Трамбующее устройство Советский патент 1986 года по МПК E01C19/34 

Изобретение относится к строительным машинам и предназначено для уплотнения грунта с различными физико-механическими свойствами.

Цель изобретения - повышение производительности устройства путем увеличения энергии удара и исключения динамических нагрузок на базовую машину.

На фиг. 1 изображено устройство, обш.ий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Трамбующее устройство состоит из корпуса 1, в котором имеется полость 2 рабочего хода, заполненная сжатым воздухом. 13 полости 2 рабочего хода расположен ударник 3, который установлен на четырех опорных роликах (не показаны) и входит в контакт с поджимаюш.им роликом 4. В ударнике 3 установлен гидроцилиндр 5, шток которого закреплен на крышке корпуса 1. Штоковая полость 6 гидроцилиндра 5 (фиг. 2) образует полость обратного хода. В штоке гидроцилиндра 5 выполнен канал 7 и окна 8. В поршневой части гидроцилиндра 5 выполнен канал 9, связывающий штоковую полость 6 с каналом 7. В канале 9 установлен обратный клапан 10. Нижняя часть ударника 3 выполняет роль поршня пневмоцилиндра 11, который образован в трамбующем башмаке 12. Полость пневмоцилнндра 11 ограничена крышкой 13 и связана с атмосферой посредством канала 14, трубопровода 15 и блока управления, состоящего из подпи- точного клапана 16, предохранительного клапана 17, пневмоцилиндра 18, установленного на рычаге 19, трехходового крана 20, клапана 21, обратного клапана 22 и дросселя 23. Пневмоцилиндр 18 сообщен с пнев- мосистемой базовой машины (не показана) посредством трехходового крана 20. Шток пневмоцилиндра 18 входит в контакт с клапаном 21, верхняя полость которого сообщена с атмосферой посредством обратного клапана 22 и дросселя 23, а нижняя полость соединена трубопроводом 15 с бесштоковой полостью пневмоцилиндра 11. Корпус 1 соединен с трамбующей плитой 24 подвижно посредством стоек 25. На корпусе 1 устройства установлены две вертикальные на- правляюшие 26, на которых смонтированы ползуны 27. С ползунами 27 шарнирно связан рычаг 19, выполненный в виде вилки и своим вторым концом посредством оси 28 шарнирно соединен с рукоятью базовой ма- .щины (не показана). Кроме того, рычаг 19 имеет опорную планку 29 для ограничения перемеп1,ения рычага 19 вниз.

Устройство работает следующим образом. Рыч;1г 19 устанавливают на направляющих (i и v-pe,uiee положение. По мере опускания корпуса 1 рычаг 19 опускается посредством рукояти базовой маидины. При подаче ()чей жидкости в устройство она поступает по каналу 7 в штоке гидроцилиндра 5 и через канал 9 и обратный клапан 10 в полость 6 обратного хода. Происходит переме

5

0

5

0

5

0

5

щение штока относительно корпуса гидроцилиндра 5 и окна 8. Окна 8 соединяются с полостью 6 обратного хода и начинается взвод ударника 3. Ударник 3, перемещаясь вверх в бесштоковой полости пневмоцилиндра 11, создает в ней разрежение. Подсос воздуха через подпиточный клапан 16 исключает подъем трамбующего башмака за счет вакуума, создаваемого в бесштоковой полости пневмоцилиндра 11. При дальнейшем перемещении ударник 3 своей поршневой частью упирается в крышку 13 и поднимает трамбующий бащ.мак 12. Перемещение трамбующего бащмака 12 совместно с ударником 3 продолжается до тех пор, пока не произойдет переключение гидросистемы и канал 7 не соединится со сливной магистралью (механизм переключения не показан). За счет давления воздуха в полости рабочего хода 2 ударник 3 начинает быстро перемещаться вниз. Одновременно корпус 1 перемещается вверх. Это происходит за счет усилия отдачи, являющейся реакцией усилия разгона ударника 3. Перемещение корпуса 1 происходит до тех пор, пока ускорение ударника 3 не упадет до определенной величины, т. е. пока ударник 3 не наберет определенную скорость, при котором инерционная .масса корпуса превышает усилие отдачи. Инерционная масса включает в себя массу корпуса 1 с жестко закрепленными на нем деталями и массу ударника 3. Следовательно, че.м меньще масса ударникг 3, тем за меньший промежуток времени он наберет необходимую скорость, а путь, совершаемый инерционной массой, меньше, чем путь тяжелого ударника. При перемещении корпуса I вверх рычаг 19 остается на месте, а корпус 1 перемещается своими направляющими 26 в ползунах 27. Трамбующая плита 24 постоянно остается на грунте, а корпус 1 перемещается относительно плиты 24 на стойках 25. Движение ударника 3 вниз происходит под действием сжатого воздуха в полости 2, т. е. ускорение его значительно больше ускорения свободного падения, под действием которого происходит перемещение вниз башмака 12, а следовательно, ударник 3 движется с большей скоростью, чем башмак 12.

Таким образом, ударник 3 догоняет трамбующий башмак 12 до удара по грунту, причем разность скоростей тем больпле, чем больше давление воздуха в полости 2 и меньше масса ударника 3.

