Устройство для погружения свай Советский патент 1990 года по МПК E02D7/18 

24

со

00

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в строительстве при погружении свай или проходке скважины под набивные сваи. Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства. Устройство состоит из корпуса и двухвального дебалансного вибровозбудителя, содержащего два блока с неподвижными дебалансами 2 и два блока с подвижными дебалансами 3. Вибровозбудитель и приводной двигатель закреплены на основании, посаженном на направляющие стержни, на которых установлены пружины, жесткость которых регулируется ограничителями 8 и механизмом их фиксации. Средство управления подвижными дебалансами выполнено в виде пары гидроцилиндров 12. Дебалансные валы выполнены составными из частей 13 и 14, соединенными между собой при помощи муфт 15, причем каждый подвижный 18 и неподвижный 16 дебаланс закреплен на соответствующей части дебалансного вала и заключен в кожух. При этом ограничители 8 свободно посажены на направляющие стержни и выполнены с расположенными по высоте упорами и взаимодействующими с ними рычажными фиксаторами, размещенными в верхней части направляющих стержней и поджатыми регулируемой через вкладыш пружиной с натяжной заглушкой. Пуск устройства происходит в уравновешенном состоянии. При перемещении подвижных дебалансов вдоль валов происходит изменение суммарного статического момента инерции дебалансов, возникают вынуждающая сила и вынуждающая пара, образующие динамический винт. При достижении заданного значения вынуждающей силы срабатывают механизм фиксации упругих элементов, снимается их натяг и устройство из вибрационного режима переходит в виброударный. 5 ил.

Фиг. 3

Изобретение относ 1тся к вибрационной технике и может быть использовано в строительстве при погружении свай или проходке скважин под набивные сваи.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройс-тва.

На фиг. 1 показано устройсгво, общий вид; на фиг. 2 --- то же, вид сверху (без приводного двигателя); на фиг. 3 - вибровозбудитель с неподвижнЕйм и подвижным дебалансами; на фиг. 4 - механизм фиксации пружин вибровозбудителя; на фиг. 5 - гидроцилиндры управления подвижными дебалансами.

Устройство для погружения свай содержит корпус 1, дебалансный управляемый вибровозбудитель, состоящий из двух блоков с неподвижными дебалансами 2 и двух блоков с подвижными дебалансами 3, за;феп- ленных на основании 4, к icoTOpOMy крепится приводной двигатель 5. На корпусе i закреплены направляющие стержни б, которые проходят через соответствующие отверстия в основании 4 и на которых установлены регулируемые пружины 7, ограничители 8 и механизм фиксации упоров. Корпус i крепится на свае с помощью захвата 9 и через наковальню 0 взаимодействует с бойком 11 основания 4. К последнему крепится пара последовательно соединенных гидроцилиндров 12 управления подвижными дебалансами вибровозбудителя Дебалансные ва.лы выполнены составными из отдельных частей 13 и 14 валов, связанных между собой при помощи муфт 15. Каждый неподвижный дебаланс 16 в блоке 2 заключен в кожух, установленный в подшипниках 7 на части 13 дебаланс- ного вала. Подвижный дебаланс 18 в блоке 3 заключен в кожух, установленный в подшипниках 19 части 14 дебалансного вала с винтовыми канавками 20, с которыми взаимодействуют шаровые шпонкя 21, связывающие с валом 14 подвижный дебаланс 18, взаимодействующий с внутренними кольцами под- щипников 22, установленных в вилку 23, связанную со штоком 24, одного из гидроцилиндров 12. Для привода валов от двигателя на валу 13 укрепляются; шкивы.

В верхней части направляющ.его стержня б имеется продольное отверстие, в котором на оси 25 закреплены рычажные фиксаторы 26, взаимодействуюш.ие через вкладыш 27 с регулируемой пружиной 28, жесткость которой регулируется посредством заглушки 29. При этом ограничители 8 свободно посажены на стер.жни 6 и выполнены с расположенными по высоте упооами. Устройство для погружения свай работает следующим образом.

Корпус 1 с помощью захвата 9 укрепляется на свае. Посредством гидроцилиндров 12 подвижные дебалансы 8 уствиав- ливаются в диаметрально противоположное положение неподвижным дебалансом 16, чем обеспечивается статическое уравно

вешиз 1;:не вибровозбудителя, так как статические моменты массы подвижных и неподвижных дебалансов одинаковы. Прул1инам 7 сообщается необходимый натяг, чем обеспечивается плотный контакт между основанием 4 и корпусом 1. Заглушкой 29 устанавливается необходимое сжатие регулируемой пружины 28, чем задается величина усилия срабатывания фиксаторов 26 и освобождения пружины 7.

