Устройство ударного действия для образования скважин в грунте Советский патент 1982 года по МПК E02F5/18 

1

Изобретение относится к строительной технике а именно к машинам для образования скважинв уплотняемых грунтах, и может быть использовано, при строительстве подземных коммуникаций бестраншейным способом, при проходке разведочных скважин и т.п.

Известно устройство ударного действия, содержащее ударную пику с вытеснительным органом, упругий элемент, выполненный в виде пружины, корпус, ударник и воздухораспределительный механизм.

Однако устройство обладает малой надежностью так как частицы грунта попадают в рабочие камеры устройства и перед каждым запуском его необходимо разбивать и очищать. Кроме того, кольцевой зазор между наконечником и корпусом быстро забивается грунтом и весь ударный импульс ударника начинает передаваться состав ному корпусу, что приводит к его поломке в месте соединения.

Известно также устройство ударного действия для пробивания скважин в грунте, включающее корпус, в котором размещен ударник с воздухораспределительным механизмом, наковальню с наконечником и упругий элемент f1.

IQ Недостатком такого устройства является низкая, по сравнению с другими элементами, долговечность упругого элемента, которая является следствием высоких температур, возникающих

,5 В упругом элементе из-за значительных по величине смещений внутренней поверхности упругого элемента, соединенной с наковальней, относительно наружной поверхности упругого элемента, соединенной с корпусом. Кроме того, при движении в крепких грунтах, ГД1В силы трения боковой поверхности корпуса о стенки скважины достигают больших велимин прессового усилия, передаваемого со стороны упругого элемента на корпус, бывает недостаточно для преодоления этих сил трения. Таким образом, устройство обладает недостаточной активностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство ударного действия для образования скважин в грунте, содержащее корпус, в котором установлен ударник, распределительный механизм, упругий амортизатор с рифленой внутренней поверхностью, размещенный между корпу сом и хвостовиком рабочего инструмента, имеющим рифление и бурт, выполненный со стороны ударника Г Однако подтягивание корпуса осуществляется только за счет усилия, передаваемого через упругий элемент которого, при движении устройства в крепких грунтах, где силы трения бо ковой поверхности корпуса о стенки скважины достигают большой величины бывает недостаточно для преодоления этих сил трения. Кроме того, упруги элемент в момент подтягивания корпу са работает в условиях объемного сжатия, что существенно снижает его долговечность. Полость между упруги элементом и торцом наконечника не защищена от проникания частиц грунта, ив процессе работы забивается грунтом, вследствие чего величина подвижности наконечника снижается. Цель изобретения - повышение экс луатационной надежности устройства. Поставленная цель достигается те что устройство снабжено втулкой с выступами на внутренней поверхности размещенной между упругим амортизатором и корпусом, а также уплотнитель ной втулкой и кольцом, которые вмонтированы в теле корпуса и рабоч го инструмента в передней по ходу устройства части, при этом уплотнительная втулка состоит из двух коле выполненный из упругого материала с различным коэффициентом плотности, а на передней части хвостовика инст румента монтирован дополнительный бурт. Причем передняя часть рабочего и струмента имеет форму усеченного ко нуса , большее основание которого ра положено по ходу устройства. На чертеже показано устройство ударного действия при переднем положении ударника, частичный разрез. Устройство ударного действия состоит из корпуса 1, ударника 2, рабочего инструмента 3, на хвостовой части которого выполнено рифление k и дополнительный бурт 5, а передняя часть выполнена форме усеченного конуса, упругого амортизатора 6 с рифлением монтированного между хвостовой частью рабочего инструмента 3 и втулкой 7 с выступами по внутренней поверхности, размещенной в теле корпуса 1 уплотнительной втулки, выполненной из соединенных друг с другом колец 8 и 9 И кольца 10. При этом материал кольца 8 имеет коэффициент жесткости, больше, чем материал, из которого выполнено кольцо 9. Устройство имеет также бурт 11. Уплотнительная втулка присоединена, например приклеена, к торцовым поверхностям 12 и 13 рабочего инструмента 3и кольца 10, а также к поверхности 1 Ц корпуса 1. Расстояние q должно быть не меньше зазора Д между буртом 5 и кольцом 10. Устройство ударного действия работает следующим образом. Ударник 2, совершая возвратнопоступательные перемещения в корпусе 1, наносит удары по рабочему инструменту 3, коаксиально перемещая его относительно корпуса 1 и одновременно деформируя упругий амортизатор 6. Вследствие того, что величина деформации упругого амортизатора 6 ограничена зазором Д между буртом 5 и кольцом 10, в упругом амортизаторе 6не возникает чрезмерных напряжений и надежность устройства существенно повышается. Кроме того, упругий амортизатор 6 в предлагаемом устройстве ударного действия работает в условиях чистого сдвйга, которые являются наиболее благоприятными при циклических нагружениях амортизаторов. Рифления 4 и выступы на втулке 7служат для обеспечения надежного крепления упругого амортизатора 6 на всей длине его контакта с рабочим инструментом 3 и втулкой 7. Это является необходимым для обеспечения работы упругого амортизатора 6в условиях чистого сдвига. Втулка 7выполнена с выступами на внутренней поверхности для того, чтобы ее

