Устройство для исследования грунтов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, включающее раму, гидроцилиндр с полым штоком, полый валвращатель с монтированными на нем посредством шпоночного соединения подпружиненными зубчатыми полумуфтами с односторонним скосом зуба,источник давления и измерительные приспособленпя, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства работы и расп1ирения функциональных возможностей, оно снабжено закрепленным па штоке гидроцилиндра полым стержнем с винтовыми канавками, имеющими правую и левую нарезку, а также взаимодействующими со стержнем двумя гайками с закрепленными па ниу зубчатыми полу.муфтами с односторонним скосом зуба, взаимодействующими с подпружиненными зубчатыми полумуфтами полого вала-вращателя , при этом одпа из гаек выполнена с правой нарезкой, а другая - с левой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5р Е 02 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С>

Cb

С

Х)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3513215/29-33 (22) 17. 11.82 (46) 28.02.84. Бюл. ¹ 8 (72) В. В. Ильичев (71) Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Энергосетьпроект» (53) 624.131.381 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 567999, кл. Е 02 D 1/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 964051, кл. Е 02 D 1/00, 1981. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, включающее раму, гидроцилиндр с полым штоком, полый валврашатель с монтированными на нем по„„SU„„1076528 A средством шпоночного соединения подпружиненными зубчатыми иолумуфтамн с односторонним скосом зуба, источник давления и измерительные приспособления, отлнчаюи ееся тем, что, с целью повышения удобства работы и расширения функциона1bHbtx возможностей. оно снабжено закре;1ленным на штоке гидронилиндра полым стержнем с винтовымн канавками. имеюшими правую и левую нарезку. а также взаимодействующими со стержнем двумя гайками с закрепленными на ни зубчатыми полумуфтами с односторонним скосом зуба, взаимодействующими с подпружиненными зубчатыми полумуфтами полого вала-вращателя, при этом одна из гаек выполнена с правой нарезкой, а другая — с левой.

1076528

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств грунтов в природных условиях методом статического зондирования и вращательного среза.

Известны устройства для исследования грунтов с задавливанием зонда и завинчиванием якорей в установке статического зондирования (1).

Недостатком данных устройств является раздельный привод на механизм задавливания и якорения, что делает эти установки тяжелыми и непригодными для переноски.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования грунтов, включающее раму, гидроцилиндр с полым штоком., полый вал-вращатель с монтированными на нем посредством шпоночного соединения подпружиненными зубчатыми полумуфтами с односторонним скосом зуба, источник давления и измерительные приспособления (2).

Недостатком известного устройства является то, что при завинчивании якорей в грунт и при их вывинчивании, а также при производстве опытов по вращательному срезу устройство нужно снимать с рамы и потом вновь устанавливать, что делает этот процесс недостаточно удобным, особенно если это устройство используется при проведении комбинированных методов зондирования, например при вращательностатическом методе, где через определенный интеркал задавливания зонда производится вращение его крыльчатой части в грунте.

Кроме того, узел поворота механизма достаточно тяжел и сложен.

Цель изобретения — повышение удобства работы и расширение функциональных воз мож н остей.

Указанная цель достигается тем, что устройство для исследования грунтов, включающее раму, гидроцилиндр с полым штоком, полый вал-вращатель с монтированными на нем посредством шпоночного соединения подпружиненными зубчатыми полумуфтами с односторонним скосом зуба, источник давления и измерительные приспособления, снабжено закрепленным на штоке гидроцилиндра полым стержнем с винтовыми канавками, имеющими правую и левую нарезку, а также взаимодействующими со стержнем двумя гайками с закрепленными на них зубчатыми полумуфтами с односторонним скосом зуба, взаимодействующими с подпружиненными зубчатыми полумуфтами полого вала-вращателя, при этом одна из гаек выполнена с правой нарезкой, а другая — с левой.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство в процессе завинчивания анкеров; на фиг. 2 — то же, в момент проведения опытов (статического зондирования, вра5

55 щательного среза или вращательно-статического зондирования грунтов); н а фи г. 3 и 4 — конструктивные элементы устройства.

Устройство для исследования грунтов содержит механизм 1 для задавливания зонда и завинчивания якорей, источник 2 давления (например гидростанцию), раму 3, якоря 4 с многогранной штангой, лопатки 5, зонды 6 для статического зондирования, зонды 7 для вращательного среза и зонды 8 для вращательно-статического зондирования, колонну штанг 9 и систему измерения (не показана).

