Вибрационная машина Советский патент 1979 года по МПК E02D7/18 

Изобретение касается вибрационных машин, например вибропогружателей свай - оболочек, имеющих изменяемые параметры статического момента дебалансов.

Известен вибропогружатель, в котором выдвижение дебаланса до ма,ксимальной величины производится в начальный период работы машины, а обратное прижатие его к валу производится после остановки грузового вала с помощью гидропривода. Это облегчает запуск вибропогружателя при минимальном эксцентриситете массы дебаланса с последующим увеличением его до предельного. Однако подобная конструкция не обеспечивает возможности регулирования и фиксации промежуточного положения дебаланса ;и осуществЛения в ходе работы плавного изменения статического момента на требуемую величину 1 .

Известна вибрационная машина, являющаяся наиболее близкой по технической сущности к изобретению содержащая корпус, привод, валы с дебалансами, каждый из которых выполнен составным из двух частей, причем одна из частей дебаланса жестко закреплена на валу и снабжена силовь1М

цилиндром, а другая соединена со штоком силового цилиндра 2. В такой машине использован метод синхронного поступательного движения дебалансов и командных гидроцилийдров за счет механической связи штоков гидроцилиндров и резьбовых валов дебалансов через зубчатые рейки и шестерни. Механическая связь дебалансов вибропогружателя сложна по конструкции и многозвенна, так как включает длинномерные полые валы и зубчатые рейки, винтовые валы, многочисленные подшипниковые опоры,

5 направляющие.

