Устройство для вытрамбовывания котлованов

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТРАМБОВЫВАНИЯ КОТЛОВАНОВ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Пойта Петр Степанович Пчелин Вячеслав Николаевич Тимощук Валерий Анатольевич (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)1. Устройство для вытрамбовывания котлованов, содержащее Подъемный Механизм со стрелой, направляющую щтангу и установленную на ней посредством крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения трамбовку в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной Пирамиды, отличающееся тем, что выще трамбовки на направляющей щтанге вокруг нее монтирована пружина сжатия с жестко защемленным верхним и подвижным нижним концами, а само устройство на щтанге снабжено ограничителями высоты подъема и грузоподъемности.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на нижнем конце пружины установлено упорное кольцо.(56) 1. Патент РБ на изобретение 4659, МПК Е 0213 3/046, Е 01 С 19/34, 2002. 2. Патент РФ 2016960, МПК Е 0213 3/046, 1994.Полезная Модель относится К строительству, а именно К фундаментостроению, И может найти применение при возведении фундаментов в вь 1 трамбовь 1 ваннь 1 х котлованахИзвестно устройство для вь 1 трамбовь 1 вания котлованов, содержащее подъемный механизм со стрелой, направляющую штангу и установленную на ней посредством крюков,блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения трамбовку в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной пирамиды 1.Сущность вь 1 трамбовь 1 вания известным устройством состоит в том, что котлованы под фундаменты не отрываются, а вь 1 трамбовь 1 вают на необходимую глубину падающей с высоты 68 м трамбовкой массой 56 т, при этом одновременно с образованием котлована происходит уплотнение грунта основания.Известное устройство обладает рядом недостатков, определяющих низкую эффективность вь 1 трамбовь 1 вания котловановневысокая энергия одного удара, зависящая от массы трамбовки и высоты ее падения перед сбрась 1 ванием, увеличение которых ограничено параметрами базовой машиныневысокий коэффициент полезного действия (КПД) наносимого трамбовкой удара и тем самым высокие энергозатраты на вь 1 трамбовь 1 вание котловановнезначительное соотношение масс ударной части механизма (трамбовки) по отношению к разрушаемому объему (массе) грунта, что также определяет невысокий КПД удара.Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для вь 1 трамбовь 1 вания котлованов под фундаменты, включающее подъемный механизм со стрелой, направляющую штангу и установленную на ней посредством крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения трамбовку в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной пирамиды, причем трамбовка вь 1 полнена составной из двух (верхней и нижней) частей, связанных осью вращения 2.Наряду с положительной возможностью образования звездообразнь 1 х котлованов заявляемое устройство обладает также низкой эффективностью процесса вь 1 трамбовки, обусловленной невысокой энергией одиночного удара, небольшим КПД удара и незначительнь 1 м соотношением соударяемь 1 х масс 2.Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в том, чтобы повь 1 сить эффективность вь 1 трамбовь 1 вания котлованов за счет увеличения энергии и КПД удара и увеличения соотношения соударяемь 1 х масс.Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном устройстве для вь 1 трамбовь 1 вания котлованов, содержащем подъемный механизм со стрелой, направляющую штангу и установленную на ней посредством крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения трамбовку в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной пирамиды, выше трамбовки на направляющей штанге вокруг нее монтирована пружина сжатия с жестко защемленнь 1 м верхним и подвижным нижним концами, а само устройство на штанге снабжено ограничителями высоты подъема (ОВП) и грузоподъемности (ОГП). На нижнем конце пружины установлено упорное кольцо.Сопоставительный анализ с прототипом показывает наличие следующих отличийвыше трамбовки на направляющей штанге вокруг нее монтирована пружина сжатияпружина сжатия на штанге жестко защемлена верхним неподвижным и подвижным нижним концамина нижнем конце пружины установлено упорное кольцо.Положительный эффект заключается в повышении эффективности вь 1 трамбовь 1 вания котлованов за счет следующих факторов. При обычном вытрамбовывании энергия единичного удара Э ш 311, где ш - масса трамбовки, 3 - ускорение свободного тяготения, 11 высота падения трамбовки. При извлечении трамбовки из грунта подъемный механизмдолжен иметь требуемую грузоподъемность О ш 3, чтобы кроме поднятия трамбовки весом ш преодолевались бы касательные силы сцепления грунта с трамбовкой, а также силь 1 трения грунта о нее, т.