Ударное устройство для раздельного погружения составной сваи

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ПОГРУЖЕНИЯ СОСТАВНОЙ СВАИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Калита Роман Олегович Пойта Петр Степанович Пчелин Вячеслав Николаевич Юськович Виталий Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) 1. 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 установленной в вертикальных направляющих ударной частью, расположенной между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения, и промежуточный ударник, отличающееся тем, что промежуточный ударник монтирован соосно 76292011.10.30 между ударной частью и сваей с возможностью поворота в одном направлении вокруг горизонтальной вращающейся оси, проходящей через центр тяжести ударника, который выполнен с соосной полостью, заполненной сыпучим балластом, обеспечивающим смещение центра тяжести ударника относительно горизонтальной вращающейся оси вниз, и снабжен соосным выступом и механизмом периодического поворота на 180, причем вращающаяся ось ударника соединена с ударной частью посредством кронштейнов, обеспечивающих образование между ударной частью и ударником при их подъеме зазора,достаточного для поворота ударника, торец соосного выступа ударника выполнен с возможностью взаимодействия при нанесении удара с сердечником составной сваи, а высота соосного выступа ударника принимается не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью. 2. Ударное устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм поворота ударника выполнен в виде насаженного на вращающуюся ось цилиндрического зубчатого колеса,взаимодействующего с прикрепленной к корпусу зубчатой вертикальной рейкой.(56) 1. А СССР 996634, МПК 02 7/06, 1983. 2. Патент РБ 4861 , МПК 02 7/00, 2008. Полезная модель относится к ударной строительной технике и может быть использована для погружения составных свай забивкой. Известно ударное устройство для погружения сваи, содержащее корпус с установленной в вертикальных направляющих ударной частью, расположенной между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения 1. Известное ударное устройство не позволяет погружать составные сваи, что ограничивает область его применения, и определяет низкий КПД нанесения удара вследствие незначительного соотношения масс ударной части и забиваемой сваи, т.е. повышенную энергоемкость погружения свай. Известно также 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 установленной в вертикальных направляющих ударной частью с соосным выступом, расположенной между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения, и установленный с возможностью периодического перемещения посредством дополнительного привода в горизонтальных направляющих промежуточный ударник с соосным вертикальным отверстием под выступ ударной части, причем нижний торец выступа ударной части выполнен с возможностью взаимодействия при нанесении удара с сердечником составной сваи, а высота выступа ударной части принимается не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью 2. Благодаря снабжению устройства промежуточным ударником с приводом горизонтального перемещения обеспечивается возможность погружения в грунт составных свай и повышения КПД наносимых ударов вследствие увеличения соотношения масс ударной части и забиваемой части составной сваи. Однако для работы данного устройства необходимо наличие дополнительного привода для горизонтального перемещения промежуточного ударника и регулирующего устройства для периодического включения привода, что усложняет конструкцию устройства и не позволяет обеспечить автоматический перевод ударника в рабочее положение при подъеме ударной части при отсутствии ранее указанного привода с регулирующим устройством. 2 76292011.10.30 Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в упрощении конструкции устройства за счет исключения из конструкции привода с регулятором перемещения промежуточного ударника и обеспечении автоматического перевода ударника в рабочее положение при подъеме ударной части. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном ударном устройстве для раздельного погружения составной сваи, выполненной из полого ствола с установленным в его полости с возможностью продольного осевого перемещения сердечником, содержащем корпус с установленной в вертикальных направляющих ударной частью,расположенной между фрикционными роликами, один из которых выполнен с радиальным секторным выступом и соединен с приводом вращения, и промежуточный ударник,последний монтирован соосно между ударной частью и сваей с возможностью поворота в одном направлении вокруг горизонтальной вращающейся оси, проходящей через центр тяжести ударника, который выполнен с соосной полостью, заполненной сыпучим балластом, обеспечивающим