Захват для извлечения трубчатых элементов

 

Союз Советскин

Социалистнчесиик

Республик

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»740897 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл.

Е 02 D 13/00 (22) Заявлено01. 11.77 (2! ) 2538822/29-33 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гоеудерстеенный комитет аа делам нэебретеннй н открытий (53) УДК 624.155;. 15(088.8) Опубликовано 15.06.80. Бюллетень .%22

Дата опубликования описания 17.06.80 (72) Авторы изобретения С. В. Романов, Ю. В. Чувенков, Н. В. Гудзенко и А. С. Барчук

Научно-исследовательский институт строительного производства

Госстроя Украинской CCP (73 ) Заявитель (54) ЗАХВАТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области строительного производства и может быть использовано для извлечения обсадных труб и свай статическими выдергивающими усилиями.

Известен клиновый захват, включающий кольцевой корпус, на внутренней стенке которого попарно установлень- самозаклинивающиеся клинья (l) .

Недостатками этого захвата являются

30 возможность проскальзывания клиньев вдоль извлекаемого элемента в момент приложения выдергивающей нагрузки и возможность заклинивания (трудность ос15 вобождения извлекаемого элемента после снятия нагрузки). Эти недостатки снижают надежность работы клиновых захватов, не позволяют применять их в устройствах для извлечения обсадных труб и свай, работающих в автоматическом режиме, затрудняют получение таких обжимающих усилий, которые в любой момент обеспечивают равенство сил трения между извле2 каемым элементом и захватом и выдергивающих сил.

Наиболее близким к изобретению являетс захват, включающий колодки, шарнир-о соединенные с ними тяги и рычаги, свободные концы которых связаны с тросовым приводом Ц .

Одним из недостатков этого захвата является то, что при больших выдергивающих усилиях, которые возникают при извлечении осадных труб и свай, односторонне приложенные выдергивающие усилия будут создавать большой изгибающий момент в извлекаемом элементе, что может привести к его разрушению и что будет создавать дополнительное сопротивление извлечению обсадной трубы или сваи.

В связи с этим трудно обеспечить одно из основных условий извлечении элементов: равенство выдергивающего усилия силе трения между захватом и извлекаемым элементом. Кроме того, для освобождения захвата и смещения его вдоль извлекаемого элемента с целью приложе3 74 н ия очередного цикла в ыдер живаюших усилий, помимо снятия ранее приложенного усилия, направленного вверх, необходимо припо жить усилие, направленное вниз, что зат-, рудняет применение этого захвата дпя извлечения обсадных труб и свай в автоматическом режиме циклически выдерживаюшими усилиями.

Цепью изобретения является обеспечение автоматического регулирования усипия обжатия извпекаемого эпемента,обес печиваюшего в любой момент равенство выдергивания силе трения между захватом и извпекаемым элементам.

Поставленная цель достигается тем, что захват дпя извлечении трубчатых эпементов, включающий коподки, шарнирно связанные с ними тяги и рычаги, свободные концы которых связаны с тросовым приводом, снабжен обоймой, размещенной вокруг колодок, а тяги установлены между обоймой и колодками накпонно относительно рычагов и шарнирйо соединены с ними своими концами, причем колодки прикреплены к рычагам с помощью роликов,при этом угол накпона тяг с определяется по формуле:

d. =а сФ.д

4+

Д у где P< — расстояние от точки опирания рычага на ролик до оси шарнира, на котором закреплен рычаг;.;

1 — расстояние от оси шарнира, на . котором закреппен рычаг, до точки приложении усилия; — коэффициент трения колодок по извпекаемому эпементу.

На фиг. 1 показан предложенный захват (поперечный разрез)„ на фиг. 2— то же (сеченйе А-А), на фиг. 3 — то же (сечение Б-Б); на фиг. 4 — расчетная схема усилий в элементах захвата.

Захват содержит колодки 1, шарнирно соединенные посредством тяг 2 с обоймой

3, на которой при помощи горизонтапьных шарниров 4 закреплены рычаги 5.

Внешний конец рычагов 5 соединен с рабочим элементом грузоподъемного механизма 6 (например, с тросом, поршнем гидроципиндра и т.n.), а внутреннйй конец рычагов 5 свободно оперт на ролики 7, смонтированные на колодках 1, Захват работает спедуюшим образом.

