Одновальный вибровозбудитель направленного действия

 

Использование: в строительстве, в частности для вибрационного погружения в грунт свай, шпунта, труб, а также для их виброизвлечения. Сущность изобретения: вибровозбудитель включает корпус 1, два электрических или гидравлических двигателя 2, дебалансный вал 3, четыре дебаланса 4, свободно посаженные на этом валу, два жестко посаженных дебаланса 5, свободно посаженный двойной дебаланс 6, конические зубчатые колеса 7, жестко прикрепленные ко всем дебалансам, входящие в зацепление с ними промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12, свободно установленные на осях 10 и 11, причем оси 10 могут аксиально перемещаться вместе с зубчатыми колесами 8 или 12, выводя их из зацепления с зубчатыми колесами 7. Перемещение осей 10 может осуществляться различными устройствами, например гидравлическими. 5 ил.

Изобретение относится к строительству в частности может быть использовано для вибрационного погружения в грунт свай, шпунта, труб, а также для их виброизвлечения.

Известен вибровозбудитель, включающий корпус, двигатель, дебалансные валы, дебалансные и зубчатые передачи (1). Недостатком такого вибровозбудителя является наличие в нем нескольких дебалансных валов, усложняющих конструкцию вибровозбудителя и увеличивающих его метал- лоемкость.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является одновальный вибровозбудитель направленного действия, включающий корпус, один дебалансный вал, приводимый во вращение двигателем через ременную передачу, и две пары дебалансов, одна из которых посажена на вал жестко и вращается вместе с ним, а вторая - свободна и вращается синхронно с первой парой, но в противоположном направлении с помощью другой ременной передачи, приводимой тем же двигателем, но через промежуточную зубчатую передачу (2). В результате возникает знакопеременная синусоидальная вынуждающая сила в вертикальной плоскости.

Недостатками такого одновального вибровозбудителя являются малая надежность ременных передач и невозможность регулирования величины и направления его вынуждающей силы.

Целью изобретения является повышение надежности одновального вибровозбудителя и обеспечение регулируемости его вынуждающей силы по величине и направлению, что в конечном итоге расширит область применения такого вибровозбудителя и повысит его технический уровень.

Цель достигается тем, что в одновальном вибровозбудителе направленного действия, включающем корпус, один или два приводных двигателя, дебалансный вал, дебалансы, жестко сидящие на нем, дебалансы, свободно сидящие на этом же валу, и передачи от двигателей к дебалансам, валы приводных двигателей соединены с дебалансным валом непосредственно, а привод свободно сидящих на этом валу дебалансов осуществлен от дебалансов, жестко сидящих на том же валу, через жестко прикрепленные к тем и другим дебалансам конические зубчатые колеса и промежуточные конические зубчатые колеса, часть которых посажена на неподвижные оси в корпусе вибровозбудителя, а часть - на аксиально подвижные оси, которые соединены с механизмами их поступательного перемещения, например гидроцилиндрами.

Доказательства соответствия предлагаемого технического решения критерию "Существенные отличия".

Присоединение валов приводных двигателей непосредственно к дебалансному валу позволяет избежать применения ременной передачи и повысить надежность устройства.

Наличие промежуточных конических зубчатых колес, входящих в зацепление с коническими зубчатыми колесами, жестко прикрепленными к дебалансам, обеспечивает их синхронное вращение во взаимно противоположных направлениях без использования ременных передач.

Посадка части промежуточных конических зубчатых колес на аксиально подвижных осях позволяет выводить их из зацепления с коническими зубчатыми колесами, жестко прикрепленными к дебалансам, тем самым выводя из работы отдельные дебалансы или их группы, обеспечивая таким образом ступенчатое регулирование величины и направления вынуждающей силы вибровозбудителя.