Механизм 1 для задавливания зонда и завинчива ния якорей содержит гидроцилиндр 10 с полым штоком 11 с поршнем, эксцентриковый зажимной патрон 12, вращатель 13 и втулку 14, установленную на крышке гидроцилиндра 10. Для восприятия крутящего момента, возникающего на штоке, и его фиксации от вращения на цилиндре установлена направляющая 15, в которой ходит скалка 16, связанная с зажимным патроном 12, установленным на штоке.

Для переключения направления движения штока на гидроцилиндре 10 установлен крановый гидрораспределитель 17, а для автоматического его переключения при работе на скалке 16 установлены на кронштейнах 18 подпружиненные толкатели 19, сидящие на осях и взаимодействующие с рычагами 20 кранового гидрораспределителя 17. На штоке 11 закреплен полый стержень 21 с винтовыми канавками 22 с большим углом подъема и нарезкой противоположного направления.

Вращатель 13 содержит полый вал-вращатель 23, две гайки 24 и 25, одна из которых выполнена с правой нарезкой, а другая — с левой, и взаимодействующие каждая с винтовыми канавками полого стержня 21 одного направления нарезки.

Гайки установлены с возможностью вращения внутри полого вала-вращателя 23.

На гайках 24 и 25 закреплены зубчатые полумуфты 26 и 27 с зубьями с односторонним скосом. Внутри полого вала-вращателя 23 установлены подвижные зубчатые полумуфты 28 и 29 с зубьями с односторонним скосом, которые для передачи крутящего момента посажены на шлицы или шпонки 30 полого вала-вращателя 23 и взаимодействуют с ответными полумуфтами 26 и 27. Полумуфты 28 и 29 поджимаются к полумуфтам 26 и 27 гаек пружиной 31. Скосы на зубьях полумуфт расположены таким образом, что при ходе полого стержня 21 с винтовыми канавками одна из гаек 24 или 25, вращающихся в разные стороны, входит в зацепление с подвижной ответной полумуфтой и передает через шлицы 30 крутящий момент полому валу-вращателю 23. Другая гайка в

1076528 этот момент крутится вхолостую и подвижная полумуфта, взаимодействующая с ней скосами зубьев венца, отжимается, не передавая момента вращения полому валуврашателю 23. При изменении направления движения полого стержня 21 гайка, передаюшая момент вращения полому валу-вращателю 23, начинает вращаться вхолостую, а гайка, вращавшаяся вхолостую, передает момент полому валу-вращателю 23, т. е. при ходе штока 11 вверх и вниз полый валвращатель 23 всегда будет в одном положении его установки врашаться в одну сторону.

Для передачи врашения от вращателя 13 на якорь 4 с многогранной штангой на вращатель 13 одевают и фиксируют на нем от осевого перемещения и вращения при помощи соединительного пальца переходник 32 с многогранным отверстием, соответствующим форме сечения многогранной штанги якоря.

Для контроля (в случае наличия специальной измерительной аппаратуры) или для замеров усилия вдавливания зонда и момента врашения, развиваемого при вращательном срезе, в гидроцилиндр встроен манометр ЗЗ, а для определения угла поворота, при вращательном срезе на гидроцилиндре 10 и вращаюшейся втулке 14 установлены градуированный лимб 34 и стрелка 35.Для фиксации рамы 3 на якорях 4 от осевого перемешения и выбора зазора после ее установки используется винтовой фиксатор 36, состоящий из винта 37 и гайки 38.

Устройство работает следующим образом

На точке зондирования размечают места под завинчиваюшиеся якоря, устанавливают раму 3 и фиксируют от проворота лопатками 5. На раму устанавливают механизм 1 и подключают к источнику 2 давления. Через многогранное отверстие переходника 32 пропускают многогранную штангу якоря 4 и соединяют внизу с якорем.

В гидроцилиндр 10 подают рабочую жидкость и шток 11 с поршнем перемещается вдоль оси цилиндра.

Полый стержень 21 с винтовыми канавками при перемещении вращает в разные стороны гайки 24 и 25. При этом одна из врашающихся гаек через подвижную полумуфту и шлицы передает вращение полому валу-вращателю 23, а другая крутится вхолостую. При изменении направления движения полого стержня 21, гайка, передающая момент, начинает вращаться вхолостую, а гайка вращающаяся вхолостую, начинает передавать момент вращения полому валу-вращателю 23, вращая его в ту же сторону, что и первая гайка, т. е. вращатель 13 при ходе штока 11 вверх и вниз вращается без холостого хода в одну сторону, заворачивая якорь 4.

