Ударное устройство для раздельного погружения составной сваи

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ПОГРУЖЕНИЯ СОСТАВНОЙ СВАИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Пойта Петр Степанович Пчелин Вячеслав Николаевич Семенюк Сергей Михайлович Сивуда Геннадий Георгиевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Ударное устройство для раздельного погружения составной сваи, выполненной из полого ствола с установленным в его полости с возможностью продольного осевого перемещения сердечником, содержащее корпус с вертикальными направляющими и ударную часть, расположенную между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения, отличающееся тем, Фиг. 1 48612008.12.30 что содержит установленный с возможностью перемещения в горизонтальных направляющих промежуточный ударник с соосным сквозным вертикальным отверстием, привод перемещения промежуточного ударника и упоры, фиксирующие рабочее и нерабочее положение промежуточного ударника, ударная часть снабжена соосным выступом, выполненным с возможностью свободного прохождения через сквозное отверстие промежуточного ударника в его рабочем положении, и взаимодействующим при нанесении удара в нерабочем положении промежуточного ударника с сердечником составной сваи, причем нижний торец промежуточного ударника выполнен с возможностью взаимодействия в его рабочем положении при нанесении удара с полым стволом составной сваи, а верхний торец с нижним торцом ударной части, высота соосного выступа ударной части принимается не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью, а высота промежуточного ударника равна высоте соосного выступа ударной части.(56) 1. А.с. СССР 180138, МПК Е 02 7/06, 1965. 2. А.с. СССР 996634, МПК Е 02 7/06, 1983. Полезная модель относится к ударной строительной технике и может быть использована для погружения составных свай забивкой. Известно ударное устройство, содержащее корпус с вертикальными направляющими и ударную часть, расположенную между фрикционными роликами, один из которых соединен с приводом вращения и выполнен с возможностью прижатия к ударной части и отжатая от нее посредством плунжерного гидроцилиндра 1. Для работы указанного ударного устройства необходим специальный механизм для прижатия к ударной части и отжатия от нее приводного ролика, усложняющий конструкцию устройства. Кроме того, невозможно погружение известным ударным устройством составных свай что ограничивает область его применения, и определяет низкий К.П.Д. нанесения удара вследствие незначительного соотношения масс ударной части и забиваемой сваи, т.е. повышенную энергоемкость погружения свай. Известно также ударное устройство, содержащее корпус с вертикальными направляющими и ударную часть, расположенную между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения 2. Благодаря выполнению одного из фрикционных роликов с секторным выступом и соединению его с приводом вращения отпадает необходимость в специальном механизме для прижатия и отжатия ролика, что упрощает конструкцию ударного устройства. Однако, по-прежнему, невозможно погружение известным устройством составных свай, что ограничивает область применения ударного устройства. Кроме того, известное ударное устройство характеризуется незначительным соотношением масс ударной части и забиваемой сваи, что определяет низкий К.П. Д. нанесения удара, т.е. повышенную энергоемкость погружения свай. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы расширить область применения ударного устройства за счет обеспечения возможности погружения составных свай, выполненных из полого ствола с установленным в его полости с возможностью продольного осевого перемещения сердечником, и снизить энергоемкость погружения сваи за счет увеличения соотношения масс ударной части и погружаемого полого ствола или сердечника составной сваи, т.е. увеличения К.П.Д. наносимых ударов. Решение поставленной задачи достигается тем, что известное ударное устройство для раздельного погружения составной сваи, выполненной из полого ствола с установленным 2 48612008.12.30 в его полости с возможностью продольного осевого перемещения сердечником, содержащее корпус с вертикальными направляющими и ударную часть, расположенную между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения, содержит установленный с возможностью перемещения в горизонтальных направляющих промежуточный ударник с соосным сквозным вертикальным отверстием, привод перемещения промежуточного ударника и упоры, фиксирующие рабочее и нерабочее положение промежуточного ударника, ударная часть снабжена соосным выступом, выполненным с возможностью свободного