е. механизм подбирается примерно с 2-х кратным грузоподъемным запасом. Первая часть грузоподъемности тратится рационально на поднятие трамбовки, вторая - нерационально, кратковременно, только для отрыва трамбовки от грунта(для преодоления сил сцепления и трения).Так вот, в заявленном устройстве вторая часть грузоподъемности после отрыва трамбовки тратится на сжатие пружины с усилием САЬ, где С - жесткость пружины, АЬ - величина сжатия пружины. После поднятия трамбовки на высоту 11 автоматически срабать 1 вают ОВП и ОГП (аналогично башенному или стреловому крану) и установка готова к очередному сбрасыванию трамбовки. После падения трамбовки энергия удара складывается из двух составляющих. Первая часть энергии удара трамбовки равна ш 311 (как и при обычном вытрамбовывании), вторая часть - как бы выстреливается пружиной сжатия, иСА 112 она равна Т . Тогда общая энергия удара трамбовки в предлагаемом устройстве СА 112 больше, чем при обычном вытрамбовывании шдь, и равна шдь Т 2 шдь . Кроме то го, эффективность вытрамбовывания котлованов повышается также за счет увеличения КПД удара, так как вес трамбовки при обычном вытрамбовывании равен ш, а в предлагаемом составляет т СА 11 ш 3. Также увеличивается соотношение масс ударного грузаВсе это повышает эффективность вытрамбовывания котлованов заявленным устройством.Таким образом, указанные ранее отличия являются не только необходимыми и достаточными для получения положительного эффекта, но и существенными для реализации устройства.Работоспособность устройства сомнений не вызывает - на этом принципе работают все ударные устройства под воздействием пружины сжатия, трамбовка выполняет роль ударного груза или присоединенной к пружине массы для нанесения удара.Сравнение заявляемого объекта с другими решениями в данной отрасли не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну технического решения.Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства.Устройство для вытрамбовывания котлованов состоит из подъемного механизма 1 со стрелой 2, направляющей штанги 3 и установленной на ней посредством крюков, блоков и полиспастов (на чертеже подробно не показаны) с возможностью возвратно-поступательного перемещения каретки 4 трамбовки 5. Подъем и сбрасывание трамбовки 5 осуществляют с помощью трособлочного привода 6. Трамбовка 5 выполнена в виде обращенной книзу меньшим основанием усеченной пирамиды. Выше трамбовки 5 на направляющей штанге 3 вокруг нее монтирована пружина сжатия 7 с жестко защемленным верхним 8 и подвижным нижним 9 концами. Устройство на штанге 3 снабжено автоматическими ограничителями высоты подъема (ОВП) 10 и грузоподъемности (ОВГ). Так как ОВП и ОГП типовые(аналогично башенным и стреловым кранам) известны, то их конструкции здесь не рассматриваются. На нижнем конце 9 пружины сжатия 7 установлено упорное кольцо 11.Вытрамбовывание котлованов предлагаемым устройством осуществляют так.После планировки площадки и выноски осей размечают места расположения будущих фундаментов с помощью колышков. Грузоподъемный механизм 1 перемещается к местувозведения первого фундамента. Устанавливают направляющую штангу 3 так, чтобы ось симметрии трамбовки 5 совпадала с вертикальной осью фундамента. Производится подъем трамбовки 5 на высоту 11 до срабатывания ОВП 10 или ОГП. ОВП 10 автоматически ограничивает высоту подъема 11 вместе со сжатой пружиной 7. ОГП контролирует вес трамбовки 5 т и усилие сжатия пружины 7 СА 11. Энергия накапливается как трамбовкой 5 в результате подъема ее на высоту 11, так и пружиной сжатия 7 в результате сжатия до усилия СА 11. После этого производится сбрасывание трамбовки с высоты 11 при помощи трособлочного привода 6. Верхний конец пружины 7 жестко защемлен, нижний 8 - подвижен. При помощи упорного кольца 11 трамбовка 5 выстреливается пружиной сжатия 7 и с помощью каретки 4 падает по направляющей штанге 3 до соприкосновения с грунтом,разрушая его и образуя углубление, которое в дальнейшем после нескольких сбрасываний трамбовки 5 превратится в вытрамбованный котлован. При этом углубление образуется за счет накопления энергии трамбовки 5 плюс энергии пружины сжатия трамбовки 7. Увеличивается усилие разрушения грунта, равное весу трамбовки 5 и усилию сжатия пружины 7. Увеличивается также и соотношение соударяемых масс.После вытрамбовывания первого котлована его заполняют монолитным бетоном, а грузоподъемный механизм 1 перемещают к следующему фундаменту.На наш взгляд заявляемое устройство просто в изготовлении и надежно в эксплуатации, обладает повышенной эффективностью вытрамбовки и минимальной энергоемкостью разрушения грунта, при этом аналогичных решений не имеется.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.