз уой выемкой, и установленного коаксиально вертикальному валу поворотного штока со спиралеобразным поводком, в котором размещен зуб подвижного сектора.

Подвижный сектор выполнен по дуге, центр которой расположен на вершине рабочего органа, а ось зуба установлена эксцентрично относительно оси шпинделя.

На фиг. 1 изображено устройство (в режиме забуривания) , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1/ на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2, на фиг. 4 - вид В (вырыв)на фиг. 1/ на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1, на фиг. б - устройство (в режиме уплотнения грунта) , общий .вид.

Устройство включает приводной вертикальный вал 1, жестко соединенный со ступицей 2, наклонный к оси вертикального вала шпиндель 3 с установленным на его нижней части посредством по,цмипников 4 и обгонной муфты 5 лопастным конусообразным рабочим органом 6, Устройство снабжено механизмом дистанционного регулирования угла наклона рабочего органа, вы1- ол15енным в виде жестко соединенного со шпинделем 3 подвижного сектора 7 G зубом 8, сопряженного посредством дугообразных направляющих 9 со ступицей 2 (, которая выполнена с охватыва-ющей подвижный сектор ответной дугообразной выемкой,и установленного коаксиально вертикальному валу поворотного ытока 10 с поводком 11, в спиралеобразном пазу 12 последнего размещен зуб 8 подвижного сектора,. Поворотный шток 10 смонтирован с возможностью свободного поворота относительно вертикального вала посре,цст вом подшипников 13. Подвижный сектор 7 выполнен по дуге окружности, центр которой расположен на веЕшиие рабочего органа (точка О), а ось зуба 8 установлена эксцентрично, т.е. смещена относительно оси шпинделя 3 на некоторый угол (X/, соответственно начало спирального паза 12 поводка 11 (точка а на фиг, 5) смещено относительно оси шпинделя (точка Ь) на неKOTopS ra величину аЬ.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устанавливают угол наклона шпинделя равным

нулю путем поворота штока 10 вручную или отдельным механизмом (не показано)- до упора (точка а на фиг. 5 При этом рабочий орган занимает положение, показанное на фиг. 1, т.е. оси шпинделя и вертикального вала совпадают. При вращении вертикального вала 1 в направлении, обеспечивающем заклинивание обгонной муфты 5, рабочий орган вращается вместе со шпинделем 3 (по часовой стрелке, если смотреть сверху) и при некотором усилии вертикальной подачи благодаря лопастям забуривается в насыпной грунт на необходимую глубину. После достижения заданной отметки по глубине шток 10 поворачивает на определенный угол в зависимости от физико-механических свойств грунта. При повороте штока 10 и жестко связанного с ним поводка 11, благодаря наличию в последнем спирального паза 12, зуб 8 перемещается в вертикальной плоскости на угол, величина которого однозначно определяется углом поворота штока. Вместе с зубом 8 по дугообразным направляющим 9 поворачивается в вертикальной плоскости подвижный сектор 7 и, следовательно, рабочий орган 6 (фиг. 6). Одновременно изменяют направление вращения вертикального вала 1, при этом происходит растормаживание обгонной муфты 5 и рабочий орган совешает прецессярующее движение. При однозременном приложении на рабочий орган вертикальной нагрузки и прецессирующего движения происходит периодическое накатывание лопастей на грунт, пр(сыпающийся небольшими . порцкями в ме слопастное пространств Послойно,- порциями уплотняя по,ц собой грунт, рабочий орган постепенно выходит на поверкность, оставляя под собой столб уплотненного грунта :гру;:тоэую сваю).

С.мегдение оси зуба 8 относительно оси игпиндрл: 3 на некоторый угол ot .позволяет избежать мертвой зоны при установке углов наклона ff, равных или близких нулю. Так, если зуб 8 наход.ится з по.ло) а (фиг. 5 и 1), то угоп наклона у О/ если зуб 8 переместить поводком 11 в положение с, то Y У)7|ах 20-25 град.

Иадежнан фиксация зуба 8 и, следовательно, рабочего органа б при любом угле наклона обеспечивается правильным выбором геометрических napaj.ieTpOB спирального паза и, в частности углом трения.

При использовании предлагаемого устройства благодаря тому, что при забуривании ось шпинделя совпадает с осью вертикального вала, уменьшается разрыкляемость грунта, снижается энергоемкост.ь. Исключается увод рабочего органа в сторону, снижаетс уровень динс1мических нагрузок на привод и на устройство в целом. Воз можно быстрое,в течение нескольких се кунд, пере налаживание рабочего органа при переходе от забуриванияк уплотнению и наоборот, а также при переходе с одного вида грунта на другой, т.е повышаются производительность, универсальность. Предлагаемое устройство способно эффек ивно уплотнять грунты слоями значительной толщины с одинаковой степенью уплотнения, при этом отпаг дает потребность в полосной отсыпке т.е. в бульдозере-планировщике. Устройство целесообразно применять для глубинного уплотнения грунтов в особо стесненйых условиях, когда не допУскаются динамические нагрузки на строительные конструкции и различные подземные коммуникации(трубопроводы кабели и т.п.) Формула изобретения 1. Устройство для уплотнения грунтов, включающее приводной вертикальный вал, жестко соединенный со ступицей, наклонньай к оси вертикального вала шпиндель с установленньм

10

/J

S на его нижней части посредством подшипников и обгонной муфты лопастным конусообразным рабочим органом, о тл и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повцпения эффективности работы, оно снабжено механизмом дистанционного регулирования угла наклона рабочего органа выполненным в виде жестко соединенного со .шпинделем подвижного сектора с зубом, соединенного посредстром дугообразных направляющих со ступицей, которая выполнена с охватывающей подвижный сектор дугообразной выемкой, и установленного коаксиально вертикальноглу валу поворотного штока со спиралевидным поводком, в которсм размещен зуб подвижного сектора. 2. Устройство по п. 1; о т л и ч аю щ е е с я тем, что.подвижный сектор выполнен в дуге, центр которой расположен на вершине, рабочего органа, а ось зуба установлена эксцентрично относительно оси шпинделя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СЫА № 2917979, кл. 94-45, опублик. 1969. 2.Рабочий орган для уплотнения насыпных грунтов слоями значительной толщины. Информационный листок, № 574-80. Саратовский ЦПТИ, 1980.