Винтовой рабочий орган

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых рабочих органов, используемых для крепления в грунте, глубинном уплотнении, а также в качестве тяговых элементов в устройствах для разработки непрочных грунтов. Винтовой рабочий орган включает в себя цилиндрическую штангу с наконечником и винтовую лопасть с диаметром, увеличивающимся снизу вверх, размещенную на штанге и наконечнике, а винтовая лопасть и наконечник выполнены с тороидальным профилем. Радиус тороидальной поверхности наконечника и диаметр штанги выбраны из соотношения R/D=5, а соотношение длины тороидального наконечника и диаметра штанги составляет h/D=1,85. Технический результат состоит в повышении несущей способности, снижении энергоемкости процесса внедрения винтового рабочего органа, повышении прочности грунта благодаря равномерному распределению и уплотнению грунта в стенки скважины и вдоль винтового рабочего органа. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых рабочих органов, используемых для крепления в грунте, глубинном уплотнении, а также в качестве тяговых элементов в устройствах для разработки непрочных грунтов.

Известен винтовой рабочий орган для разработки мерзлого грунта (А.С. №1078004, МПК: E02F 5/30, опубликовано: 07.03.1984 г.), включающий приводную штангу с винто - лопастным наконечником и охватывающий штангу скалывающий инструмент, скалывающий инструмент выполнен в виде шнековой лопасти, которая закреплена внутренней кромкой на штанге, сопряжена с винтовой лопастью наконечника и имеет переменный шаг, увеличивающиеся в сторону от наконечника.

Известен винтовой анкер (А.С. №1216285, МПК: E02D 5/56, опубликовано: 07.03.1986 г.), включающий цилиндрический ствол с коническим наконечником и прикрепленную к стволу винтовую лопасть, нижняя часть которой размещена на наконечнике, также на наконечнике размещена часть лопасти в пределах 2/3-3/4 ее витка.

Недостатками вышеуказанных изобретений являются значительное разрушение грунта при использовании конусного профиля рабочего органа, что приводит к низкой эффективности при работе на непрочных грунтах, а при использовании на более прочных грунтах к повышению энергоемкости процесса завинчивания винтового рабочего органа.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является винтовой анкер (А.С. №12419, МПК: E02F 5/30, E02D 5/56, опубликовано: 10.01.2000 г.), включающий цилиндрическую штангу, наконечник и винтовую лопасть, выполненную с диаметром, увеличивающимся снизу вверх, а наконечник и винтовая лопасть выполнены с тороидальным или параболическим профилем, соотношение максимального диаметра винтовой лопасти и диаметра штанги составляет от 1,5 до 2,5.

Недостатком данного устройства является нарушение целостности грунта в контактном объеме, что в свою очередь ведет к снижению несущей способности, и увеличению энергоемкости процесса внедрения винтового рабочего органа.

Задача настоящего изобретения заключается в повышении несущей способности, и снижении энергоемкости процесса внедрения винтового рабочего органа.

Техническим результатом является повышение прочности грунта благодаря равномерному распределению и уплотнению грунта в стенки скважины и вдоль винтового рабочего органа.

Поставленная задача достигается тем, что в винтовом рабочем органе, включающим в себя цилиндрическую штангу с наконечником и винтовую лопасть с диаметром, увеличивающимся снизу вверх и размещенную на штанге и наконечнике, а винтовая лопасть и наконечник выполнены с тороидальным профилем, согласно заявляемому техническому решению, радиус тороидальной поверхности наконечника и диаметр штанги выбраны из соотношения R/D=5, а соотношение длины тороидального наконечника и диаметра штанги составляет h/D=1,85,

где: R - радиус тороидальной поверхности наконечника,

D - диаметр штанги,

h - длина тороидального наконечника.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом: фиг.1 - винтовой рабочий орган, где позициями обозначены: 1 - цилиндрическая штанга, 2 - винтовая лопасть тороидального профиля, 3 - тороидальный наконечьник.

Винтовой рабочий орган включает в себя цилиндрическую штангу 1, с тороидальным наконечником 3, на котором расположена винтовая лопасть с тороидальным профилем 2, которая расположена как на тороидальном наконечнике 3 так и на цилиндрической штанге 1. Винтовой рабочий орган (фиг.1) выполнен в определенных соотношениях радиуса тороидальной поверхности наконечника (R) 3 и диаметра штанги (D) 1 которое составляет R/D=5, а также длины тороидального наконечника (h) и диаметра штанги (D)1 которое составляет h/D=1,85. Например, при диаметре штанги 1 равной D=40 мм радиус тороидальной поверхности наконечника 3 будет равен R=200 мм, а длина тороидального наконечника 3 равна h=74 мм.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Под действием крутящего момента и приложенного усилия винтовой рабочий орган (фиг.1), имеющий тороидальный наконечник 3, с помощью винтовой лопасти тороидального профиля 2 завинчивается в грунт. При этом благодаря обтекаемым формам наконечника 3 и профиля винтовой лопасти 2, а также экспериментально полученным соотношениям: радиуса тороидальной поверхности наконечника и диаметра штанги, длины тороидального наконечника и диаметра штанги, предоставленные в таблице 1, грунт наиболее равномерно распределяется и уплотняется в стенки скважины и вдоль тела рабочего органа.