прохождения через сквозное отверстие промежуточного ударника в его рабочем положении, и взаимодействующим при нанесении удара в нерабочем положении промежуточного ударника с сердечником составной сваи. Причем нижний торец промежуточного ударника выполнен с возможностью взаимодействия в его рабочем положении при нанесении удара с полым стволом составной сваи, а верхний торец - с нижним торцом ударной части, высота соосного выступа ударной части принимается не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью, а высота промежуточного ударника равна высоте соосного выступа ударной части. Снабжение ударного устройства установленным с возможностью перемещения в горизонтальных направляющих промежуточным ударником с соосным сквозным вертикальным отверстием, приводом перемещения промежуточного ударника и упорами,фиксирующими рабочее и нерабочее положение промежуточного ударника, изготовление ударной части с соосным выступом, выполненным с возможностью свободного прохождения через сквозное отверстие промежуточного ударника в его рабочем положении, и взаимодействующим при нанесении удара в нерабочем положении промежуточного ударника с сердечником составной сваи, и выполнение нижнего торца промежуточного ударника с возможностью взаимодействия в его рабочем положении при нанесении удара с полым стволом составной сваи, а верхнего торца - с нижним торцом ударной части позволяет обеспечить погружение в грунт составных свай, что расширяет область применения ударного устройства, и снизить энергоемкость погружения сваи благодаря увеличению К.П.Д. ударов вследствие увеличения соотношения масс ударной части и погружаемого полого ствола или сердечника составной сваи. Назначение высоты соосного выступа ударной части не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью, а высоты промежуточного ударника равной высоте соосного выступа ударной части обеспечивает нормальную работу устройства, т.е. его работоспособность. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено ударное устройство в момент подъема ударной части с нерабочим положением промежуточного ударника в разрезе на фиг. 2 - то же, в момент нанесения удара ударной частью по сердечнику составной сваи на фиг. 3 - то же, в момент подъема ударной части с рабочим положением промежуточного ударника на фиг. 4 - то же, в момент нанесения удара ударной частью по полому стволу составной сваи. Обозначения 1 - составная свая 2 - полый ствол 3 сердечник 4 - вертикальные направляющие 5 - ударная часть 6 - соосный выступ 7 опорный фрикционный ролик 8 - приводной фрикционный ролик 9 - радиальный секторный выступ 10 - горизонтальные направляющие 11 - промежуточный ударник 12 - отверстие 13 - упоры 14 - нижний торец ударной части. Устройство предназначено для погружения составной сваи 1, выполненной из полого ствола 2 с установленным в его полости с возможностью продольного осевого перемещения сердечником 3 (фиг. 14). Нижний торец сваи 1 выполнен заостренным. Ударное устройство состоит из корпуса с вертикальными направляющими 4, в которых установлена с возможностью продольного перемещения ударная часть 5, снабженная соосным выступом 6. На корпусе ударного устройства закреплен механизм подъема ударной части 5 в виде диаметрально расположенных относительно ударной части 5 опорного 7 и приводного 8 3 48612008.12.30 фрикционных роликов, причем приводной ролик 8 выполнен с радиальным секторным выступом 9 и соединен с приводом вращения. Для обеспечения попеременного нанесения ударов по сердечнику 3 и полому стволу 2 составной сваи 1 ударное устройство содержит установленный с возможностью перемещения в горизонтальных направляющих 10 промежуточный ударник 11 с соосным сквозным вертикальным отверстием 12, привод перемещения промежуточного ударника 11 (на чертежах не показан) и упоры 13, фиксирующие рабочее и нерабочее положение промежуточного ударника 11. В рабочем положении промежуточный ударник 11 занимает положение, соосное с ударной частью 5 (фиг. 3, 4), а в нерабочем - выходит за пределы вертикальных направляющих 4 корпуса ударного устройства (фиг. 1, 2). Соосный выступ 11 ударной части 5 выполнен с возможностью свободного прохождения через сквозное отверстие 12 промежуточного ударника 11 в его рабочем положении, и взаимодействующим при нанесении удара в нерабочем положении промежуточного ударника 11 с сердечником 3 составной сваи 1, причем нижний торец промежуточного ударника 11 выполнен с возможностью взаимодействия в его рабочем положении при нанесении удара с полым стволом 2 составной сваи 1, а верхний торец - с нижним торцом 14 ударной части 5. Высота соосного выступа 6 ударной