Устройство для погружения винтовых свай Советский патент 1982 года по МПК E02D7/26 E02D7/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ ВИНТОВБ1Х СВАЙ

I

Изобретение относится к строительству и предназначено для погружения винтовых свай, обсадных труб или других конструкций при использовании комбинированного способа погружения.

Известно устройство для погружения винтовых свай комбинированным способом, содержащее вращатель, используемый для вращения сваи и связанной с ней лопасти, и вибратор, установленный на вращателе 1

Недостаток устройства заключается в том, что вибратор, установленный на вращателе, заставляет вибрировать все устройство для пЬгружения сваи, что снижает эффективность воздействия вибрации на сваю и ускоряет износ устройства.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является устройство для по: гружения винтовых свай, включающее вращатель, сваю, у которой винтовая лопасть имеет возможность осевого перемещения относительно сваи, и вибратор, расположенный на наголовнике сваи 2.

Недостатком устройства является то, что усилие, создаваемое вибратором и направленное вдоль оси погружаемой сваи, и усилие, создаваемое вращателем для завинчивания сваи в грунт не регулируются в зависимости от свойств грунта, что снижает эф-фективность погружения сваи. Если свой ства грунта таковы, что свая в него легко ввинчивается, то винтовая лопасть доходитдо нижнего упора сваи, и если в этот момент Не увеличить осевые силы погружения, то условия погружения сваи ухудщаются, так как винтовая лопасть начинает выдавливать повыщенное количество грунта, в результате чего образуются полости, и свая плохо закрепляется в грунте. Если же свая

10 легко погружается в грунт осевыми силами от вибратора, то винтовая лопасть, дойдя до верхнего упора, воспринимает вибрации, что приводит к снижению эффективности погружения сваи.

Цель изобретения - повышение эфх})ек15тивности погружения сваи путем автоматического саморегулирования работы вращателя и вибратора в зависимости от свойств грунта в месте погружения сваи.

Цель достигается тем, что в устройстве

30 для погружения винтовых свай, содержащем вращатель, через втулку которого пропущена свая с наголовником, вибромолот, yct тановленный на наголовнике, и электродвигатели вращателя и вибромолота, приводной двигатель вращения выполнен с фазным ротором, в цепь роторной обмотки которого включен приводной двигатель вибромолота.

На чертеже показаны кинематическая и электрическая схемы.

Устройство состоит из асинхронного двигателя 1, соединенного через передачу 2 с втулкой вращателя 3. У двигателя 1 фазная обмотка ротора соединена с подстроечным реостатом 4 и электрическим двигателем 5 вибромолота 6, установленного на наголовнике 7 сваи 8, имеющей винтовую лопасть 9. Винтовая лопасть 9 вращается от сваи 8 и может свободно перемещаться вдоль оси сваи в заданном конструкцией сваи пределе.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Подается напряжение на двигатель 1. При этом напряжение оказывается приложенным также и к двигателю 5, так как в момент запуска двигателя 1 он работает в режиме трансформатора. Двигатели 1 и 5 запускаются, при этом пусковой ток обоих двигателей пониженный, и Запуск не оказывает существенного влияния на другие приемники, что важно в условиях работы от источников ограниченной мощности на строительной площадке. Однако частота напряжения на двигателе 5 в момент запуска максимальная, так как это чатота ЭДС ротора двигателя 1. Известно, что при неподвижном роторе частота ЭДС асинхронного двигателя равна частоте сети. Следовательно, при запуске двигателя 5 вибратор 6 развивает максимальную мощность, что обеспечивает начальное погружение наконечника сваи в грунт и отход винтовой лопасти от нижнего ограничителя. Плавное нарастание частоты вращения фазного ротора двигателя 1 и втулки 3 обеспечивает плавное внедрение лопасти 9 в грунт. После запуска двигателей система привода приходит в некоторое равновесное состояние, определяемое параметрами двигателей, величиной сопротивления реостата 4, свойствами грунта. Параметры двигателей 1 и 5 и реостата 4 подобраны таким образом, чтобы для данного грунта погружение сваи осуществлялось без соприкосноваиия винтовой лопасти 9 с верхним ограничителем и заданным нажимом на нижний ограничитель. Пусть свая погружается в рыхлый или сыпучий грунт, когда ее погружение при установивщейся частоте вибраций вибромолота 6 наиболее интенсивно. Однако в этом случае момент сопротивления вращению наименьщий, поэтому двигатель 1 работает с максимальной частотой вращения и минимальной частотой ЭДС ротора. Следовательно, двигатель 5 также работает с минимальной частотой вращения. Если же частота вибраций оказывается недостаточной и свая погружается недостаточно быстро, так что винтовая лопасть приходит в соприкосновение с нижним упором сваи и начинает выпучивать грунт, то нагрузка «а двигатель 1 увеличивается. Это вызывает снижение частоты вращения ротора двигателя 3 и увеличение частоты его ЭДС а следовательно, и увеличение частоты вращения ротора двигателя 5. Следовательио, увеличивается частота и энергия вибромолота 6 и он может переходить в ударный режим работы, увеличивая интенсивность погружения сваи. Если частота вращения двигателя 5 чрезмерна и винтовая лопасть упирается в верхний ограничитель сваи, то реостат 4 переводится в такое положение,

чтобы частота вращения ротора двигателя 1 увеличилась. Тогда частота его ЭДС снижается, уменьшается частота вибрации. Система снова работает в оптимальном режиме. Если плотность грунта увеличивается, то

снова возрастает нагрузка на двигатель 1, при этом за счет увеличения частоты и величины ЭДС его ротора, питающей двигатель 5, возрастает частота вращения двигателя 5 и частота вибромолота 6. Таким образом, в некотором диапазоне изменения

5 реологических свойств грунта оптимальный по условиям производительности и качества установки сваи режим поддерживается автоматически без вмешательства оператора. Если же условия работы выходят за границы этого диапазона, то оператор, воздействуя на величину сопротивления реостата 4, снова задает новый диапазон. Путем некоторого усложнения устройства, путем введения известных устройств автоматики можно полностью исключить вмешательство оператора.

Положительный эффект достигается за счет повышения эффективности погружения и производительности труда.

Формула изобретения

Устройство для погружения винтовых свай, содержащее вращатель, через втулку которого пропущена свая с наголовником, вибромолот, установленный на наголовнике, и приводные двигатели вращателя и вибромолота, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности погружения сваи путем автоматического саморегулирования работы вращателя и вибромолота в зависимости от условий погружения 0 сваи, приводной двигатель вращателя выполнен с фазным ротором, в цепь роторной обмотки которого включен приводной двигатель вибромолота.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 5 1. Авторское свидетельство СССР № 195378, кл. Е 02 D 7/26, 1967.