можно было разместить в проточке корпуса 1 для фиксации упругого амортизатора 6 относительно корпуса 1, Так как наибольшая величина смещения А рабочего инструмента 3 находится в пределах деформации кольца 9 изготовленного, например, из пористой резины и, кроме того, уплотнительная втулка приклеена по поверхностям 12Н, в устройстве отсутствуют зазоры, по которым частицы грунта могли бы попасть в рабочие камеры устройства.

При движении в крепких грунтах, когда прессового усилия, передаваемого через упругий амортизатор 6, недостаточно для преодоления сил трения корпуса 1 о стенки скважины, зазор А между буртом 5 рабочего инструмента 3 и кольцом 10 выбирается и ударные импульсы ударника 2 начнут передаваться на корпус 1, обеспечивая перемещение его в скважине.

При исполнении передней части рабочего инструмента в форме усеченного конуса, большее основание которого расположено по ходу устройства, существенно повышается точность проходки скважин, а частицы грунта, осыпающиеся в зазор между рабочим инструментом и корпусом, не остаются в нем, а размазываются по стенкам скважины. Кроме того, такое выполнение рабочего инструмента позволяет уменьшить силы сопротивления передвижению машины при реверсе.

Так как расстояние О больше зазора Д Гсм. чертеж), то с осыпающимся в зазор между рабочим инструментом 3 и корпусом 1 грунтом контактирует только кольцо 8 уплотнительной втулки, которое изготовлено из упругого материала, с большим к жесткости обладающего большой износоустойчивостью.

Таким образом, вследствие того, что в устройстве упругий амортизатор работает в условиях чистого сдвига, причем наибольшая величина его деформации ограничена, а конструкция и способ крепления уплотнительной втулки обуспечивают полную изоляцию рабочих камер устройства от частиц 5 грунта, устройство обладает большей надежностью, чем известные.

Формула изобретения

0 1. Устройство ударного действия для образования скважин в грунте-, содержащее корпус, в котором установлен ударник, распределительный механизм, упругий амортизатор с рифленой внутренней поверхностью, размещенный между корпусом и хвостовиком рабочего инструмента, имеющим рифление и бурт, выполненный со стороны ударника, отличающееся тем,

0 что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, оно снабжено втулкой с выступами на внутренней поверхности, размещенной между упругим амортизатором и корпусом, а

5 также уплотнительной втулкой и кольцом, которые монтированы в теле корпуса и рабочего инструмента в передней по ходу устройства части, при этом уплотнительная втулка состоит из

0 двух колец, выполненных из упругого материала с различным коэффициентом плотности, а на передней части хвостовика инструмента монтирован дополнительный бурт.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что передняя часть рабочего инструмента имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено по

0 ходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Аво-орское свидетельство СССР по заявке № 2+19б23,кл.Е 02 F 5/ЛО,

976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2903982, кл.Е 02 F 5/18, 1980 (прототип).