Таблица 1.
Соотношение Рзадавл(Н)
R/D; h/D 3.12; 1,85 192.78
R/D; h/D 3.75; 1,85 106.19
R/D; h/D 5; 1,85 81.88
R/D; h/D 7.5; 1,85 91.35
R/D; h/D 12.5; 1,85 87.54

Из таблицы 1. следует, что наиболее рациональным соотношением является R/D=5; h/D=1,85, так как при нем усилие на задавливание наименьшее.

Таким образом, за счет сохранения целостности грунта в зоне контакта и равномерном его уплотнении увеличивается несущая способность винтового рабочего органа и происходит снижение энергоемкости процесса внедрения винтового рабочего органа.

Винтовой рабочий орган, включающий в себя цилиндрическую штангу с наконечником и винтовую лопасть с диаметром, увеличивающимся снизу вверх и размещенную на штанге и наконечнике, а винтовая лопасть и наконечник выполнены с тороидальным профилем, отличающийся тем, что радиус тороидальной поверхности наконечника и диаметр штанги выбраны из соотношения R/D=5, а соотношение длины тороидального наконечника и диаметра штанги составляет h/D=1,85, где R - радиус тороидальной поверхности наконечника, D - диаметр штанги, h - длина тороидального наконечника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для дробления и раскалывания крупногабаритных изделий из глины, камня, бетона, железобетонных плит, а также для разрушения асфальтового покрытия, ледового покрова и пр.

Изобретение относится к землеройным машинам, в частности к машинам для прокладки траншей по дну рек и морей. .
Изобретение относится к области производства земляных работ при вскрышных работах, рытье котлованов и траншей в условиях вечномерзлого состояния грунта. .

Изобретение относится к области машин и механизмов ударного действия, а именно к гидропневматическим ударным устройствам. .

Изобретение относится к области строительства, а именно для послойного рыхления прочных грунтов, а также снятия асфальтобетонных покрытий при ремонте автомобильных дорог и тротуаров.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам искусственного оттаивания мерзлых горных пород, и может быть использовано в горной промышленности, преимущественно при разработке месторождений и в строительстве.

Изобретение относится к землеройным машинам, а именно к рабочему оборудованию одноковшовых гидравлических экскаваторов, предназначенных для разработки прочных грунтов и покрытий (асфальто- и цементобетонных).

Изобретение относится к горному делу и строительству в сложных рельефных условиях и прочных скальных породах при производстве земляных работ по устройству оснований земляных сооружений различного вида и назначения.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов в малоэтажном строительстве на всех типах грунтов, а также для уплотнения прилегающего грунта.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения фундаментов, а также для установки и крепления различных сооружений, линий электропередач, заборов, ограждений и других конструкций.

Изобретение относится к области горной промышленности и строительства и может быть использовано при строительстве фундаментов зданий, опор ЛЭП, радиомачт, мостов, эстакад, путепроводов и других специальных сооружений.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов глубокого заложения при строительстве высотных зданий, мостов и берегоукрепительных работ.

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов при строительстве зданий, мостов, линий электропередач и берегоукрепительных работ. .

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов при строительстве мостов, зданий, линий электропередач и берегоукрепительных работ. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к укреплению слабых грунтов, и может быть использовано при строительстве промышленных и гражданских объектов как при возведении новых фундаментов, так и при усилении старых, поврежденных или требующих реконструкции фундаментов.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых свай для различных типов грунтов. Перекрестнолопастная свая содержит ствол в виде стальной трубы и две лопасти, каждая из которых представляет из себя полукруг диаметром, большим диаметра ствола сваи. Нижний торец ствола срезан на одну половину его диаметра под углом α от линии, перпендикулярной оси ствола, и на другую половину его диаметра под углом 180°-α от линии, перпендикулярной оси ствола, а к образованным в результате среза наклонными поверхностям в торце ствола приварены лопасти. Каждая лопасть приварена к соответствующему торцу ствола с расположением крайней точки лопасти на линии диаметра полукруга с одной его стороны на продолжении образующей наружной поверхности ствола, при этом указанные крайние точки полукругов расположены по разные стороны ствола и на общей линии, проходящей через ствол перпендикулярно оси ствола. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных качеств сваи, снижении нагрузок на лопасти при их врезании в грунт, повышении надежности и долговечности лопастей. 5 ил.
Наверх