При энергии соударения баньмака 12 с грунтом с энергией свыше 5---10 Дж/см в зависимости от степени уплотнения г рунта происходит его вспучивание, поэтому необходимо производить предварительное уплотнение грунта. Для выполнения этого условия в трамбующем устройстве предус.матривает- ся два режима работы. При первом режиме работы производится предварительное уплотнение грунта, что обеспечивается при закрытом клапане 21. При перемещении ударника 3 в бесштоковой полости пневмоци- линдра 11 воздух, находящийся первоначально при давлении, близком к атмосферному, сжимается до величины, при которой скорость башмака 12 достигает скорости ударника 3. При движении вниз ударник 3 разгоняет трамбующий бащмак 12, сжимая воздух в бесщтоковой полости пневмоци- линдра И. После соударения трамбующего бащмака 12 с грунтом и трамбующей плитой 24 ударник 3 под действием сжатого воздуха в полости рабочего хода 2, перемещаясь в пневмоцилиндре 11, сжимает воздух, который стравливается через предохранительный клапан 17. Клапан 17 отрегулирован на давление, обеспечивающее даль- иейщее перемещение ударника 3 без отрыва корпуса I от упоров стоек 25. Энергия соударения трамбующего башмака 12 с грунтом при этом режиме не намного больше половины полной энергии соударения, которая была бы получена при использовании полного хода ударника. Таким образом, часть хода ударника 3 не используется, что понижает КПД устройства, однако, учитывая, что предварительное уплотнение не превышает 1 мин на одной позиции, то этими потерями можно пренебречь.

После предварительного уплотнения грунта производится уплотнение при полной энергии соударения, развиваемой устройством. При этом режиме открывается трехходовой кран 20, находящийся в кабине экскаватора, и в бесштоковую полость пневмо- цилиндра 18 подается сжатый воздух из пневмосистемы базовой машины, при этом отжимается клапан 21 и бесштоковая полость пневмоцилиндра 1 1 сообщается посред ством обратного клапана 22 и дросселя 23 с атмосферой.

При этом режиме ударник 3, догоняя трамбующий башмак, сжимает воздух в бесщтоковой полости пневмоцилиндра 11 и разгоняет трамбующий башмак 12. Одновременно сжатый воздух из бесштоковой полости пневмоцилиндра 1 1 выжимается и через канал 14, трубопровод 15, клапан 22 и дроссель 23 стравливается в атмосферу. Дроссель 23 регулируется таким образом, чтобы обеспечить мягкую стыковку ударника 3 С трамбующим башмаком 12 до соударения его с грунтом для обеспечения более полной передачи энергии ударника 3 трамбующему башмаку 12. В конце рабочего хода ударника 3 происходит плавное перекрытие окон 8, через которые происходит истечение жидкости из полости 6 обратного хода, вследствие чего ударник 3 плавно останавливается, а трамбующий бащмак 12, продолжая свое перемещение, соударяется с уплотняемым грунтом и трамбующей плитой 24. Корпус 1 в это время может находиться в любом положении - это практически не влияет на энергию соударения башмака 12 с грунтом.

При опускании корпуса 1 под собственным весом по ползунам 27 и стойкам 26 корпус 1 наносит удар по упорам стоек 26

0 и энергия соударения передается на трамбующую плиту 24.

Шум (звук от соударения) трамбующего бащмака 12 о трамбующую плиту 24 незначителен, так как площадь трамбующего башмака 12 значительно больще площади

трамбующей плиты 24, а следовательно, и энергия, воспринимаемая трамбующей плитой 25, незначительна. Энергию, воспринимаемую трамбующей плитой 24, уменьшает также удар инерционной массы по трамбую0 щей плите 24, под действием которой она погружается в грунт.

Статическое усилие инерционной массы уменьшает энергию, воспринимаемую трамбующей плитой 24, а следовательно, также будет способствовать уменьшению шума

5 (звука соударения).

Устройство позволяет полностью использовать ход ударника, что увеличит производительность, а исключение передачи динамических нагрузок и уменьшение амплитуды колебаний корпуса позволяет увеличить

0 усилие разгона ударника, что также увеличивает производительность.

Формула изобретения

Трамбующее устройство, содержащее корпус с размещенным в нем ударником, рычаг подвески к базовой машине, блок управления, трамбующий башмак и расположенную по его периметру трамбующую плиту, подвижно связанную с корпусом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства, нижняя часть ударника выполнена в виде поршня пневмоцилиндра, образованного в трамбующем башмаке, бесштоковая полость которого

через блок управления сообщена с атмосферой, причем трамбующий бащмак имеет упоры для контактирования с трамбующей плитой, а на корпусе установлены вертикальные направляющие, с которыми шар- нирно с возможностью вертикального перемещения связан рычаг подвески к базовой машине.

7

Ю

(риг.2

Изобретение позволяет повысить производительность устройства путем увеличения энергии удара и исключения динамических нагрузок на базовую машину. Это достигается за счет передачи энергии ударника 3 трамбующему башмаку 12 посредством воздушной подушки и за счет подвижного соединения корпуса 1 с трамбующей плитой 24 и с базовой машиной. Воздушная подушка образуется в пневмоцилиндре 11, поршнем которого является нижняя часть ударника. Корпус 1 подвижно соединен с трамбующей плитой посредством стоек 25 и с рычагом 19 по направляющим 26, что позволяет корпусу 1 перемещаться от усилия отдачи относительно трамбующей плиты и рычага 19, зафиксированного на рукояти экскаватора. Рабочее движение ударника под действием сжатого воздуха имеет два режима в зависимости от того, закрыт или открыт клапан 21: режим предварительного уплотнения грунта и режим уплотнения полной энергией. 2 ил. S (Л 20 IS /3 21 27 26 I / N3 О5 фиг.