Копровая установка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Пчелин Вячеслав Николаевич Юськович Виталий Иванович Юськович Георгий Иванович Дюрдь Витольд Викторович Фалько Юрий Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Копровая установка, содержащая грузоподъемный механизм, например экскаватор, со стрелой, направляющую штангу и подвешенный на ней посредством тросов, крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения навесной механический молот, взаимодействующий с наголовником, связанным с направляющей штангой и погружаемой сваей, отличающаяся тем, что выше молота на направляющей штанге вокруг нее монтирована с возможностью взаимодействия с молотом при его подъеме пружина сжатия с жестко защемленным на штанге верхним и подвижным посредством втулки нижним концами, а сама установка на штанге снабжена ограничителями высоты подъема и грузоподъемности.(56) 1. А.с. СССР 1597420, МПК 02 7/06, 7/22, 1990 (аналог). 2. Беленький С.Б. и др. Проектирование и устройство свайных фундаментов Учебн. пособие для строительных вузов. - М. Высшая школа, 1983. - С.44-49, рис. 3.8-3.13 (прототип). Полезная модель относится к строительству и может быть использована для погружения забивных свай в грунт. Известно устройство для погружения свай, содержащее грузоподъемный механизм со стрелой, направляющую штангу и подвешенный на ней посредством тросов, крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения навесной механический молот, взаимодействующий с наголовником, связанным с направляющей штангой и погружаемой сваей 1. Недостатками этого технического решения являются большая сложность и ненадежность работы устройства, обусловленных значительным количеством сложных, шарнирных и движущихся частей, деталей, узлов и механизмов. Более близкой по технической сущности и достигаемому результату является копровая установка, содержащая грузоподъемный механизм, например экскаватор, со стрелой,направляющую штангу и подвешенный на ней посредством тросов, крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения навесной механический молот, взаимодействующий с наголовником, связанным с направляющей штангой и погружаемой сваей 2. При своей простоте конструкции копровая установка обладает низкой эффективностью процесса забивки (малыми отказами) и производительностью погружения (небольшим количеством) свай, обусловленных невысокой энергией одиночного удара,небольшим КПД удара и незначительным соотношением соударяемых масс (молота и сваи). Задачи, на решение которых направлена полезная модель, состоят в том, чтобы повысить эффективность и производительность погружения свай забивным способом за счет увеличения энергии и КПД удара и повышения соотношения соударяемых масс молота и сваи. Решение поставленных задач достигается тем, что в известной копровой установке,содержащей грузоподъемный механизм, например экскаватор, со стрелой, направляющую штангу и подвешенный на ней посредством тросов крюков, блоков и полиспастов с возможностью возвратно-поступательного перемещения навесной механический молот, взаимодействующий с наголовником, связанным с направляющей штангой и погружаемой сваей, выше молота на направляющей штанге вокруг нее монтирована с возможностью взаимодействия с молотом при его подъеме пружина сжатия с жестко защемленным на штанге верхним и подвижным посредством втулки нижним концами, а сама установка на штанге снабжена ограничителями высоты подъема и грузоподъемности. Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие следующих отличий- выше молота на направляющей штанге монтирована пружина сжатия- пружина сжатия на направляющей штанге монтирована вокруг нее- пружина сжатия монтирована с возможностью взаимодействия с молотом- верхний конец пружины сжатия жестко защемлен на штанге- нижний конец пружины сжатия выполнен подвижным на штанге посредством втулки- установка на штанге снабжена ограничителем высоты подъема (ОВП) и грузоподъемности (ОГП). Положительный эффект при погружении свай забивкой настоящей копровой установкой заключается в повышении эффективности и производительности погружения свай за 2 86002012.10.30 счет увеличения отказов свай и забивке большего количества свай. При обычной забивке энергия единичного удара Э, где- масса молота- ускорение свободного тяготения- высота подъема (падения) молота относительно наголовника сваи. Эта энергия и тратится на забивку сваи. В заявленной конструкции энергия единичного удара складывается из той же энергии Эи дополнительной энергии Э, накапливаемой пружинной сжатия при подъеме молота. По известным положениям механики 2 Э,2 где- жесткость пружины- величина сжатия пружины.22 по сравТаким образом, энергия одного удара равнаи она больше на 2 2 нению с предыдущей установкой и также тратится на забивку сваи при сбрасывании мо 2 лота и распрямлении пружины. Величина превышения этой