При натяжении канатов через рычаги

5 и горизонтальные шарниры 4 на стенки обоймы 3 передаются усипия, направленные вверх, а на колодки 1 через ры0897 4. чанги 5 и ролики 7 — усилия, направленные вниз. Под действием этих усилий обойма 3 приподнимается, а колодки 1 опускаются вниз, уменьшая при этом угол наклона сС тяг 2. 3а счет поворота тяг 2 благодаря наличию роликов

7 колодки 1 прижимаются к поверхности извлекаемого элемента 8, так как обойма 3 представляет собой замкнутый жестlO кий элемент и его стенки не имеют возможности перемещаться. Прижимаясь к извлекаемому элементу 8, колодки 1 создают силу трения, которая уравновешивает выдергивающие усилия, приложен15 ные к канатам.

После извлечения обсадной трубы или сваи на величину, равную ходу грузоподъемного механизма, канаты ослабляются, обойма 3 под действием собствен20 ного веса опускается, колодки 1 отходят от поверхности извлекаемого эпемента 8 за счет увеличения угла накпо на с тяг 2, и захват опускается на требуемую величину дпя повторения цикла

25 извпечения обсадной трубы ипи сваи.

Такое конструктивное выполнение захвата позволяет автоматически осушествпять захват извлекаемого элемента (при натяжении канатов) и освобождение

30 извлекаемого эпемента (при ослаблении канатов). При этом также автоматически регулируется величина силы обжатия извпекаемого элемента 8 колодками 1 так, что в любой момент величина выдер55 гиваюшего усилия равняется величине силы трения между колодками 1 и стенками извлекаемого элемента 8.

Расчетная схема усилий в элементах захвата приведена на фиг. 4 .(на схеме

40 условно приведена лишь половина захвата и не показан извлекаемый элемент).

Заменяя действия колодки 1 и обоймы

3 на рычаг 5 реакциями Я и R и рассматривая равновесие рычага 5, найдем:

Е„ Ея в е„.

Аналогично, рассматривая равновесие обоймы 3, определим

5О (условно принято р тп,т количество тяг 2 равным 3) Даже из условия равновесия колодки

1 найдем

,+е .

Е„1у

740897

Сила трения между колодками 1 и извлекаемым элементом 8 1+ 2

Т-9 — х;

9„ д А где 1 — коэффициент трения материала колодок по материалу извлекаемого элемента..

Подставляя в выражение для силы трения Т вместо дЫприведенное выше соот- 10 ношение %, получим 1 + 2

Т 5, то есть при соблюдении указанного соотношения между углом наклона

15 тяг 2 и размерами рычагов 5 выдергивающее усилие будет равняться силе трении между колодками 1 захвата и извлекаемым элементом.

Автоматическое соблюдение условии

Т Я не только обеспечивает надежную работу предлагаемого захвата без проскальзывания, но также позволяет избежать излишних обжимающих усилий, которые могут привести к деформации или . разрушению извлекаемых элементов.

Применение захвата позволит создать, надежную и высокопроизводительную установку для извлечения осадных труб и свай.

20 где 6 — расстояние от точки опирания рычага на ролик до оси шарнира, на котором, закреплен ры-.

zm, - расстояние от оси шарнира, на котором закреплен рычаг, до точки приложения усилия, — коэффициент трения колодок по извлекаемому элементу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ № 1634413, кл. 84 С 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 242759, кл. Е 02 3 13/00, 1967 (прототип }.

Фор мула изобретения

1. Заяват для изжечения трубчатых элементов, преимущественно свай, содержащий колодки, шарнирно соединенные с ними тяги и рычаги, свободные концы которых связаны с тросовым при-, водом, отличающийся тем, что,,с целью обеспечения автоматического регулирования усилия обжатия извлекаемого элемента, он снабжен обоймой, размещенной вокруг колодок, а тяги установлены между обоймой и колодками наклонно относительно рычагов и шар-.. нирно соединены с ними своими концами, ричем колодки прикреплены к рычагам с помощью роликов.

2. Захват по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что угол наклона тяг определяется по формуле..

740897

Составитель Н. Заболоцкая

Редактор Н. Коган Техред H. Бабурка Корректор М. Вигула

Заказ 3170/34 Тираж 713 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5I

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4