Заявителям не известны технические решения со свойствами отличительных признаков заявленного изобретения. Поэтому оно соответствует критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 схематично изображен одновальный вибровозбудитель направленного действия; на фиг. 2 - положения дебалансов через четверть оборота при их вращении вокруг дебалансного вала при включенных в работу всех семи дебалансов вибровозбудителя; на фиг. 3 - то же, при включенных в работу пяти дебалансов и выключенных крайнего левого и правого дебалансов вибровозбудителя; на фиг. 4 - то же, при включенных в работу трех дебалансов и выключенных левой и правой пар дебалансов вибровозбудителя; на фиг. 5 - то же, при включенных в работу шести дебалансов и выключенного крайнего правого дебаланса вибровозбудителя.

Вибровозбудитель (фиг. 1) включает корпус 1, два электрических или гидравлических двигателя 2, дебалансный вал 3, четыре дебаланса 4, свободно сидящих на этом валу; два жестко сидящих дебаланса 5, свободно сидящий двойной дебаланс 6, конические зубчатые колеса 7, жестко прикрепленные ко всем дебалансам, входящие в зацепление с ними промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12, свободно сидящие на осях 10 и 11, причем оси 10 могут аксиально перемещаться вместе с зубчатыми колесами 8 или 12, выводя их из зацепления с зубчатыми колесами 7. Перемещение осей 10 может осуществляться различными устройствами, например гидравлическими (не показаны).

Вибровозбудитель работает следующим образом.

Двигатели 2 вращают дебалансный вал 3 вместе с двумя жестко сидящими на нем дебалансами 5. Через конические зубчатые колеса 7, жестко прикрепленные к дебалансам 4, 5 и 6, и промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12 вращение передается на остальные дебалансы 4 и 6.

Регулирование вынуждающей силы по величине и направлению осуществляется следующим образом.

Если при вращении одного дебаланса 4 или 5 возбуждается центробежная сила, равная Р, а при вращении двойного дебаланса 6 - равная 2Р, то в случае вращения всех семи дебалансов (фиг. 2), когда введены в зацепление все промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12, создается знакопеременная вынуждающая сила, равная 8Р, действующая только в вертикальной плоскости, так как в горизонтальной плоскости центробежные силы уравновешиваются и суммарная вынуждающая сила становится равной нулю.

Если вывести из зацепления крайние левое и правое промежуточные конические зубчатые колеса 8, то вращаться будут только пять дебалансов. В этом случае (фиг. 3) в вертикальной плоскости действует знакопеременная вынуждающая сила, равная 6Р, а в горизонтальной - равная 2Р.

Если вывести из зацепления левое и правое промежуточные конические зубчатые колеса 12, то вращаться будут только три дебаланса 5 и 6. В этом случае (фиг. 4), как и в случае, приведенном на фиг. 2, знакопеременная вынуждающая сила действует только в вертикальной плоскости, но равна 4Р.

Если вывести из зацепления крайнее правое (левое) промежуточное коническое зубчатое колесо 8, то вращаться будут шесть дебалансов. В этом случае (фиг. 5) возникают колебания вибровозбудителя сложной формы, так как в вертикальной плоскости действует знакопеременная вынуждающая сила, равная 7 Р, а в горизонтальной - неуравновешенная вынуждающая сила, равная Р, создающая в этой плоскости знакопеременный момент. (56) 1. Цейтлин М. Г. , Верстов В. В. и Азбель Г. Г. Вибрационная техника и технология в свайных и буровых работах. Л. : Стройиздат, 1987, с. 41, 85, 118.

2. Патент США N 4018290, кл. Е 02 D 7/18, 1977.

Формула изобретения

ОДНОВАЛЬНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий корпус, один или два приводных двигателя, дебалансный вал, с жестко и свободно посаженными дебалансами, передачи от двигателей к дебалансам, отличающийся тем, что валы приводных двигателей соединены с дебалансным валом непосредственно, а дебалансы, свободно и жестко посаженные на валу, связаны между собой посредством жестко прикрепленных к ним конических зубчатых колес и промежуточных конических зубчатых колес, одна часть последних установлена на неподвижные оси в корпусе вибровозбудителя, а другая часть - на аксиально подвижные оси, которые оснащены механизмами их поступательного перемещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2