энергиинад 2 обычнойзависит от абсолютных значений , Н, ,и их соотношения. Элементарные подсчеты показывают на возможность увеличения энергии удара за счет постановки жесткой пружины в 1,52 раза, что равноценно увеличению массы трамбовки во столько же раз. Кроме того, эффективность погружения сваи повышается также в следствии увеличения КПД удара, так как вес молота в известной установке равен , а в предлагаемой составляет. При этом увеличивается соотношение веса (массы) ударного груза(молота) и веса (массы) сваи, что также благоприятно сказывается на увеличении КПД удара. Все это повышает эффективность и производительность погружения сваи заявляемой установкой. Таким образом, указанные выше отличия являются не только необходимыми и достаточными для получения положительного эффекта, но и существенными для реализации устройства. Работоспособность установки сомнений не вызывает. На этом принципе работают все ударные устройства под воздействием пружины сжатия (от отбойных молотков в строительстве до пружинных амортизаторов в автомобилестроении), пружина выполняет роль присоединненной к молоту дополнительной массы для нанесения удара. Сравнение заявляемого объекта с другими решениями копровых установок в фундаментостроении не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну технического решения. Сущность полезной модели поясняется фигурой, где изображен общий вид копровой установки. Обозначения 1 - грузоподъемный механизм - экскаватор 2 - стрела 3 - направляющая штанга 4 - навесной механический молот 5 - свая 6 - втулка молота 7 - наголовник 8 втулка наголовника 9 - пружина сжатия 10 - втулка пружины 11 - ограничитель высоты подъема (ОВП) 12 - ограничитель грузоподъемности (ОГП). Копровая установка включает грузоподъемный механизм (экскаватор) 1 со стрелой 2,направляющую штангу 3 и подвешенный на ней посредством тросов, крюков, блоков и полиспастов (на фигуре детально не показаны) с возможностью возвратно-поступательного перемещения (подъема, опускания) навесной механический молот 4. Молот 4 в процессе погружения сваи 5 связан с направляющей штангой 3 посредством втулки 6 и взаимодействует с наголовником 7, а последний связан как с погружаемой сваей 5, так и направляющей штангой 3 посредством втулки 8 для вертикальности забивки сваи 5 в грунт. Выше молота 4 на направляющей штанге 3 вокруг нее монтирована с возможно 3 86002012.10.30 стью взаимодействия с молотом 4 при его подъеме пружина сжатия 9 с жестко защемленным на штанге 3 верхним и подвижным посредством втулки 10 нижним концами пружины 9. Сама установка на штанге 3 снабжена автоматическим ограничителем высоты подъема 11 (ОВП) молота 4, а тяговый трос стрелы 2 - автоматическим ограничителем грузоподъемности 12 (ОГП) крана-экскаватора 1. Погружение сваи в грунт копровой установкой осуществляют так. После планировки площадки и выноски осей на местность размечают места погружения свай с помощью колышков. Грузоподъемный механизм 1 перемещают к месту погружения первой сваи. Устанавливают направляющую штангу 3 стрелой 2 так, чтобы молот 4 располагался в верхнем положении строго над вертикальной осью сваи 5. Подтаскивают сваю 5 к месту погружения дополнительным крюком экскаватора 1 (или бульдозером,краном), на направляющей штанге 3 посредством втулки 8 (или раньше) монтируют наголовник 7, куда заводят оголовок сваи 5, и дополнительным крюком (подтягиванием канатом) устанавливают ее в вертикальное положение. Приступают к забивке сваи 5 копровой установкой. Для этого тяговым тросом посредством крюка, блоков, полиспастов поднимают молот 4 вверх через втулку 6 по направляющей штанге 3, сжимая пружину 9, до срабатывания ОВП 11 или ОГП 12, которые автоматически настроены на определенную высоту и грузоподъемность. После этого в ручном (ножном) режиме производится сбрасывание молота 4 тяговым тросом по направляющей штанге 3 до соприкосновения (удара) молота 4 с наголовником 7 сваи 5. В результате такого сбрасывания происходит удар за счет свободного падения молота 4 и дополнительно за счет распрямления (выстреливания) пружины 9. Энергия удара молота также суммируется за счет этих двух составляющих. В результате увеличивается отказ (глубина погружения) сваи за каждый удар молота, а следовательно,повышается производительность копровой установки. Конструкция копровой установки лишь незначительно сложнее обычных копровых агрегатов и установок, но значительнее эффективнее (в обычных агрегатах требовалось бы увеличение массы и высоты подъема молота для выравнивания эффективностей) и производительнее их (в предлагаемой копровой установке за счет более мощного удара молота сокращаются время погружения сваи и затраты труда. Применение данной копровой установки может принести в фундаментостроение при производстве свайных работ существенный экономический эффект. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4