Устройство для уплотнения материала Советский патент 1992 года по МПК E01C19/34 

Изобретение относится к машинам для уплотнения грунтов и строительных материалов.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности уплотнения путем снижения вертикальных динамических нагрузок на элементы устройства.

Для этого направляющие элементы рамы выполнены криволинейными в вертикальной плоскости с радиусом кривизны, равным радиусу поворота опорных рычагов относительно приводного вала, а уплотняющий сегмент выполнен с переменной кривизной образующей поверхности, радиус которой минимален в середине уплотняющего сегмента и максимален по его краям и определяется выражением

p r+R l-COs(),

где р - текущий радиус кривизны образующей поверхности уплотняющего сегмента;

г - радиус вписанной в уплотняющий сегмент в его радиальной плоскости полуокружности, центр кривизны которой совмещен с центром кривизны сегмента;

R - радиус кривизны в вертикальной плоскости криволинейных направляющих;

;/; -- текущий угол поворота радиуса кривизны уплотняющего сегмента относительно ею среднего положения, соответствующего минимальной величине радиуса кривизны образующей поверхности сегмента, равного радиусу вписанной в данный сегмент полуокружности.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для уплотнения материала, общий вид; на фиг. 2 - уплотняющий сегмент, вид спереди.

Устройство для уплотнения материала содержит раму 1 и уплотняющий сегмент 2 с образующей поверхностью 3, ось 4 поворота которого установлена с возможностью перемещения на опорных роликах 5 в направляющих элементах 6 рамы 1. Рама 1 обычным образом подвешена на базовой машине, например на стрелке гидравлического экскаватора (не показана), со стороны которой на раму 1 перемещается вертикальная статическая нагрузка Р (фиг.1). Ось 4 соединена шарнирно смонтированными опорными рычагами 7 с приводным валом 8 кривошипа 9, связанного посредством шарнирно закрепленного шатуна 10с краем уплотняющего сегмента 2. Приводной вал 8

обычным образом связан с двигателем 11. например гидромотором.

Направляющие элементы 6 рамы 1 выполнены криволинейными в вертикальной плоскости с радиусом R кривизны, равным радиусу поворота опорных рычагов 7 относительно приводного вала 8. Уплотняющий сегмент 2 выполнен с переменной кривизной образующей поверхности 3, радиус 0 р которой минимален в середине сегмента 2 и максимален по его краям.

Величина переменного радиуса ркривизны образующей поверхности 3 сегмента 2 определяется соотношением

P-r + Rfl-co. (-$).

где р - текущий радиус кривизны образую0 щей поверхности сегмента 2;

г - радиус вписанной в уплотняющий сегмент 2 в его радиальной плоскости (фиг.2) полуокружности 12, центр кривизны СИ которой совмещен с центром кривизны

5 сегмента 2;

R - радиус кривизны в вертикальной плоскости криволинейных направляющих 6 рамы 1;

1/ - текущий угол поворота радиуса р

0 кривизны образующей поверхности уплотняющих сегмента 2 относительно его среднего положения, соответствующего минимальной величине радиуса р, равного радиусу г вписанной в сегмент 2 полуокруж5 ности 12.

Устройство для уплотнения материала работает следующим образом.

Сегмент 2 устанавливают образующей поверхностью 3 на уплотняемый материал,

0 например грунт обратной засыпки в колодце, траншее, пазухе фундамента или другом труднодоступном месте. Включением двигателя 11 обеспечивают вращение приводного вала 8 с кривошипом 9. При этом шатун

5 ю, воздействуя на край уплотняющего сегмента 2, осуществляет циклический знакопеременный поворот последнего относительно оси 4, которая одновременно осуществляет циклическое знакоперемен0 ное движение на опорных роликах 5 в криволинейных направляющих 6. Статическая нагрузка Р, действующая на раму 1 со стороны базовой машины, передается на сегмент 2 через направляющие 6 и опорные

5 ролики 5 оси 4, а также через четырехзвен- ный механизм, составленный кривошипом 9, опорными рычагами 7. шатуном 10 и сегментом 2, обеспечивая постоянное давление на поверхность уплотняемого

материала в области линейного контакта с ним образующей поверхности 3 сегмента 2 во всем диапазоне его кинематических перемещений.

