устройство для забивания в грунт металлических конструкций

Формула изобретения

1. Устройство для забивания в грунт металлических конструкций, содержащее корпус, в котором расположены ударная часть в виде массивного ударника, жестко закрепленного на консоли, механизм для взвода и спуска ударной части и гильза, соединенная с забиваемой стойкой, отличающееся тем, что механизм для взвода и спуска ударной части выполнен в виде кулачка и пружины, а консоль массивного ударника шарнирно закреплена на корпусе, при этом кулачок расположен с возможностью воздействия на консоль снизу, а пружина - сверху, при этом устройство размещено на неподвижной вертикальной направляющей с возможностью опускания под действием собственного веса по мере погружения стойки в грунт.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пружина выполнена с возможностью предварительного сжатия.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что профиль кулачка выполнен по архимедовой спирали.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на консоли закреплены подшипники качения с запасом смазки на весь период службы, расположенные с возможностью взаимодействия с профилированной частью кулачка.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом для автоматического отключения устройства при погружении стойки в требуемое положение относительно поверхности грунта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к устройствам для погружения в грунт металлических стоек дорожного барьерного ограждения, оснований стоек дорожных знаков и других металлических стоек обустройства автомобильных дорог и других подобных металлических предметов.

Известен молот для забивки свай, включающий ударную часть, смонтированную внутри рамы, перемещаемой в направляющей базовой машины, толкатель и привод. При этом ударная часть выполнена в виде расположенной в корпусе поворотной реактивной массы с кулачками, взаимодействующими в процессе работы с толкателем (см. авторское свидетельство СССР №379739, МПК Е 02 D 7/06, опубл. 20.04.1973 г.).

Недостатком известного молота является то, что для осуществления взвода и спуска ударной части используются два механизма: один - для вращения реактивной массы, второй для подъема и опускания реактивной массы. Трение скольжения кулачка с поверхностью толкателя приводит к их интенсивному износу и к необходимости постоянной смазки трущихся деталей.

Известен также металлический пружинный молот, ударная часть которого взводится для удара с помощью кривошипного механизма, а спуск ее для удара производится за счет пазов в приводных шестернях, выполненных по дугам (см. патент США №2772858, опубл. 04.12.1956 г.).

Недостатком известного молота является сложность конструкции и трудоемкость изготовления. Кроме того, при взводе ударной части происходит удар, который воздействует на движущиеся части механизма, что приводит к быстрому износу деталей устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для забивания в грунт металлических конструкций, содержащее корпус, в котором расположены ударная часть в виде массивного ударника, жестко закрепленного на консоли, механизм взвода и спуска ударной части и гильза с установленной в ней забиваемой стойкой. Механизм взвода и спуска ударной части выполнен в виде кулисного механизма, детали ползуна которого снабжены роликами с поверхностями скольжения, работающими в масляной ванне (см. патент США №3358778, опубл. 19.12.1967 г.).

Однако известное устройство сложно по конструкции, трудоемко в изготовлении.

Кроме того, начало взвода ударной части сопровождается ударом в деталях привода. Все это обусловливает невысокую надежность и относительно высокую стоимость устройства.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение его надежности и снижение стоимости, а также увеличение технологических возможностей применения и удобства в работе.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для забивания в грунт металлических конструкций, содержащем корпус, в котором расположены ударная часть в виде массивного ударника, жестко закрепленного на консоли, механизм для взвода и спуска ударной части и гильза, соединенная с забиваемой стойкой, согласно изобретению механизм для взвода и спуска ударной части выполнен в виде кулачка и пружины, а консоль массивного ударника шарнирно закреплена на корпусе, при этом кулачок расположен с возможностью воздействия на консоль снизу, а пружина - сверху, при этом устройство размещено на неподвижной вертикальной направляющей с возможностью опускания под действием собственного веса по мере погружения стойки в грунт.

При этом пружина выполнена с возможностью предварительного сжатия, а профиль кулачка выполнен по архимедовой спирали.

Кроме того, на консоли закреплены подшипники качения с запасом смазки на весь период службы, расположенные с возможностью взаимодействия с профилированной частью кулачка.

Помимо этого устройство снабжено механизмом для автоматического отключения устройства при погружении стойки в требуемое положение относительно поверхности грунта.

Кулачок, выполненный с рабочим профилем по архимедовой спирали, обеспечивает равномерную скорость подъема массивного ударника за счет равномерного распределения крутящего момента. Пружина позволяет увеличить силу удара, передаваемую массивным ударником на забиваемую стойку, так как сила сжатия пружины влияет на скорость движения ударника. Это позволяет упростить конструкцию устройства и повысить его надежность. Кроме того, увеличиваются технологические возможности устройства за счет того, что обеспечивается возможность регулировать силу удара массивного ударника в зависимости от состояния грунта силой сжатия пружины. Размещение устройства на неподвижной вертикальной направляющей с возможностью опускания под действием собственного веса по мере погружения стойки в грунт обеспечивает его устойчивое ориентированное положение при работе устройства.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков позволяет упростить конструкцию устройства, повысить его надежность и снизить его стоимость, а также увеличить технологические возможности применения и удобства в работе.

