МАШИНА ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ ИЛИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ (МС-1) (ВАРИАНТЫ) И ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЬ ДЛЯ НЕЕ

Полезная модель относится к строительству, более конкретно, машинам для сооружения свай или свайных фундаментов с железнодорожного пути под опоры при обустройстве и ремонте контактной сети железных дорог, для бурения скважин под опоры контактной сети в талых и сеэонно-мерзлых грунтах до IV группы, для образования скважин под опоры контактной сети в вечно мерзлых и трещиноватых и разборно скальных грунтах V-IX групп.
Известно изобретение «Машина для сооружения свайных фундаментов под опоры контактной сети» (патент RU №2081243, E 02 D 7/16, опубл. 1997.06.10), включающее самоходную железнодорожную платформу, установленную на ней поворотную раму, на которой смонтирована выдвижная в горизонтальной плоскости рама с укрепленной на ней с возможностью поворота в вертикальной плоскости мачтой с рабочим органом. Механизм выдвижения рамы и перемещения вместе с ней электрокабелей и рукавов состоит из гидроцилиндра, звездочек, взаимодействующих с приводной и опорной направляющими, закрепленными соответственно на выдвижной и поворотной рамах, и барабана, огибаемого электрокабелями и рукавами. Гидроцилиндр закреплен корпусом и штоком соответственно на выдвижной и поворотной рамах.
Недостатком данного технического решения является ограничение длины погружаемых фундаментов до 4,5 м.
Известна полезная модель «Устройство для вибропогружения свайных фундаментов опор контактной сети» (RU патент №19511, B 61 D 15/00, опубл. 2001.09.10), включающее самоходную железнодорожную платформу, содержащую силовую установку, кабину с органами управления и приборами контроля, вибропогружатель с механизмом захвата свайных фундаментов, смонтированный на опорно-поворотном устройстве, и погрузочно-зарядное оборудование, в котором устройство для загрузки свайных фундаментов выполнено в виде крана-манипулятора, оснащенного сменным оборудованием. Сменное оборудование крана-манипулятора выполнено в виде бура или в виде трамбовки.
Недостатком данного технического решения является ограничение длины погружаемых фундаментов до 4,5 м. Размещение сменного оборудования на кране-манипуляторе создает трудности при использовании данного оборудования из-за неустойчивости данной системы.
Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемой полезной модели, т.е прототипом.
Известно изобретение «Вибропогружатель» (RU патент №2077636, E 02 D 7/18, опубл. 1997.04.20), включающий привод, корпус с размещенным в нем на одной оси эксцентриковыми валами, объединенными в отдельные группы, причем группа с полыми эксцентриковыми валами соединена зубчатой передачей с распределительным валом привода. А эксцентриковые валы другой группы выполнены также полыми, соединены зубчатой передачей с распределительным валом и объединены попарно с
эксцентриковыми валами первой группы посредством проходящей через их полости оси, жестко закрепленной в корпусе.
Недостатком данного технического решения является ограничение длины погружаемых фундаментов до 4,5 м.
Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, повышение мощности погружения, в том числе обеспечение возможности погружения свай длиной 8 м, фундаментов и анкеров всех типов длиной до 5,5 м за счет их бокового зажатия, более мощного вибропогружателя.
Поставленная задача по варианту 1 решается созданием машины для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети, включающей самоходную железнодорожную платформу, содержащую силовую установку, средства управления и контроля, погрузочно-зарядное оборудование, опорно-поворотное устройство, рабочий орган, в которой рабочий орган закреплен на подвижной каретке, перемещающейся по направляющей раме, размещенной на опорно-поворотном устройстве, при этом рабочий орган выполнен в виде сменного оборудования.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде шнеко-резцового оборудования с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде пневмо-ударного оборудования для разработки скальных пород.
Поставленная задача по варианту 2 решается созданием машины для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети, включающей самоходную железнодорожную платформу, содержащую силовую установку, средства управления и контроля, погрузочно-зарядное оборудование, опорно-поворотное устройство, рабочий орган, включающий вибропогружатель с устройством захвата, в которой вибропогружатель закреплен на подвижной каретке, перемещающейся по направляющей раме, размещенной на опорно-поворотном устройстве, при этом в устройстве захвата вибропогружателя установлены четыре гидроцилиндра, штоки которых жестко соединены с клиньями, а клинья взаимодействуют с зажимными сухарями.
Кроме того, под каждым гидроцилиндром закреплены направляющие планки, в вертикальных пазах которых расположены клинья. Кроме того, клинья имеют пазы, расположенные наклонно. Кроме того, пазы направляющих планок и клиньев выполнены в виде «ласточкина хвоста».