смещение центра тяжести ударника относительно горизонтальной вращающейся оси вниз, и снабжен соосным выступом и механизмом периодического поворота на 180, причем вращающаяся ось ударника соединена с ударной частью посредством кронштейнов, обеспечивающих образование между ударной частью и ударником при их подъеме зазора, достаточного для поворота ударника, торец соосного выступа ударника выполнен с возможностью взаимодействия при нанесении удара с сердечником составной сваи, а высота соосного выступа ударника принимается не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью. При этом механизм поворота ударника выполнен в виде насаженного на вращающуюся ось цилиндрического зубчатого колеса, взаимодействующего с прикрепленной к корпусу зубчатой вертикальной рейкой. Монтаж промежуточного ударника соосно между ударной частью и сваей с возможностью поворота в одном направлении вокруг горизонтальной вращающейся оси, проходящей через центр тяжести ударника, который выполнен с соосной полостью, заполненной сыпучим балластом, обеспечивающим смещение центра тяжести ударника относительно горизонтальной вращающейся оси вниз, снабжение ударника соосным выступом и механизмом периодического поворота на 180 и соединение вращающейся оси ударника с ударной частью посредством кронштейнов, обеспечивающих образование между ударной частью и ударником при их подъеме зазора, достаточного для поворота ударника, обеспечивают автоматический перевод ударника в рабочее положение при подъеме ударной части и упрощение конструкции устройства за счет исключения из конструкции привода с регулятором перемещения промежуточного ударника, чему способствует также выполнение механизма поворота ударника в виде насаженного на вращающуюся ось цилиндрического зубчатого колеса, взаимодействующего с прикрепленной к корпусу зубчатой вертикальной рейкой. Выполнение торца соосного выступа ударника с возможностью взаимодействия при нанесении удара с сердечником составной сваи и назначение высоты выступа ударника не менее максимального отказа сердечника при нанесении по нему удара ударной частью необходимы для обеспечения работоспособности устройства. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено ударное устройство перед началом работы, общий вид на фиг. 2 - то же, в момент подъема ударной части,промежуточное положение на фиг. 3 - то же, в момент полного подъема ударной части на фиг. 4 - то же, в момент нанесения нечетного удара по сердечнику составной сваи на фиг. 5 - то же, в момент подъема ударной части перед нанесением четного удара, промежуточное положение на фиг. 6 - то же, в момент падения ударной части при нанесении четного удара на фиг. 7 - то же, в момент нанесения четного удара по полому стволу составной сваи на фиг. 8 изображен промежуточный ударник с нижним расположением вы 3 76292011.10.30 ступа, разрез на фиг. 9 - то же, при верхнем положением выступа на фиг. 10 - видна фиг. 9. Обозначения 1 - составная свая 2 - полый ствол 3 - сердечник 4 - вертикальные направляющие 5 - ударная часть 6 - опорный фрикционный ролик 7 - приводной фрикционный ролик 8 - радиальный секторный выступ 9 - промежуточный ударник 10 - горизонтальная вращающаяся ось 11 - полость 12 - сыпучий балласт 13 - выступ 14 храповое устройство 15 - кронштейны 16 - вертикальные прорези 17 - упоры 18 - цилиндрическое зубчатое колесо 19 - зубчатая рейка. 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. 1-7). 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. На корпусе ударного устройства закреплен механизм подъема ударной части 5 в виде диаметрально расположенных относительно ударной части 5 опорного 6 и приводного 7 фрикционных роликов, причем приводной ролик 7 выполнен с радиальным секторным выступом 8 и соединен с приводом вращения. Для обеспечения попеременного нанесения ударов по сердечнику 3 и полому стволу 2 составной сваи 1 ударное устройство содержит промежуточный ударник 9, монтированный соосно между ударной частью 5 и сваей 1 с возможностью поворота в одном направлении вокруг горизонтальной вращающейся оси 10, проходящей через центр тяжести ударника 9. Ударник 9 выполнен с соосной полостью 11, заполненной сыпучим балластом 12,обеспечивающим смещение центра тяжести ударника 9 относительно оси 10 вниз, и снабжен соосным выступом 13 и механизмом периодического поворота на 180. Для обеспечения поворота ударника 9 относительно оси 10 только в одном направлении он снабжен храповым устройством 14 (фиг. 8-10). Вращающаяся ось 10 ударника 9 соединена с ударной частью 5 посредством кронштейнов 15 с вертикальными прорезями 16, обеспечивающими образование между ударной частью 5 и ударником 9 при их подъеме зазора, достаточного для поворота ударника 9. Кронштейны 15 подвешены к ударной части 5 посредством заведенных