Ввиду большого количества зазоров при выдвижении или втягивании дебалаисов в конструкции возникают перекосы, приводящие к заеданию отдельных сочленений, возникновению внутренних Напряжений в узлах и снижению КПД машины. Кроме того, движение дебалансов происходит в целом синхронно, однако в процессе изменения эксцентриситета из-за перекосов они движутся с постоянно наблюдаемым взаимным перемещением, что приводит к появлению в вибропогружателе нежелательных крутильных колебаний. Предлагаемая вибрационная машина является конструктивно более простой В ней отсутствуют сложные механические узлы и передачи, требуюсцие высокого класса точности в изготовлении сборке и регулировке. ЦеЛь изобретения - повьниение точности регулирования эксцентриситета масс дебалансов в процессе работы. Это достигается тем, что вибрационная машина, преимущественно для погружения свай-оболочек, содержащая корпус,,привод, валы с дебалансами, каждый из которых выполнен составным из двух частей, причем одна из частей дебаланса жестко закреплена на валу и снабжена силовым цилиндром, а другая - соединена со штоком силового цилиндра, снабжена основным и вспомогательным насосами, а также многосекционным гидроцилиндрсм и гидрозамками, причем каждая секция многосекционного гидроцилиндра через гидрозамок соединена с. полостью силового цилиндра соответст вующего дебаланса и с основным насосом, а поршневые полости гидрозамков подсоединены к вспомогательному насосу, причем шток многосекционного гидроцилиндраможет быть кинематически связан с основным насосом посредством реверсивного распределителя; кроме того, вибрационная машина может быть снабжена указателем эксцентриситета масс дебалансов, взаимодействующим с концом штока многосекционного гидроцилинДра, На фиг.1 показана вибрационная машина, вид спереди; на фиг.2 то же, вид в плане; на фиг.З принципиальная схема гидропривода машины; на фиг.4 - принципиальная С}сема работы одного виброблока; на фиг.З - узел подвода жидкости к гидроцилиндрам каждого из виброблоков; на, фиг.6 - дебаланс с изменяемым эксцентриситетом массы, на фиг.7 .то же, вид в плане; на фиг.8 - то же вид сбоку; на фиг.9 - то же, разрез А-А на фиг.6. Вибрационная машина включает кор пус 1 с наголовником 2, виброблоки .электродвигатели 4, которые через шестерни 5 вращают валы 6 с закрепленными на них дебалансами 7. Дебалансы состоят из частей, жестко закрепленных на валах и подвижных час тях, способных перемещаться относительно закрепленных частей в направ лении, перпендикулярном осям валов, изменяя тем самым эксцентриситет ма сы дебаланса. Выдвижение и втягиван подвижных маховых масс дебалансов осуществляется с помощью гидроприво да, состоящего из насосных установ 8, блока 9 гидроаппаратуры, синхронизатора 10, трубопроводов 11 и уплотнительных узлов 12, через, которы масло подводится к каналам в грузовых-валах и далее к полостям гидроцилиндров дебалансов. Система гидропривода работает следующим образом. Для втягив.ания дебалансов насос 13 получает вращение от электродвигателей 14 и нагнетает рабочую жидкость к синхронизатору 10. Синхронизатор представляет собой порционер поступательного действия, выполненный в виде многосекционного гидроцилиндра, состоящего из корпуса 15 с внутренними перегородками, и штока 16, на котором закреплены поршни 17 одинакового диаметра. Взаимное расположение поршней фиксируется с помощью промежуточных втулок 18 и натяжного узла 19. Рабочая жидкость поступает в левые полости секций порционера и приводит в движение шток с поршнями. Масло от правых полостей порционера вытесняется равными по объему порциями через шарики 20 обратных клапанов 21 в гидроцилиндры 22 дебалансов 7. Для выдвижения дебалансов насос 13 отключается и включается электродвигатель 23 вспомогательного насоса 24. Давление, создаваемое насосом, открывает с помощью поршеньков 25 и 26 клапаны гидрозамков 27 и 28. Под действием центробежных сил дебалансы начинают выдвигаться и масло из полостей гидроцилиндров выталкивается обратно в порционер, заставляя его шток с поршнями втягиваться внутрь цилиндра. Замкнутость участков гидросистемы между дебалансамн и порционером и равенство объемов рабочей жидкости, поступающей в полости порционера, обеспечивают синхронность происходящего процесса. Ограничение скорости обратного хода и регулирование ее в требуемых пределах при выдвижении дебалансов производится с помощью дросселя 29 (например, дросселя с регулятором). Для ликвидации накапливаемого в результате внутренних утечек и перетечек масла, рассогласования во взаимном положении дебалансов предусмотрена автоматическая система компенсации положения, которая также получает питание от насоса 13 и управляется золотником 30. После окончания каждого цикла работы с помощью штока порционера производится реверсирование золотника 30 Масло через обратные клапаны 31 подается к гидроцилйндрам 22, выравнивая положение их штоков. Гидросистема снабжена также баком 32 для рабочей жидкости, обратным клапаном 33, перепускным дросселем 34, предохранительными клапанами 35 и манометром 36. Для контроля положения дебалансов и скорости их перемещения, а также для обеспечения возможности

5

регулирования статического момента дебалансов в автоматическом режиме к штоку порционера присоединен датчик 37. С помощью конечных включателей 38, связанных с цепью управления электродвигателей насосных установок, ограничивают предельные положения дебалансов.

Каждый из виброблоков 3 вибровозбудителя вибропогружателя содержит два синхронно вращающихся вала 6, на которых закреплены дебалансы 7 с подвижными частями. С помощью гидроцилиндров 22 они могут перемещаться относительно жестко закрепленных на валах частей перпендикулярно осям валов. Тем самым достигается изменение эксцентриситета неуравновешенных масс и осуществляется регулирование статического момента дебалансов и вынуждающей силы Гидравлические замки 27 одностороннего действия служат для запирания рабочих полостей гидроцилиндров во избежание самопроизвольного движени дебалансов при утечках во внешней части гидросистемы.