части 5 принимается не менее максимального отказа сердечника 3 при нанесении по нему удара ударной частью 5 по всей глубине погружения сваи 1, а высота промежуточного ударника 11 - равной высоте соосного выступа 6 ударной части 5. Причем масса взаимодействующих с ударной частью при нанесении удара полого ствола 2 и сердечника 3 составной сваи 1 определена условием обеспечения возникающего при этом отказа полого ствола 2 сваи 1 не менее отказа сердечника 3 составной сваи 1,что обеспечивает нормальную работу устройства. В идеальном случае указанные массы принимаются такими, чтобы отказы полого ствола 2 и сердечника 3 составной сваи 1 были равны. При необходимости нанесения ударной частью 5 одновременного удара по полому стволу 2 и сердечнику 3 достаточно установить промежуточный ударник 11 в рабочем положении (фиг. 2, 3). Ударное устройство работает следующим образом. Над точкой погружения устанавливается составная свая 1, которая оголовком заводится в направляющие 4 ударного устройства. В случае нанесения нечетных ударов при вращении приводного фрикционного ролика 8 его секторный выступ 9 входит в контакт с ударной частью 5 и происходит ее подъем за счет сил трения между ударной частью 5 и опорным 7 и приводным 8 фрикционными роликами (фиг. 1). Параллельно с подъемом ударной части 5 переходной ударник 11 переводится в горизонтальных направляющих 10 в нерабочее положение за пределы корпуса ударного устройства. После выхода из зацепления с ударной частью 5 секторного выступа 9 приводного ролика 8 ударная часть 5 падает вниз, нанося удар соосным выступом 6 по сердечнику 3 составной сваи 1 (фиг. 2). При нанесении четных ударов параллельно с подъемом ударной части переходной ударник 11 переводится в горизонтальных направляющих 10 в рабочее, соосное с ударной частью 5, положение (фиг. 3). При последующем падении ударной части 5 она наносит удар сваи нижним торцом 14 по промежуточному ударнику 11 и, через ударник 11, по полому стволу 2 составной сваи 1, при этом соосный выступ 6 свободно заходит в отверстие 12 промежуточного ударника 11 (фиг. 4). Так как отказ полого ствола 2 превышает отказ сердечника 3 составной сваи 1 в заключительной стадии нанесения удара по полому стволу 2 (в рабочем положении проме 4 48612008.12.30 жуточного ударника 11), после погружения полого ствола 2 на величину отказа сердечника 3 в результате нанесения предшествующего удара, соосный выступ 6 ударной части 5 упирается в сердечник 3 и в дальнейшем происходит совместное погружение полого ствола 2 и сердечника 3 составной сваи 1, при этом осуществляется выравнивание отказов полого ствола 2 и сердечника 3 (фиг. 4). При проведении динамических испытаний составной сваи 1 промежуточный ударник 11 переводят в рабочее положение, благодаря чему обеспечивается одновременное нанесение ударов ударной частью 5 как по полому стволу 2, так и по сердечнику 3 составной сваи 1. Следует отметить, что ударное устройство для погружения составных свай 1 может также успешно использоваться для погружения в грунт забивкой обычных свай, в этом случае промежуточный ударник находится только в рабочем положении. Снабжение ударного устройства установленным с возможностью перемещения в горизонтальных направляющих 10 промежуточным ударником 11 с соосным сквозным вертикальным отверстием 12, приводом перемещения промежуточного ударника 11 и упорами 13, фиксирующими рабочее и нерабочее положение промежуточного ударника 11,изготовление ударной части 5 с соосным выступом 6, выполненным с возможностью свободного прохождения через сквозное отверстие 12 промежуточного ударника 11 в его рабочем положении, и взаимодействующим при нанесении удара в нерабочем положении промежуточного ударника 11 с сердечником 3 составной сваи 1, и выполнение нижнего торца промежуточного ударника 11 с возможностью взаимодействия в его рабочем положении при нанесении удара с полым стволом 2 составной сваи 1, а верхнего торца - с нижним торцом 14 ударной части 5 позволяет обеспечить погружение в грунт составных свай 1, что расширяет область применения ударного устройства, и снизить энергоемкость погружения сваи 1 благодаря увеличению К.П.Д. ударов вследствие увеличения соотношения масс ударной части 5 и погружаемого полого ствола 2 или сердечника 3 составной сваи 1. Назначение высоты соосного выступа 6 ударной части 5 не менее максимального отказа сердечника 3 при нанесении по нему удара ударной частью 5, а высоты промежуточного ударника 11 равной высоте соосного выступа 6 ударной части 5 обеспечивает нормальную работу устройства, т.е. его работоспособность. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6