Устройство для уплотнения грунта Советский патент 1981 года по МПК E01C19/26 E02D3/32 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА

I

Изобретение относится к технике для уплотнения грунтов и может быть использовано для производства работ в трудно доступных местах (в тран-. шеях, у стен зданий и т.п.), а также при малых объемах земляных работ.

Известно устройство для уплотнения грунта, содержащее вертикальный вал, жестко соединенный со ступицей, в котором смонтирован шпиндель с установленным на его конце при помощи подшипников рабочим органом в виде конического штампа с тупым углом при вершине D.

Наиболее близким из известных является устройство для уплотнения грунта, содержащее вертикальный вал, соединенный со ступицей, и шпиндель с установленным на его конце посредством подшипников рабочим органом . в виде конического штампа с тупым углом при вершине П2.

Недостатками известных устройств является то, что они требуют значительных энергозатрат на уплотнение грунта с равной степенью плотности по площади, а также обладают невысокой надежностью вследствие жесткого соединения рабочего органа с приводом.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на уплотнение грунта.и повышение надежности устройства.

Достигается это тем, что устрой10ство для уплотнения грунта, содержащее вертикальный вал, соединенный со ступицей, и шпиндель с установленным на его концз посредством подшипников рабочим органом в виде

15 конического штампа с тупым углом при вершине, снабжено имеющей гори зонтальный рычаг и трехугольное звено двухпараллелограммной подвеской, одна из стоек которой шарнирио

20 связана о ступицей, другая - с горизонтальным рычагом, причем последний жестко соединен со ступицей, верхние концы стоек шарнирно связаны с противоположными вершинами трехугольного звена, третья вершина которого соединена с вертикальным валом, а его нижний конец соединен посредством шарнирного звена с шарнирно установленной на ступице стой кой и подпружинен относительно последней. На фиг. 1 показан общий вид устройства в одном из рабочих положений; на фиг. 2 и фиг. 3 - кинематическая схема устройства в двух край них рабочих положениях; на фиг. k, 5, 6 и 7 схема приложения уплотдняющих воздействий на грунт. Устройство состоит из двухпараллелограммной подвески, одна из стое которой (стойка 1) шарнирно связана со ступицей 2, другая (стойка 3)с горизонтальным рычагом 4, жестко закрепленном на последней. Верхние и нижние концы стоек шарнирно связаны противоположными вершинами тре угольного звена 5, нижняя вершина которого жестко связана с вертикаль ным валом 6. Нижний конец вала 6 по редством звена 7 шарнирно соединен со стойкой, закрепленной на ступице, в которой смонтирован шпиндель с установленным на его конце при по мощи подшипников рабочим органом в виде конического штампа 9 с тупым углом при вершине. Кроме того, для перемещения штампа от центра в исходное положение вертикальный вал и стойка, закрепленная на ступице, связаны между собой упругими элеме тами 10. Необходимое требование, определя щее работоспособность двухпараллело граммной подвески, следующее: OF // DG //СВ АЕ //BF Я CQ АВ //EF , где OF - расстояние от вершины штам па до оси шарнира, соединяющего стойку со ступицей;GD - длина звена, соединяющего вертикальный вал со стойкой ступицы; СВ - длина грани трехугольного звена, соединяющей вертикальный вал со стойкой сту пицы; BF и АЕ АВ длина стоек; длина верхней грани трехугольного звена, соединяющей стойки; длина рычага; расстояние от нижклй вершины трехугольного звена до нижнего конца вертикального вала. Такое выполнение устройства позволяет заменить принудительный характер изменения контактных, давлений при его работе на естественный, так как в этом случае перемещение штампа в центральное положение происходит не за счет дополнительного привода и жестких кинематических связей (как а прототипе), а естественным образом: только за счет сил реакции грунта, определяемых его свойствами и состоянием. Устройство работает следующим образом. Вертикальный вал 6 приводится во вращение с заданной частотой от приводного механизма, в результате чего штамп 9 совершает обкатывание вокруг точки 0. Напорное усилие Р, прикладываемое к вертикальному валу 6, передается через трехугольное звено 5 на стойку 3 и горизонтальный рычаг 4, благодаря чему за счет реакции грунта создается момент сил М, поворачивающий штамп в центральное положение (основание штампа папаллельно горизонту). При этом стойка 1, соединенная со ступицей 2, совершая плоско-параллельное перемещение в направлении вверх-влево, сжимает упругие элементы 10, усилие сжатия которых создает .противомомент М, что обеспечивает деформацию грунта малыми порциями за каждое полное вращение штампа вокруг оси вертикального вала. Принимая во внимание то, что обороты штампа следуют друг за другом с большой частотой, то в единицу времени деформация грунта достигает больших значений.. При работе данного устройства по мере повыш ения реакции грунта и увеличения угла наклона оси штампа к вертикальному валу естественным образом будет изменяться характер отпечатка пятна контакта от круглого к треугольному (без учета кривизны поверхности), что позволит получить

более равномерное распределение напряжений в подштамповом слое грунта, а следовательно, и плотности, с наименьшими энергетическими затратами и улучшить качество уплотнения.

Реализация изобретения позволит повысить эффективность уплотнения, упростить конструкцию и снизить металлоемкость уплотняющего устройства за счет того, что в нем создаются условия для максимального воздействи уплотняющих усилий на грунт. В грунт формируется равномерная плотность по толщине уплотняемого слоя без участков нарушенной структуры, трещин и т.п., что обуславливает повышение качества уплотнения и снижение экономических затрат на работу устройства по уплотнению грунта до заданной плотности.

Благодаря возможности автоматического изменения положения штампа в процессе работы (в зависимости от реакции грунта) уменьшается .величина потребного уплотняющего усилия, что дает возможность ис,пользовать в качестве базовых машин легкие колесные и гусеничные тракторы, а также ручной электрофицированный инструмент.

Формула изобретения

Устройство для уплотнения грунта, содержащее вертикальный вал, соединенный со ступицей, и шпиндель с

установленным на его конце посредством подшипников рабочим органом в виде конического штампа с тупым углом при вершине, о тличающее с я тем, что, с целыо снижения энергозатрат на уплотнение грунта и повышения надежности устройства, оно снабжено имеющей горизонтальный рыча и трехугольное звено двухпараллелограммной подвеской, одна из стоек которой шарнирно связана со ступицей .другая - с горизонтальным рычагом, причем последний жестко соединен со ступицей, верхние концы стоек шарнирно связаны с противоположными вершинами трехугольного звена, треть вершина которого соединена с вертикальным валом, а его нижний конец соединен посредством шарнирного звена с шарнирно установленной на ступице стойкой и подпружинен относительно последней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лозовой Д.А. и др. Сменное оборудование к экскаватору 30-2621 для уплотнения грунтов в труднодоступных местах. Механизация строительства, 1976, № 4, с. 22.

2.Авторское свидетельство СССР № 58623, кл. Е 02 D 3/0, 1976.

fff

Фг/, /

Ф(/г.1

Фуг.З