Кроме того, зажимные сухари выполнены со сменными губками. Кроме того, рабочий орган оснащен сменным оборудованием. Кроме того, рабочий орган выполнен в виде шнеко-резцового оборудования с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде пневмо-ударного оборудования для разработки скальных пород.
Поставленная задача по варианту 3 решается созданием машины для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети, включающей самоходную железнодорожную платформу, содержащую силовую
установку, средства управления и контроля, погрузочно-зарядное оборудование, опорно-поворотное устройство, рабочий орган, в котором рабочий орган содержит вращатель, шнек, резцовую головку, люнет, при этом шнек соединен с вращателем и резцовой головкой, а рабочий орган закреплен на подвижной каретке, перемещающейся по направляющей раме, размещенной на опорно-поворотном устройстве, причем на направляющей раме жестко установлен люнет.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде шнеко-резцового устройства с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм или вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов или пневмо-ударного оборудования.
Поставленная задача по варианту 4 решается созданием машины для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети, включающей самоходную железнодорожную платформу, содержащую силовую установку, средства управления и контроля, погрузочно-зарядное оборудование, опорно-поворотное устройство, рабочий орган, в которую дополнительно введено компрессорное оборудование, рабочий орган содержит вращатель, обойму, воздушный коллектор, буровую штангу, пневмоударник с кожухом и буровой коронкой, при этом вращатель соединен с буровой штангой обоймой, воздушный коллектор смонтирован на хвостовике буровой штанги под обоймой, буровая штанга соединена с пневмоударником, а рабочий орган закреплен на подвижной каретке, перемещающейся по направляющей раме, причем на направляющей раме жестко установлен люнет, а компрессорное оборудование расположено на дополнительной железнодорожной платформе.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов.
Кроме того, рабочий орган выполнен в виде шнеко-резцового устройства с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм.
Задача решается также созданием вибропогружателя, содержащего вибратор с направляющей, устройство захвата, в котором в устройстве захвата установлены четыре гидроцилиндра, штоки которых жестко соединены с клиньями, взаимодействующими с зажимными сухарями, под каждым гидроцилиндром закреплены направляющие планки, в вертикальных пазах которых расположены клинья, при этом клинья имеют пазы, расположенные наклонно.
Кроме того, пазы направляющих планок и клиньев выполнены в виде «ласточкина хвоста».
Кроме того, зажимные сухари выполнены со сменными губками.
На фиг.1 изображена машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1) по варианту 1.
На фиг.2 изображена машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1), оснащенная вибропогружателем по варианту 2.
На фиг.3 изображена машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1), оснащенная сменным оборудованием шнеко-резцового типа по варианту 3.
На фиг.4(а, б) изображены: а) машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1), оснащенная
сменным оборудованием пневмо-ударного типа для разработки скальных пород, б) сменное оборудование пневмо-ударного типа для разработки скальных пород по варианту 4.
На фиг.5 представлен вибропогружатель для машины для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1).
Машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1) по варианту 1 (фиг.1), включающей самоходную железнодорожную платформу 1, содержащую силовую установку 2, средства управления и контроля 3, погрузочно-зарядное оборудование 4, 5, опорно-поворотное устройство 6, рабочий орган 7, в котором рабочий орган 7 закреплен на подвижной каретке 8, перемещающейся по направляющей раме 9, размещенной на опорно-поворотном устройстве 6, при этом рабочий орган 7 выполнен в виде сменного оборудования.
Рабочий орган 7 выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов (фиг.5) или шнеко-резцового оборудования с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм (фиг.3) или пневмо-ударного оборудования для разработки скальных пород (фиг.4).
Машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1) по варианту 2 (фиг.2) содержит самоходную железнодорожную платформу 1, содержащую силовую установку 2, средства управления и контроля 3, опорно-поворотное устройство 6, рабочий орган, включающий вибропогружатель с устройством захвата свай или свайных фундаментов 7 и погрузочно-зарядное оборудование 4, 5, содержащее устройство для загрузки свайных фундаментов 4 и стол для
их подачи 5, в котором вибропогружатель 7 закреплен на подвижной каретке 8, перемещающейся по направляющей раме 9, которая размещена на опорно-поворотном устройстве 6, при этом в устройство захвата вибропогружателя (фиг.5) установлены четыре гидроцилиндра 10, штоки 11 которых жестко соединены с клиньями 12, которые взаимодействуют с зажимными сухарями 13. Под каждым гидроцилиндром 10 закреплены направляющие планки 14, в вертикальных пазах которых расположены клинья 12, имеющие пазы, расположенные наклонно. Пазы направляющих планок 14 и клиньев 12 выполнены в виде «ласточкина хвоста». Зажимные сухари 13 выполнены со сменными губками.