в прорези 16 упоров 17 (фиг. 1-7). Торец соосного выступа 13 ударника 9 выполнен с возможностью взаимодействия при нанесении удара с сердечником 3 составной сваи 1, а высота соосного выступа 13 ударника принимается не менее максимального отказа сердечника 3 при нанесении по нему удара ударной частью 5 (фиг. 4, 9). Больший торец ударника 9 выполнен с возможностью взаимодействия при нанесении удара с полым стволом 2 составной сваи 1 (фиг. 6, 7, 8). Механизм поворота ударника 9 выполнен в виде насаженного на вращающуюся ось 10 цилиндрического зубчатого колеса 18, взаимодействующего с прикрепленной к корпусу ударного устройства зубчатой вертикальной рейкой 19, причем число взаимодействующих с колесом зубьев рейки 19 должно обеспечивать поворот колеса 18 на 180. Причем масса взаимодействующих с ударной частью 5 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, 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. Ударное устройство работает следующим образом. Над точкой погружения устанавливается составная свая 1, которая оголовком заводится в направляющие 4 ударного устройства. В начальном положении ударник 9 ориентирован выступом 13 вверх (фиг. 1), а ударная часть 5 расположена на ударнике 9. 4 76292011.10.30 В случае нанесения нечетных ударов при вращении приводного фрикционного ролика 7 его секторный выступ 8 входит в контакт с ударной частью 5 и происходит ее подъем за счет сил трения между ударной частью 5 и опорным 6 и приводным 7 фрикционными роликами (фиг. 1). После опирания упоров 17 в верхние кромки вертикальных прорезей 16 параллельно с подъемом ударной части 5 поднимается переходной ударник 9, который при взаимодействии зубчатого колеса 18 с зубчатой рейкой 19 поворачивается вместе с застопоренной храповым устройством 14 осью 10 на 180 (выступом 13 вниз), при этом сыпучий балласт 12 пересыпается в полости 11 вниз, смещая центр тяжести ударника 9 вниз относительно оси 10 (фиг. 2, 3, 9), благодаря чему ударник 9 занимает вертикальное положение. После выхода из зацепления с ударной частью 5 секторного выступа 8 приводного ролика 7 ударная часть 5 падает вниз, нанося удар по ударнику 9 и через соосный выступ 13 ударника 9 по сердечнику 3 составной сваи 1 (фиг. 4). При падении ударной части 5 зубчатое колесо 18, взаимодействуя с зубчатой рейкой 19, вращает ось 10 в обратную сторону, однако при этом ударник 9 остается в вертикальном положении, так как храповое устройство 14 обеспечивает сцепление оси 10 с ударником 9 только при его подъеме. В случае нанесения четных ударов параллельно с подъемом ударной части 5 переходной ударник 9 вновь поворачивается на 180, при этом ударник ориентируется выступом вверх (фиг. 5, 6, 8). При последующем падении ударной части 5 она наносит удар своим большим торцом по промежуточному ударнику 9 и через ударник 9 по полому стволу 2 составной сваи 1(фиг. 7). Так как отказ полого ствола 2 превышает отказ сердечника 3 составной сваи 1 в заключительной стадии нанесения удара по полому стволу 2, после погружения полого ствола 2 на величину отказа сердечника 3, происходит совместное погружение полого ствола 2 и сердечника 3 составной сваи 1, при этом осуществляется выравнивание отказов полого ствола 2 и сердечника 3 (фиг. 7). При проведении динамических испытаний составной сваи 1 промежуточный ударник 9 переводят в начальное положение, благодаря чему обеспечивается одновременное нанесение ударов ударной частью 5 как по полому стволу 2, так и по сердечнику 3 составной сваи 1 (фиг. 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 в начальном положении (выступом 13 вверх). Монтаж промежуточного ударника 9 соосно между ударной частью 5 и сваей 1 с возможностью поворота в одном направлении вокруг горизонтальной вращающейся оси 10,проходящей через центр тяжести ударника 9, который выполнен с соосной полостью 11,заполненной сыпучим балластом 12, обеспечивающим смещение центра тяжести ударника 9 относительно горизонтальной вращающейся оси 10 вниз, снабжение ударника 9 соосным выступом 13 и механизмом периодического поворота на 180 и соединение вращающейся оси 10 ударника 9 с ударной частью 5 посредством кронштейнов 15, обеспечивающих образование между ударной частью 5 и ударником 9 при их подъеме зазора,достаточного для поворота ударника 9, обеспечивают автоматический перевод ударника 9 в рабочее положение при подъеме ударной части 5 и упрощение конструкции устройства за счет исключения из конструкции привода с регулятором перемещения промежуточного ударника 5, чему способствует также выполнение механизма поворота ударника 9 в виде насаженного на вращающуюся ось 10 цилиндрического зубчатого колеса 18, взаимодействующего с прикрепленной к корпусу зубчатой вертикальной рейкой 19. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7