Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Віброзанурювальний пристрій, що містить електродвигун зі статором і ротором, корпус вібратора, пружинний пристрій з пружинами та стрижнями, ексцентрики з підшипниками, установленими в корпусі вібратора, навантажувальну плиту, наголовник, який відрізняється тим, що електродвигун з'єднаний з корпусом вібратора за допомогою пружинного пристрою, пружини якого установлені між статором електродвигуна і корпусом вібратора, ексцентрики жорстко закріплені на роторі електродвигуна, та введений пружний елемент, установлений між корпусом вібратора і навантажувальною плитою.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що пружини у пружинному пристрої мають жорсткість, яка забезпечує власну частоту коливань статора електродвигуна відносно корпусу вібратора, рівну або близьку до частоти коливань струму електроживлення електродвигуна.

3. Пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що до обмоток електродвигуна під'єднаний діод.

Текст

Запропонований винахід відноситься до галузі будівництва і може бути використаний для занурення будівельних виробів (паль, труб, оболонок тощо) в грунт. Відомі різні пристрої для занурення будівельних виробів в грунт забиванням за допомогою підвісних молотів, дизель-молотів, вібромолотів тощо (1). Недоліками цих пристроїв є обмеження їх застосування в умовах щільної міської забудови, насиченого розташування різноманітних підземних комунікацій, а також екологічна небезпечність. Відомий віброзанурювач низької частоти (2), який має електродвигун, встановлений на вібраторі, наголовник, який жорстко з'єднаний з корпусом вібратора та з палею, що занурюється, в корпусі вібратора встановлені через підшипники дебалансні ексцентрики, до яких під'єднаний електродвигун через ланцюгову передачу. Електродвигун приводить до обертання ексцентрики, що створюють поздовжню силу, яка є сумарною центробіжною силою дебалансів. До недоліків аналога відноситься низька ефективність роботи в зв'язку з неможливістю окремого регулювання статичного притиску, низький ККД та недовговічність в зв'язку із значними втратами механічної енергії у електродвигуні та ексцентриковому дебалансному механізмі вібратора. Відомий пристрій для збудження сейсмічних коливань (3), який має випромінювальну плиту, електромеханічний перетворювач зі статором і ротором, пружні елементи, встановлені між перетворювачем і випромінювальною плитою, ексцентрики, які жорстко закріплені на роторі перетворювача і встановлені на випромінювальній плиті, між статором і ротором встановлені пружини. До недоліків цього аналога відноситься неефективність його використання для занурювання будівельних виробів в зв'язку з неможливістю окремого регулювання статичного притиску, неможливістю ефективної роботи у вібраційному режимі та складність конструкції у зв'язку з встановленими пружинами між статором і ротором перетворювача. Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу за призначенням та технічною сутністю є віброзанурювач (4), який має електродвигун зі статором і ротором, корпус вібратора, пружинний пристрій з пружинами та стрижнями, дебалансний механізм, який має у своєму складі ексцентрики з підшипниками, установленими у корпусі вібратора, навантажувальну плиту, наголовник, ланцюговий та редукторний привод, пульт керування, який має магнітний пускач та контрольні прилади електричного струму. Електродвигун встановлений на навантажувальній плиті, ротор електродвигуна з'єднаний ланцюгом з редуктором, який в свою чергу під'єднаний до дебалансного механізму, наголовник, приєднаний до корпуса вібратора і будівельного виробу, що занурюється. В процесі роботи пристрою обертання ротора електродвигуна призводить до створення дебалансним механізмом коливань вібратора у вертикальному напрямку, а навантажувальна плита забезпечує статичне навантаження на будівельний виріб. До недоліків прототипу відносяться недостатньо високий ККД внаслідок втрат механічної енергії в електродвигуні та дебалансному механізмі вібратора внаслідок обертання ротора і ексцентриків з високою швидкістю та недовговічність роботи в зв'язку з цим. В основу винаходу покладена задача по удосконаленню віброзанурювального пристрою шляхом введення жорсткого зв'язку ротора електродвигуна з ексцентриками і встановлення статора за допомогою пружин у корпусі вібратора, тим самим заміни обертання ротора з високою швидкістю на періодичні повороти ротора з порівняно малою швидкістю, що забезпечує зменшення втрат механічної енергії, підвищення ККД та довговічності пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в віброзанурювальний пристрій, який має електродвигун зі статором і ротором, корпус вібратора, пружинний пристрій з пружинами та стрижнями, ексцентрики з підшипниками, установленими в корпусі вібратора, навантажувальну плиту, наголовник, згідно винаходу, електродвигун з'єднаний з корпусом вібратора за допомогою пружинного пристрою, пружини якого установлені між статором електродвигуна і корпусом вібратора, ексцентрики жорстко закріплені на роторі електродвигуна, та введений пружний елемент, установлений між корпусом вібратора і навантажувальною плитою. В пристрої пружини у пружинному пристрої мають жорсткість, яка забезпечує власну частоту коливань статора електродвигуна відносно корпуса вібратора рівну або близьку до частоти коливань струму електроживлення електродвигуна. В пристрої до обмоток електродвигуна під'єднаний