В процессе поворота под воздействием шатуна 10 уплотняющего сегмента 2 относительно его оси 4 центр оси От перемещается по дуге окружности с радиусом R (фиг.2). В нейтральном среднем положении высота оси OiAi над поверхностью уплотняемого материала равна минимальному радиусу р кривизны образующей поверхности 3 сегмента 2 и радиусу вписанной в сегмент 2 полуокружности 12. В произвольно взятый момент поворота сегмента 2 его ось занимает положение 02, высота ОаАа которого над поверхностью уплотняемого материала равна соответствующему радиусу pi кривизны образующей поверхности 3 сегмента 2. За счет этого положение центра поворота О опорных рычагов 7 относительно поверхности уплотняемого материала сохраняется постоянным.

Преимущество изобретения состоит в том, что геометрические формы и кинематические связи устройства для уплотнения материала обеспечивают неизменное положение рамы устройства относительно поверхности уплотняемого материала, что уменьшает динамические нагрузки на устройство, исключает вертикальные колебания базовой машины в процессе уплотнения, существенно повышает надежность и долговечность устройства и качество (равномерность) уплотнения материала.

Формула изобретения Устройство для уплотнения материала, содержащее раму и уплотняющий сегмент, ось поворота которого установлена в направляющих рамы с возможностью перемещения на опорных роликах и соединена посредством шарнирно смонтированных опорных рычагов с приводным валом кривошипа, который связан посредством шарнирно закрепленного шатуна с краем уплотняющего сегмента, отличающее- с я тем, что с целью повышения надежности и эффективности уплотнения путем снижения вертикальных динамических нагрузок на элементы устройства, направляющие элементы рамы выполнены криволинейными в вертикальной плоскости с радиусом кривизны, равным радиусу поворота опорных рычагов относительно приводного вала, а уплотняющий сегмент выполнен с переменной кривизной образующей поверхности, радиус которой минимален в середине уплотняющего сегмента и максимален по

его краям и определяется по формуле

cos

/JЈL ( R

)

гдер- текущий радиус кривизны образующей поверхности уплотняющего сегмента;

г - радиус вписанной в уплотняющий сегмент в его радиальной плоскости полуокружности. центр кривизны которой совмещен с центром кривизны сегмента;

R - радиус кривизны в вертикальной плоскости криволинейных направляющих рамы;

гр - текущий угол поворота радиуса кривизны уплотняющего сегмента относительно его среднего положения, соответствующего минимальной величине радиуса кривизны образующей поверхности сегмента, равного радиусу вписанной в данный сегмент полуокружности.

А,

Изобретение относится к машинам для уплотнения грунтов и строительных материалов. Цель - повышение надежности и эффективности путем снижения вертикальных динамических нагрузок на элементы устройства - достигается выполнением напр1вля- ющих 6 рамы 1 криволинейными в вертикальной плоскости с радиусом кривизны R, равным радиусу поворота опорных рычагов 7, которыми ось 4 соединена с приводным валом 8 кривошипно-шатунного привода поворота сегмента 2. Уплотняющий сегмент 2 выполнен с переменной кривизной образующей поверхности 3, радиус которойр минимален в середине сегмента 2 и максимален по его краям. Образующая поверхность 3 сегмента 2 выполнена с переменным радиусом р кривизны, определяемым по формуле р г + - cos(r/R), где р - текущий радиус кривизны образующей поверхности 3 сегмента 2; г - радиус вписанной в сегмент 2 в его радиальной плоскости полуокружности, центр кривизны От, которой совмещен с центром кривизны сегмента 2, R - радиус кривизны в вертикальной плоскости криволинейных направляющих 6 рамы текущий угол поворот а радиусар кривизны сегмента 2 относительно его среднего положения, соответствующего минимальной величины радиуса р. равного радиусу г вписанной в сегмент 2 полуокружности. 2 ил. С ы ю

Фие.2.