На чертеже изображен общий вид устройства для забивания в грунт металлических конструкций с гидравлической схемой привода. Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - корпус; 2 - массивный ударник; 3 - консоль; 4 - гильза; 5 - стойка, забиваемая в грунт; 6 - кулачок; 7 - пружина; 8 - приспособление для предварительного сжатия пружины 7; 9 - подшипники качения; 10 - гидродвигатель; 11 - цепная передача; 12 - бойки; 13 - перепускной клапан; 14 - подшипники вала кулачка 6; 15 - неподвижная вертикальная направляющая; 16 - передвижной упор.

Устройство для забивания в грунт металлических конструкций содержит корпус 1, в котором расположена ударная часть в виде массивного ударника 2, жестко закрепленного на консоли 3, механизм для взвода и спуска ударной части и гильза 4, соединенная с забиваемой стойкой 5. Консоль 3 шарнирно закреплена на корпусе 1. Механизм для взвода и спуска ударной части состоит из кулачка б, расположенного с возможностью воздействия на консоль 3 снизу, и пружины 7, расположенной с возможностью воздействия на консоль 3 сверху. Профиль кулачка 6 выполнен по архимедовой спирали. Пружина 7 снабжена приспособлением 8 для предварительного сжатия. На консоли 3 закреплены подшипники качения 9 с запасом смазки на весь период службы, которые взаимодействуют с профилированной поверхностью кулачка 6. Кулачок 6 приводится во вращение гидродвигателем 10 и цепной передачей 11. В состав ударной части входят также бойки 12, перепускной клапан 13, подшипники 14 вала кулачка 6.

Устройство устанавливается на неподвижной вертикальной направляющей 15 базовой машины. Для регулировки глубины забивания стойки 5 вертикальная направляющая 15 снабжена механизмом для автоматического отключения устройства в момент, когда погружаемая стойка 5 достигнет требуемого положения относительно поверхности грунта, выполненным в виде передвижного упора 16, взаимодействующего с перепускным клапаном 13, соединяющим напорную магистраль гидродвигателя 1 со сливной магистралью.

Устройство для забивания в грунт металлических конструкций работает следующим образом.

Базовая машина, на которую навешено устройство для забивания в грунт металлических конструкций, подается к месту установки стоек 5. С помощью специального механизма (на чертеже не показан) устройство поднимают вверх по вертикальной направляющей 15 до нужной высоты. В гильзу 4 вставляют забиваемую стойку 5 и затем опускают все устройство вместе со стойкой 5 до упора ее в грунт в месте погружения. При этом корпус 1 устройства опирается в нижний бурт гильзы 4. Обеспечив возможность свободного опускания устройства по вертикальной направляющей 15 вместе с забиваемой стойкой 5, включают гидродвигатель 10.

Кулачок 6, вращаясь в подшипниках 14, взаимодействует своей наружной профильной поверхностью с подшипниками качения 9 (с запасом смазки на весь срок службы), закрепленными на консоли 3, поднимая массивный ударник 2, сжимая при этом пружину 7. В момент, когда подшипники 9 консоли 3 соскочат с выступа кулачка 6, массивный ударник 2 под действием силы сжатия пружины 7 через бойки 12 произведет удар по гильзе 4, которая передает энергию удара забиваемой стойке 5. Стойка 5 под действием силы удара погружается в грунт на некоторую глубину, а вместе с ней одновременно перемещается и гильза 4, а затем под действием собственного веса опускается по вертикальной направляющей 15 и все устройство до упора его корпуса 1 в нижний бурт гильзы 4. В это время кулачок 6 при своем вращении плавно коснется своей профилированной поверхностью подшипников 9 и вновь начнет поднимать массивный ударник 2 для следующего удара.

Глубина погружения забиваемой стойки 5 от одного удара зависит от твердости грунта, величины предварительного сжатия пружины 7, площади поперечного сечения и массы забиваемой стойки 5. От этого и от частоты вращения кулачка 6 зависит и скорость погружения стойки 5 в грунт.

Для автоматического отключения устройства в момент, когда погружаемая стойка 5 достигнет требуемого положения, т.е. высоты выступания над поверхностью грунта, рабочий, управляющий устройством, предварительно устанавливает на вертикальной направляющей 15 на нужной высоте передвижной упор 16. При опускании устройства вместе с забиваемой стойкой 5, когда шток перепускного клапана 13, установленного на корпусе 1 устройства, достигнет упора 16, перепускной клапан 13 откроется и соединит напорную магистраль гидродвигателя 10 со сливной магистралью, и работа устройства прекращается.