Patent RU-40332-U1 (RU)
Title: Вибропробивное устройство
IPC: E02D7/18
Filed: 2004-06-02
Granted: 2004-09-10
Abstract: Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении фундаментных колодцев под набивные сваи, а также при изготовлении водяных и дренажных колодцев, и т.п. Известное в настоящее время устройство для вытрамбовывания скважин в грунте, взятое нами в качестве прототипа, содержащее привод и рабочий орган, включающий корпус, рабочий наконечник для разрушения грунта, расположенный у нижнего конца корпуса, направляющую и ударник. Однако, данное техническое решение обладает низкой экономичностью и малой производительностью работ и имеет весьма ограниченные технологические возможности. Таким образом, задачей создания предлагаемого технического решения является повышение эффективности работы при снижении энергозатрат путем расширения технологических возможностей - изготовления фундаментных колодцев без выемки земли в полном диапазоне применяемых набивных свай в соответствии со СНиП II Б.5-67* при значительном снижении энергозатрат. Поставленная задача решается тем, что корпус выполнен полым и формообразующим в виде размерообразующей направляющей трубы со съемным фланцем на одном конце и формообразующего рабочего наконечника с внутренней ударной пятой - на другом, а вибропривод с ударником, выполнен в виде виброударновращающего механизма, при этом формообразующий корпус и виброударновращающий механизм выполнены с возможностью жесткой связи между собой посредством сцепной муфты, одна полумуфта которой закреплена на съемном фланце формообразующего корпуса, другая - на теле ударника виброударновращающего механизма, причем виброударновращающий механизм выполнен в виде дебалансного вибратора с двусторонним электромеханическим приводом, обеспечивающим раздельные возвратно-поступательное в вертикальной и возвратно-вращательное в горизонтальной плоскостях движения жестко связанному с вибратором ударнику, расположенному внутри формообразующего корпуса, размещенному с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно его направляющей в вертикальной плоскости и возвратно-вращательного перемещения вместе с ним в горизонтальной плоскости и установленному соосно пяте формообразующего рабочего наконечника посредством роликовых опор, закрепленных на теле ударника по диаметру его сечений через 120 град. с разворотом относительно друг друга на 60 град.  
     Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом и аналогичными решениями позволяет заявить, что предлагаемое техническое решение обладает новыми конструктивными элементами и связями между ними. Использование предлагаемого технического решения позволяет: 
     - заменить такие методы устройства фундаментных колодцев как бурение, погружение молотами или вибраторами инвентарных обсадных труб, закрытых снизу теряемым железобетонным башмаком; 
     - снизить удельные показатели энергопотребления за счет: 
     а) использования двустороннего привода (например, с одним электродвигателем, применением реверса и обгонных муфт), что повышает коэффициент использования двигателя при осуществлении раздельных движений механизма 2 - возвратно-поступательного для вибропробивании колодца и возвратно-вращательного для извлечения устройства из пробитого колодца и выглаживания его стенок; 
     б) отсутствия колебательных движений формообразующего корпуса 1 в вертикальной плоскости при вдавливании корпуса в грунт, что исключает его утрамбовку, снижает лобовое сопротивления грунта, и, как следствие, уменьшает расход энергии на его преодоление; 
     в) минимальной длины формообразующего наконечника, что уменьшает на его боковых стенках сопротивление погружению корпуса 1 в грунт; 
     г) применения возвратно-вращательных движений при выемке формообразующего корпуса 1 из пробитого колодца путем автоматического соединения с помощью сцепной муфты 3 с механизмом 2, что резко уменьшает сопротивление подъему; 
     - повысить производительность работ за счет: 
     а) увеличения скорости внедрения устройства в грунт, в свою очередь за счет: 
     1. отсутствия возвратно-поступательного движения формообразующего корпуса 1; 
     2. оптимального фазового угла встречи ударника с пятой наконечника, при котором обеспечивается наибольшая скорость соударения, а также за счет того, что удар происходит на одном периоде вращения небалансов. В результате этого могут быть существенно снижены время и затраты на изготовление колодцев. Ориентировочные расчеты показывают, что для пробивки фундаментного колодца глубиной 10 м и диаметром 600мм требуется 5-10 минут, в зависимости от плотности грунта. При этом установленная мощность составляет не более 11 Квт.