Вращение врашателя 13 продолжается до достижения якорем проектной глубины, после чего лопатки 5 вытаскивают из грунта и всю установку переставляют на новую

5 точку, где по принципу, указанному выше, в грунт заворачивают другой якорь.

На хвостовики завернутых в грунт якорей устанавливают раму 3 и фиксируют на них от осевого перемещения при зондировании при помощи винтового фиксатора 36 вращением его гайки 38 относительно винта 37, связанного с многогранной штангой якоря 4, до упора в основание рамы 3.

После заякоривания рамы 3 с вращате15 ля 13 снимают переходник 32. Через полый шток пропускают штанги 9 и соединяют с одним из зондов 6 — 8 (в зависимости от требуемых замеров). Эксцентриковый зажимной патрон 12 устанавливают в режим задавливания и при подаче масла в гидроцилиндр 10 производят задавливание зонда в грунт. При этом с помощью системы измерения фиксируют требуемые параметры: боковое и лобовое сопротизление грунта вдавливанию наконечника, глубину погружения и т. д.

Обшее усилие вдавливания может быть замерено при помоши манометра 33. В случае, если в процессе опыта требуется производить повороты зонда (при вращательном срезе или вращательно-статическом

30 зондировании), на вращатель 13 одевают патрон 39, фиксирующий штанги от вращения и осевого перемещения, и при ходе штока 11 вращением вращателя 13 производят поворот штанг 9 вместе с зондом.

При необходимости задавливания штанг на большую глубину патрон 39 раскрепляют и штанги с зондом задавливают до требуемой глубины по указанному выше спо. собу. При заворачивании якорей или задавливании зондов переключение крано-.

4 вого гидрораспределителя 17, изменяющего направление движения штока с поршнем, осуществляют автоматически при помощи подпружиненных толкателей 19, сидящих на скалке 16, которые при движении штока 11 вместе со скалкой 16 также пе45 ремещаются и в конце хода нажимают на один из рычагов 20 кранового гидрораспределителя 17, имеюшего шариковый фиксатор во втулке, на которой крепятся рычаги. При касании толкателем 19 рычага 20 толкатель 19 начинает поворачиваться, закручивая свою пружину вращения. В момент, когда усилие пружины толкателя 19 превосходит усилие пружины фиксатора кранового гидрораспределителя, головка крана с рычагами 20 поворачивается, проходя под действием пружины толкателей 19 нейтральное положение, при котором движение штока останавливается, до нового фиксируемого положения. В этот момент

1076528 изменяется направление потока рабочей жидкости и шток с поршнем движется в обратную сторону. Цикл повторяется.

Эксцентриковый патрон 12 при работе в зависимости от положения его эксцентриковых кулачков, устанавливаемых при помощи рукоятки, автоматически производит задавливание или извлечение колонны без его переключения при изменении направления движения штока. При движении штока в одном направлении эксцентриковые кулачки поворачиваются, сжимая штангу, и перемещаются с ней в нужном направлении вверх или вниз (задавливание или извлечение колонны), а при движении штока в другом направлении кулачки свободно пропускают пггангу. Для замера угла поворота зонда при опыте используется лимб

34 со стрелкой 35. После проведения опыта по указанному способу производят извлечение колонны с зондом из грунта.

Для выворачивания якорей из грунта вращатель 13 устанавливают на вращающуюся втулку 14 противоположнов стороной по отношению к положению его уста5 новки при заворачивании якорей и п"

"и перемещении штока в одну и другую сторону производят выворачивание якоря.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого устройства, им можно производить испы1р тания вращательно-статическим методом зондирования, что снижает стоимость работ при изысканиях. Работа на предлагаемом устройстве снижает утомляемость оператора и повышает производительность

15 за счет того, что механизм вдавливания и заякоривания не нужно каждый раз снимать с рамы и устанавливать обратно, а также закреплять на раме при статическом зондировании, вращательном срезе и заякоривании устройства.

1076528

Составитель Н. Евстигнеев

Редактор М. Рачкулинец Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ б88/27 Тираж б44 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4