Устройство подготовлено к работе. Производится включение двигателя 5. Дебалансные валы двух пар вибровозбудителей вращаются в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью (, чем достигается гашение горизонтальных составляющих сил инерции неподвижных дебалансов, установленных симметрично на основании 4, а горизонтальные составляющие подвижных дебалансов, смещенных в противоположные стороны от неподвижных, каждый раз образуют пару сил с моментом, изменяющимся ,по периодическол у закону. Вращательные колебания вокруг продольной оси сваи позволяют обеспечить ее более точные установку и центрирование. С помощью гидроцилиндров 12, объединенных в одну систему и обеспечивающих синхронную работу двух блоков 3., производится перемещение вилки 23 вдоль вала 14.

В результате взаимодействия шаровых шпонок 21 с винтовыми канавками 20 подвижный дебаланс 18 при продольном перемещении вдоль вала 14 поворачивается относительно последнего. Растут статическая и динамическая неуравновешенности. На сваю передаются винтовые колебания. По мере заглубления сваи возрастает сопротивление грунта. Для его преодоления производится дальнейшее увеличение суммарного статического момента дебалансов путем перемещения и поворота подвижных дебалаи- сов 18.

При определенном значении статического момента дебалансов (амплитуды вертикальной составляющей силы инерции) происходит срабатывание фиксаторов 26, и ограничители 8 на направляющих стержнях 6 перемещаются вверх ло стержням. При этом

фиксаторы взаимодействуют с нижними упорами ограничителей, снимая предварительный натяг пружин 7. После этого устройство начинает работать в режиме вибромолота. Основание 4 перемещается по направляющим стержням вверх - вниз к бойком

П ударяет по наковальне станины 10, чем достигается повышение передачи энергии от вибровозбудителя к свае. При этом увеличивается эффективность работы устройства. Перед выключением двигателя вибровозбудй- тель переводится в статически уравновешенное состояние. . .

Изобретение обеспечивает повыщение эффективности работы за счет возможности управления структурой вибрационного поля

на ходу, что достигается перемещением и поворотом подвижных дебалансов относительно неподвижных и изменением статического момента и центробежного момента инерции массы дебалаисов. Кроме того, по- вышение эффективности обеспечивается переходом из режима вибрационного в режим виброударный за счет расширения диапазона регулирования величины натяга пружин и усилия срабатывания фиксаторов подвижных упоров. При этом прнме«ение управ- ляемого вибровозбудителя позволяет производить пуск в статически уравновешенном состоянии, что приводит к снижению мощности приводного двигателя, чем также обеспечивается повышение эффективности уст- ройства.

Конструкция устройства и расположение подвижных и неподвижных дебалансов обеспечивают согласование величины вертикальной составляющей вынуждающей силы и величины момента пары, лежащей в горизон- тальной плоскости, чем достигается наибольшая эффективность при погружении. Так, максимальное значение вертикальной вынуждающей силы соответствует нулевому значению вращающего момента пары. Это об- стоятельство положительно сказывается на процессе погружения свай, особенно прямоугольного сечения. Крутильные колебания сваи вокруг продольной оси снижают трение на боковых поверхностях. Наибольшее снижение трения происходит в моменты про- хождения сваи через срединное положение, при котором вращающий момент пары, лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси сваи, обращается в нуль.

Устройство может переключаться из режима вибропогружения в режим виброударного погружения, но такое переключение не является обязательным. В тех случаях, когда свойства грунтов и геометрия свай позволяют производить только вибропогружение, усилие срабатывания фиксаторов выбирается больщим, чем максимальное усилие пружин при полном значении статического момента дебалансов, и заданный натяг пружин не снимается во все время работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для погружения свай, включающее корпус, связанное с ним посредством направляющих стержней с подпружиненными ограничителями основание, закрепленный на нем двухвальный вибровозбудитель с неподвижными и подвижными дебаланса- ми, средство для управления последними, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности работы, дебалансные валы выполнены составными из частей, связанных между собой при помощи муфт, причем каждый подвижный и неподвижный де- баланс закреплен на соответствующей части вала и заключен в кожух, а средство для управления подвижными дебалансами выполнено в виде пары последовательно соединенных гидроцилиндров, при этом ограничители свободно посажены на направляющие стержни и выполнены с расположенными по высоте упорами и взаимодействующими с ними рычажными фиксаторами, размещенными в верхней части направляющих стержней и поджатыми регулируемой через вкладыш пружиной с натяжной заГЛУЩКОЙ.

&i/2./

6 X

Фив. 2

11

сриг,