Рабочий орган 7 выполнен в виде сменного оборудования шнеко-резцового типа (фиг.3) с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм для бурения лидерных скважин и пневмо-ударного типа для разработки скальных пород (фиг.4).
Машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети по варианту 3 (фиг.3) содержит самоходную железнодорожную платформу 1, содержащую силовую установку 2, средства управления и контроля 3, погрузочно-зарядное оборудование 4, 5, опорно-поворотное устройство 6, рабочий орган 7, содержащий вращатель 8, шнек 9, резцовую головку 10, люнет 13, при этом шнек 9 соединен с вращателем 8 и резцовой головкой 10, а рабочий орган 7 закреплен на подвижной каретке 11, перемещающейся по направляющей раме 12, размещенной на опорно-поворотном устройстве 6, причем на направляющей раме 12 жестко установлен люнет 13.
Рабочий орган 7 выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов (фиг.5) или пневмо-ударного оборудования для разработки скальных пород (фиг.4).
Машина для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети по варианту 4 (фиг.4) включает самоходную железнодорожную платформу 1, содержащую силовую установку 2, средства управления и контроля 3, погрузочно-зарядное оборудование 4, 5, опорно-поворотное устройство 6, рабочий орган 7 содержит вращатель 8, обойму 9, воздушный коллектор 10, буровую.штангу 11, пневмоударник 12 с кожухом 13 и буровой коронкой 14 и компрессорное оборудование 15, при этом вращатель 8 соединен с буровой штангой 11 обоймой 9, воздушный коллектор 10 смонтирован на хвостовике буровой штанги 11 под обоймой 9, буровая штанга 11 соединена с пневмоударником 12, а рабочий орган 7 закреплен на подвижной каретке 16, перемещающейся по направляющей раме 17, причем на направляющей раме 17 жестко установлен люнет 18, а компрессорное оборудование расположено на дополнительной железнодорожной платформе 18.
Рабочий орган 7 выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата, обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов (фиг.5) или шнеко-резцового оборудования с диаметром 325 мм или с диаметром 620 мм (фиг.3).
Вибропогружатель (фиг.5) содержит вибратор 1 с направляющей 2, устройство захвата свай или свайных фундаментов 3, в корпусе вибратора 1 смонтированы два десбалансных вала, расположенных на одной
горизонтальной оси и связанных друг с другом посредством зацепляющихся зубчатых колес (не показаны), при этом устройство захвата вибропогружателя 3 состоит из двух половин, в верхней половине которого установлены четыре гидроцилиндра штоками вниз 10, а в нижней половине смонтировано зажимное устройство, к корпусу нижней половины захвата 3 непосредственно под каждым гидроцилиндром 10 закреплены направляющие планки 11, в вертикальных пазах которых расположены клинья 14, жестко соединенные со штоками гидроцилиндров 10, имеющие пазы, расположенные наклонно, с которыми взаимодействуют зажимные сухари 12 со сменными губками 13. Пазы направляющих планок 11 и клиньев 14 выполнены в виде «ласточкина хвоста».
Принцип действия полезной модели по вариантам 1, 2, 3, 4 заключается в следующем.
Все механизмы и системы машины для погружения свай или свайных фундаментов под опоры контактной сети (МС-1) (фиг.1) обслуживаются силовой установкой 2, расположенной на передней части машины железнодорожной платформы 1 и представляющей собой дизель-электрическую станцию. Управление станцией сосредоточено в кабине машины 3. Рабочий орган 7 по варианту 2 выполнен в виде вибропогружателя с устройством захвата 3 (фиг.5), обеспечивающим боковое зажатие свай или свайных фундаментов и жесткое соединение погружаемого элемента с вибратором и их погружение в грунт за счет виброэффекта.
По варианту 3 рабочим органом является сменное оборудование, выполненное в виде шнеко-резцового оборудования (фиг.3) с диаметром 325 мм для бурения лидерных скважин, с диаметром 620 мм - для
бурения скважин под установку цельных опор контактной сети, по варианту 3 - сменное оборудование, выполненное в виде пневмо-ударного оборудования (фиг.4) для разработки скальных пород.
Рабочий орган 7 закреплен на подвижной каретке 8, перемещающейся по направляющей раме 9, которая смонтирована с возможностью сдвижки на поворотном кронштейне, размещенном на опорно-поворотном устройстве 6, которое обеспечивает разворот рабочего оборудования на угол 90 градусов в обе стороны от ее продольно оси. Поворот кронштейна с помощью двух гидроцилиндров позволяет устанавливать направляющую раму 9 в вертикальное (рабочее) и наклонное (транспортное) положения. Направляющая рама 9 служит для перемещения каретки 8 с вибропогружателем 7 при захвате элемента с рабочего стола 5 и при их погружении в грунт. Перемещение каретки 8 выполняется механизмом подачи в виде подающего гидроцилиндра и цепного полиспата, причем полиспат выполнен так, что усилие передается на каретку 8 одной цепной ниткой, а усилие подъема - двумя. Погрузка фундаментов и свай на платформу и подача их на стол для захвата вибропогружателем осуществляют краном-манипулятором 4, оснащенным захватом.