діод. Порівняно з прототипом запропонований пристрій відрізняється наявністю таких відзнак: - електродвигун з'єднаний з корпусом вібратора за допомогою пружинного пристрою, пружини якого установлені між статором електродвигуна і корпусом вібратора; - ексцентрики жорстко закріплені на роторі електродвигуна; - введений пружний елемент, установлений між корпусом вібратора і навантажувальною плитою; - крім того, пружини у пружинному пристрої мають жорсткість, яка забезпечує власну частоту коливань статора електродвигуна відносно корпуса вібратора рівну або близьку до частоти коливань струму електроживлення електродвигуна; - крім того, до обмоток електродвигуна під'єднаний діод. Всі вищеназвані ознаки є суттєвими і забезпечують вирішення поставленої задачі. На фігурі зображений віброзанурювальний пристрій. Пристрій має електродвигун зі статором 1 та ротором 2, корпус вібратора 3, пружинний пристрій з пружинами 4 та стрижнями 5, ексцентрики 6 з підшипниками 7, навантажувальну плиту 8, пружний елемент 9, наголовник 10. Ексцентрики 6 жорстко закріплені з обох боків ротора 2 на його валу за допомогою шпонок 11, підшипники 7 установлені у корпусі вібратора 3 за допомогою опор 12, наголовник 10 під'єднаний до будівельного виробу 13. Пружини 4 пружинного пристрою в найкращому варіанті мають жорсткість, яка забезпечує власну частоту коливань статора 1 відносно корпуса вібратора З рівну або близьку до частоти коливань струму електроживлення. До обмоток електродвигуна в найкращому варіанті під'єднаний діод (не показаний). Пристрій працює таким чином. Навантажувальна плита 8 через пружинний елемент 9 забезпечує створення статичного навантаження через корпус вібратора 3 і наголовник 10 на занурюваний будівельний виріб 13. В початковому стані ексцентрик знаходиться у положенні, як це показано на фіг.1., при цьому статор 1 встановлений відносно ротора 2 таким чином, що при підключенні до електродвигуна змінного чи імпульсного струму виникає обертовий момент. Внаслідок дії першого імпульсу електричного струму ротор 2 починає повертатися і ексцентрики 6 через підшипники 7 та опору 12 приводять в рух корпус вібратора 3 відносно статора 1. За час дії одного імпульсу ротор встигає повернутися на невеликий кут (приблизно біля одного градуса) і переміщення статора 1 і корпуса вібратора буде відбуватися майже у вертикальному напрямку. Після закінчення дії імпульсу струму пружини 4 повертають статор 1 назад, починається коливальний процес. Наступні імпульси струму призводять до розгойдування статора 1 відносно корпуса вібратора 3. Найбільш ефективно пристрій працює, коли пружини 4 мають жорсткість, яка забезпечує власну частоту коливань статора 1 відносно корпуса вібратора 3, рівну або близьку до частоти коливань струму електроживлення. Це призводить до резонансних коливань, амплітуда і сила коливань при цьому, як відомо, можуть значно перевищувати амплітуду і силу коливань, які викликані одним імпульсом електричного струму. При використанні електромережі з промисловою частотою 50Гц можлива резонансна частота вібрації 100Гц. Якщо до обмоток електродвигуна буде під'єднано діод, то в обмотках будуть однополярні імпульси струму, в цьому випадку резонансна частота вібратора буде становити 50Гц. Ця частота може бути більш ефективною для роботи віброзанурювального пристрою у м'яких грунтах. Пристрій може бути також розрахований на іншу резонансну частоту, при цьому треба застосовувати блок електроживлення, що забезпечує задану частоту слідування електричних імпульсів. Переваги віброзанурювального пристрою у порівнянні з прототипом полягають у тому, що кутова швидкість повороту ротора і ексцентриків набагато нижча, кут повороту становить декілька градусів навіть у резонансному режимі за один цикл коливання, а в прототипі за один цикл ексцентрики роблять повне обертання на 360 градусів. Тому втрати механічної енергії у запропонованому пристрої значно нижчі, вище ККД та строк експлуатації, крім того нижче рівень шуму, що підвищує його екологічність. Запропонований пристрій може ефективно і успішно використовуватись у будівництві. Позитивний ефект від застосування запропонованого пристрою полягає у підвищенні ККД, довговічності та екологічності, що забезпечує ефективність будівництва в цілому. Бібліографічні дані джерел інформації 1. Смородинов М.А., Ерофеев Л.Б. Сваебойное оборудование. "Машиностроение", М, 1967г. 2. Грутман М.С. Свайные фундаменты. "Будівельник", Киев, 1969г.,с.21-24. 3. Деклараційний патент України №53241 А. Бюл.№1, 2003р. 4. Под ред. Буланова А.А. Машины и механизмы. Каталог-справочник. М, 1977г., с. 167-169 (прототип).

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Vibratory driving device

Автори англійською

Bohaienko Mykola Volodymyrovych, Holenkov Hennadii Mykhailovych, Holub Volodymyr Pavlovych, Pygnastiy Serhiy Serhiyovich, Popkov Volodymyr Serhiiovych, Popkov Volodymyr Serhiiovychch, Roman Volodimir Ivanovich

Назва патенту російською

Вибропогружательное устройство

Автори російською

Богаенко Николай Владимирович, Голенков Геннадий Михайлович, Голуб Владимир Павлович, Пигнастий Сергей Сергеевич, Попков Владимир Сергеевич, Роман Владимир Иванович

МПК / Мітки

МПК: E02D 7/26, E02D 7/18, E02D 7/20

Мітки: пристрій, віброзанурювальний

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-72163-vibrozanuryuvalnijj-pristrijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Віброзанурювальний пристрій</a>

Подібні патенти