одновальный вибровозбудитель направленного действия

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.

Описание изобретения к патенту

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.