Гидрозамок состоит из обратного клапана 21, корпус 39 которого соединен с торцовой частью вала б, гидроцилиндра 40 и крышки 41, закрепленной на корпусе виброблока. Уплотнительный узел 12 изолирует дебалан ную полость виброблока от гидрозамка как при вращении грузового вала, так и при его неподвижном состоянии Для уменьшения эксцентриситета масс рабочая жидкость от насоса подается к магистралям Б (штуцер 42), протекает через каналы 43 и 44, отодвигает влево шарики 20 обратных клапанов 21, по каналам 45 заполняет полости гидроцилиндров 22 и перемещает дебалансы к грузовым валам (показано пунктирными стрелками на фиг.4 и 5). Для увеличения эксцентр ситета масс рабочая жидкость подается через магистраль управления В (штуцер 46) к поршенькам 25 гидрозамков. Давление жидкости через поршеньки передается толкателям 47, которые открывают обратные клапаны 21 и соединяют полости гидроцилиндров со сливом (показано сплошными стрелками на фиг.4 и 5). В результате плунжеры гидроцилиндров движутся под действием центробежных сил вращающихся масс и эксцентриситет увеличивается.

Схематический чертеж дебаланса приведен на фиг.6-9. Дебаланс включает неподвижную часть 48, жестко закрепленную на грузовом валу с помощью шпрночного соединения и оттяжек болтов 49. В неподвижной части дебаланса высверлены каналы 50, по которым рабочая жидкость от каналов 45 вала поступает к полостям гидроцилиндров 22. Подвижная часть

533386

дебалансов включает траверсу 5Д, выполненную эа 6дШ 1цёло& с ДзвУмя плунжерами гидроцилиндров, и два ползуна 52. Все элементы подвижной части дебаланса скреплены болтами 53.

Таким образом, при заполнении полостей гидроцилиняров жидкостью, подаваемой насосом, плунжеры перемещаются по направлению к валу и эксцентриситет уменьшается; при сообщении полостей со сливом подвижная Часть движется по направлению

10 от вала. Максимальный эксцентриситет достигается тогда, когда грани траверсы подвижной части дебаланса дои- . дут до упоров 54, выполненных в неподвижной части. При фиксации любого

15 промежуточного положения усилие, создаваемое вращающейся массой подвижной части, воспринимается столбом жидкости, заключенноймежду плунжером гидроцилиндра и обратным клапаном

20 гидрозамка.

Преимущества1ми предлагаемой вибрационной машины перед известными являются:

а)возможность бесступенчатого

25 дистанционного регулирования величины эксцентриситета масс дебалансов при ручном или автоматическом управлении ;

б)применение гидропривода для управления дебалансами обеспечивает

30 возможность создания полностью гидрофицированных свайных вибропогружателей, являющихсянаиболее прогрессивными и экономически эффективными,благодаря возможности их частотного

35

и амплитудного регулирования в широком диапазоне;

,в) осуществление регулирования параметров достаточно прость конструктивным решением, лишенным сложным

40 механических узлов и составленным из серийно изготавливаемых элементов гидропривода.

45

Формула изобретения

1. Вибрационная машина, преимущественно для погружения свай-оболочок, содержащая корпус, привод,

валы с дебалансами, каждый из которых выполнен составным из двух частей, причем одна из частей дебаланса жестко закреплена на валу и снабжена силовым цилиндром, а другая соединена со UITOKOM силового цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования эксцентриситета масс дебалансов в процессе работы, машина снабжена основным и вспомогательным насосами, а также многосекционным гидроциЛиндром и гидрозамками, причем каждая секция многосекционного гидроцилиндра через гидрозамок соединена с полостью силового цилиндра

соответствующего дебаланса и с ос653338

НОВНЫМ насосом, a поршневые полости гидроэамков подсоединены к вспомогательному насосу.

2.Машина поп.1,отличающ а я с я тем, что шток многосекционного ги)1роцилиндра кинематическ связан с основным насосом посредством реверсивного распределителя.

3.Машина по пп.1 и 2, о т л ичающаяся тем, что она

8

снабжена указателем эксцентриситета масс дебалансов, взаимодействующим с концом многосекционного гидроцилидра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 278502, кл. В 28 В 1/08, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 156486, кл. Е 02D7/18, 1962.

Цгь

фиг. 3

С J

«к -

фиг