Устройство грунтопроходное для образования скважин
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для устройства скважин без выемки грунта. Цель изобретения - обеспечение постоянной скорости проходки. Устройство включает мотор-редуктор, выходной вал которого связан с рабочим органом, выполненным в виде консольного вала с последовательно установленными на нем коническими и цилиндрическими вальцами, оси которых смещены под углом к оси устройства. На валу рабочего органа, в каждой полости между вальцами установлены внутренняя эксцентриковая втулка и две наружные втулки с кольцевыми ножами. В проточках наружных втулок вставлены упругие элементы регулируемой жесткости и щетки, контактирующие с внутренней поверхностью вальцов. Между кольцевыми ножами и между наружными втулками и вальцами установлены уплотняющие элементы. Передняя и задняя шейки внутренних эксцентриковых втулок имеют разные величины эксцентриситетов и углов наклона относительно продольной оси устройства, равные соответственно эксцентриситету и углу наклона предыдущего и последующего вальцов. Конические вальцы имеют цилиндрические хвостовые части. Диаметр кольцевого ножа и длина цилиндрического хвоста вальца определяются по математическим формулам. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для устройства скважин без выемки грунта.
Известно устройство для образования скважин в грунте, включающее привод, рабочий орган, выполненный в виде конических вальцов с возможностью спирального обкатывания по стенке скважины, кольца, установленные между вальцами и взаимодействующие с ними по сферической поверхности и контактирующие между собой своими торцами [1] Недостатком известного устройства является то, что из-за разных величин эксцентриситетов и углов наклона вальцов относительно продольной оси рабочего органа между кольцами возникают значительные силы трения, препятствующие автономному вращению вальцов и приводящие к их заклиниванию друг относительно друга. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для образования в грунте скважин, включающее двигатель, выходной вал которого кинематически связан с приводным валом, имеющим последовательно развернутые вокруг продольной оси устройства эксцентриковые шейки, установленные на соответствующих эксцентриковых шейках конические и цилиндрические вальцы с возможностью автономного вращения, расположенные между вальцами уплотнительные элементы [2] Недостатком известного устройства является открытая полость между соседними вальцами. Грунт, попадая туда, в процессе работы уплотняется, что приводит к заклиниванию вальцов и снижению скорости проходки. Цель изобретения обеспечение постоянной скорости проходки устройства путем комбинированного уплотнения полости между вальцами. Указанный технический результат достигается тем, что устройство, включающее двигатель, выходной вал которого кинематически связан с приводным валом, имеющим последовательно развернутые вокруг продольной оси устройства эксцентриковые шейки, установленные на соответствующих эксцентриковых шейках конические и цилиндрические вальцы с возможностью автономного вращения, расположенные между вальцами уплотнительные элементы, дополнительно содержит внутреннюю эксцентриковую втулку, установленную в каждой полости между вальцами, две наружные втулки с кольцевыми ножами, зеркально установленные на передней и задней эксцентриковых шейках внутренней втулки с возможностью продольного перемещения, упругие элементы регулируемой жесткости с опорами, щетки, упирающиеся одним концом на упругие элементы, а другим концом контактирующие с внутренней поверхностью вальца и вставленные совместно с упругими элементами и опорами в проточках наружных втулок, упругие кольца, размещенные между кольцевыми ножами, уплотнения между наружными втулками и вальцами, при этом передняя и задняя шейки внутренней втулки имеют разные величины эксцентриситетов и углов наклона относительно продольной оси устройства, равные соответственно эксцентриситету и углу наклона предыдущего и последующего вальцов, а наружный диаметр Dнi кольцевых ножей определяется по выражению: di+1+2(ei+1-h)![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8773.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
di+1+2(ei+1-t)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8773.gif)
где Di наибольший диаметр предыдущего вальца;
di+1 наименьший диаметр последующего вальца;
ei, ei+1 соответственно эксцентриситеты предыдущего и последующего вальцов;
h толщина цилиндрической стенки вальца. Длина цилиндрической хвостовой части вальцов определяется по выражению
L
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
где P шаг винтового движения устройства, м/рад. Работает устройство следующим образом. При вращении рабочего органа осуществляется прямая подача и завинчивание устройства в грунт. Конические вальцы 4 формируют скважину, а цилиндрические 5 калибруют ее. Втулки 8 и 10 вращаются совместно с валом 2, при этом кольцевые ножи препятствуют уплотнению грунта между вальцами, а также дробят имеющиеся в грунте небольшие каменные и другие твердые составляющие, обрубают корневые растения. Щетки 13 и уплотнения 15 надежно защищают полость между вальцами от загрязнения. Усилие контакта щеток 13 с вальцами регулируется винтами 16, имеющими резьбовое соединение с опорами 12 упругих элементов. Упругие кольца 14 препятствуют попаданию грунта в торцевой зазор между кольцевыми ножами, образующийся при сборке устройства из-за разности углов смещения осей симметрии эксцентриковых шеек относительно оси рабочего органа. Хвостовая цилиндрическая часть конических вальцов длиной L обеспечивает беспрепятственный вход кольцевых ножей в полости, образовавшиеся предыдущими вальцами. Длина L назначается из условия, что до входа кольцевого ножа в полость эксцентриситет предыдущего вальца должен совершать не менее одного полного оборота вокруг оси устройства. Испытания опытных образцов грунтопроходных машин показали возможность осуществления предложенного технического решения [3]
Источники информации
1. Устройство для образования скважин в грунте методом раскатки. А.с. СССР N 61536, кл. E 21 B 7/28, 07.09.1981. 2. Устройство для образования скважин в грунте. А.с. СССР N 765313, кл. кл. E 02 F 5/16, 30.09.1992. 3. Паронян Г.Г. Перспективы применения грунтопроходных машин при производстве земляных работ без выемки грунта. "Механизация строительства", N 1, 1995.
Формула изобретения
di+1+ 2(ei+1- h)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8773.gif)
где
Di наибольший диаметр предыдущего вальца, м;
di+1 наименьший диаметр последующего вальца, м;
ei, ei+1 - соответственно эксцентриситеты предыдущего и последующего вальцов, м;
h толщина цилиндрической стенки вальца, м. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый конический валец имеет цилиндрическую хвостовую часть, длина которой определяется по выражению
L
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
где Р шаг винтового движения рабочего органа, м/рад.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3