Вибропогружатель 9 (фиг.5) содержит вибратор 1 с направляющей 2 и устройство захвата 3. В корпусе вибратора на сферических роликоподшипниках смонтированы два связанных друг с другом десбалансных вала посредством зацепляющихся зубчатых колес, расположенных на одной горизонтальной оси. Такая связь обеспечивает вращение десбалансных валов в разных направлениях с одинаковой скоростью и гарантирует их синхронизацию. На каждом десбалансном валу смонтированы
два десбаланса, привод которых осуществляется от своего гидромотора через зубчатую передачу (на чертеже не показаны).
При ходе штоков гидроцилиндров 10 вниз клинья 14 опускаются вместе с ними и перемещают зажимные сухари 12 в горизонтальной плоскости в направлении сваи. При замене губок 13 захват 3 может использоваться при погружении свайных фундаментов.
Увеличена мощность вибропогружателя на 50% за счет увеличения массы десбалансов.
Сменное буровое оборудование шнеко-резцового типа к устройству для вибропогружения свай или свайных фундаментов (фиг.3) предназначено для бурения лидерных скважин под опоры контактной сети железных дорог в сложных геологических условиях. Оборудование обеспечивает эффективное бурение как талых, так и мерзлых грунтов со скальными включениями содержанием до 30% и размерами до 60 мм. Для подключения вращателя 8 к гидросистеме машины служат рукава высокого давления и соединительные муфты. Защита гидромотора вращателя 8 от перегрузок осуществляется с помощью блока предохранительных клапанов, настроенных на давление 35-1,0 МПа. В осевом направлении шнек 9 на валу вращателя 8 и резцовая головка 10 в концевой втулке фиксируются осями. Люнет 13 предназначен для обеспечения направленного бурения и разгрузки шнека 9 за пределы скважины.
Сменное оборудование типа пневмо-ударного оборудования для разработки скальных пород к устройству для вибропогружения свай или свайных фундаментов (фиг.4) предназначено для разработки скважин под опоры контактной сети в трещиноватых и разборных скальных грунтах
V-IX групп по классификации СНиП. Оборудование состоит из рабочего органа 7 и компрессорного оборудования 15. Последнее устанавливается на дополнительной железнодорожной платформе 18, сцепленной с устройством СМ-1 со стороны погрузочно-зарядного устройства 4, 5, и закрепляется в соответствии с главой 5 «Технических условий погрузки и крепления грузов» (как неупакованные грузы с плоскими опорами). Компрессорное оборудование включает две компрессорные станции, синхронную работу которых обеспечивают обратные клапаны. Для соединения вращателя 8 рабочего органа 7 с буровой штангой 11 служит обойма 9. Буровая штанга 11 служит для передачи от вращателя 8 пневмоударнику 12 вращения и усилия подачи. Воздушный коллектор 10 монтируется на хвостовике буровой штанги 11 под обоймой 9 и соединяется с корпусом вращателя 8 посредством тяг. Для подключения к воздушному коллектору 10 воздушного рукава служит поворотный фланец, за счет которого обеспечивают необходимую ориентацию воздушного рукава при транспортном и рабочем положениях оборудования, а также при переводе рабочего органа 7 из одного положения в другое. Наружная поверхность пневмоударника 12 закрыта кожухом для увеличения скорости воздушного потока в затрубном пространстве скважины и за счет этого эффективное удаление из скважины продуктов бурения.
Размещение и конструкция навески рабочего органа 7 на базовую железнодорожную платформу позволяет манипулировать им таким образом, что обеспечивается наводка рабочего органа на отметки погружения элементов и достижения глубины погружения.
Управление всеми операциями, кроме работы крана-манипулятора и рабочего стола, осуществляется из закрытой герметизированной кабины машины 3.
За счет сменного оборудования машина является многофункциональной, позволяющей использовать ее как при разработке скважин под раздельный способ монтажа опор контактной сети, так и цельных опор в различных категориях грунтов.
Заявленная полезная модель отличается наличием поясного вибропогружателя повышенной мощности, обеспечивающего погружение свай до 8 м, фундаментов и анкеров всех типов длиной до 5,5 м за счет их бокового зажатия, увеличенной глубиной погружения элементов, универсальным захватным устройством, оснащением рабочего органа сменным оборудованием.