Ґрунтоущільнюючий механізм

1. Ґрунтоущільнюючий механізм, що включає транспортний засіб, на який навішено ґрунтоущільнююче обладнання, що має пристрій для навішування з можливістю примусового переміщення і жорсткої фіксації відносно нього в площині, перпендикулярній напрямку переміщення, який має корпус, на якому змонтовано привідні ґрунтоущільнюючі органи з робочими елементами на їхніх нижніх кінцях та закріплено рукави, оснащені муфтами для підключення гідравлічного обладнання, який відрізняється тим, що його корпус являє собою фасонно-об'ємну металоконструкцію із верхньої горизонтальної та двох вертикальних паралельних плит з перемичками. 2. Ґрунтоущільнюючий механізм за п. 1, який відрізняється тим, що на верхній поверхні корпусу закріплені елементи для приєднання його до швидкодіючого тримача, а всередині корпусу, під низом верхньої горизонтальної плити між нижніми вертикальними плитами спереду і ззаду розташовані дві опори-тримачі, осі отворів яких перпендикулярні площинам двох вертикальних плит, на осях, розміщених в опорах-тримачах шарнірно закріплені верхні вушка двох гідроциліндрів, а корпуси обох вертикальних плит споряджені вікнами, отворами та накладними елементами, у нижніх отворах вертикальних плит розміщено перпендикулярну до них спільну вісь, на якій шарнірно розміщено назустріч один одному два однакових об'ємних крилоподібних корпуси. 3. Ґрунтоущільнюючий механізм за п. 1, який відрізняється тим, що крилоподібні корпуси споряджені на віддалених верхніх краях між їх вертикальними стінками шарнірно розміщеними вушками штоків двох гідроциліндрів, між місцем спільного шарнірного з'єднання нижніх вушок штоків двох гідроциліндрів розміщені нижні шарнірні опори шатунів-синхронізаторів, а на своїх нижніх поверхнях бокові поздовжні площинні напрямні виступи споряджені групами отворів, верхні кінці шатунів 2 (19) 1 3 Корисна модель стосується області технології і технічних засобів для виконання земляних робіт при заміні ізоляційного покриття трубопроводів, виконуваних на проектних відмітках трубопроводу у траншеї переважно без зупинки експлуатації його, власне до ґрунтоущільнюючих механізмів. Відоме робоче обладнання аналогічного призначення по а.с. СРСР №855137, яке включає транспортний засіб, який несе на собі ґрунтозабірний, транспортуючий та ґрунтоущільнюючий органи, які переміщують по поверхні ґрунту. Взаємодія ґрунтоущільнюючих органів, виконаних в вигляді з ґрунтом досягається перед введенням його в траншею [1]. Недоліком даної конструкції є те, що при переміщення по непідготовленій поверхні ґрунту виникають коливання транспортного засобу, а разом з ним і ґрунтоущільнюючого механізму. Це призводить до того, що частки ґрунту на великій швидкості можуть вдаряти по поверхні трубопроводу, руйнуючи його ізоляцію. Відоме робоче обладнання аналогічного призначення по а.с. СРСР №1036828 [2], яке містить ґрунтоущільнюючий механізм з приводними ґрунтоущільнюючими органами та пристрій навішування його на транспортний засіб з можливістю примусового переміщення та жорсткої фіксації в площині, перпендикулярній напрямку його переміщення. Недоліком даної конструкції є те, що дана конструкція не дозволяє виконувати безперервне переміщення транспортного засобу в процесі ущільнення ґрунту. Як найближчий аналог прийнятий спосіб підбивання трубопроводу ґрунтом з відвалу та пристрій для його здійснення, обладнання для ущільнення ґрунту під трубопроводом та ґрунтоущільнюючий механізм за патентом України №44294 [3]. Характерними ознаками найближчого аналога є наявність несучого корпусу, та наявність робочих елементів у вигляді пласких підошов. Недоліки найближчого аналога полягають у тому, що ґрунтоущільнюючі органи рухаються по складним траєкторіям, які, незважаючи на елемент синхронізації, залежать від розташування чотирьох осей обертання складових важелів. Ці ознаки роблять прототип кінематично складним виробом, не придатним для опрацювання суміжних розмірів трубопроводів. В основу корисної моделі покладено задачу спрощення конструкції механізму ущільнення ґрунту шляхом спрощення кінематики його рухів, шляхом універсалізації, шляхом продуктивності роботи, шляхом покращення якості роботи шляхом того, що його корпус являє собою фасонно-об ємну металоконструкцію із верхньої горизонтальної та двох вертикальних паралельних плит з перемичками, а на верхній поверхні корпусу закріплені елементи для приєднання його до швидкодіючого тримача, а в середині корпусу, під низом верхньої горизонтальної плити між нижніми вертикальними плитами спереду і ззаду розташовані дві опори 49886 4 тримачі, осі отворів яких перпендикулярні площинам двох вертикальних плит, на осях, розміщених в опорах-тримачах шарнірно закріплені верхні вушка двох гідроциліндрів, а корпуси обох вертикальних плит споряджені вікнами, отворами та накладними елементами, у нижніх отворах вертикальних плит розміщено перпендикулярну до них спільну вісь, на якій шарнірно розміщено назустріч один одному два однакових об ємних крилоподібних корпуси. Крім того, крилоподібні корпуси споряджені на віддалених верхніх краях між їх вертикальними стінками шарнірно розміщеними вушками штоків двох гідроциліндрів, між місцем спільного шарнірного з'єднання нижніх вушок штоків двох гідроциліндрів розміщені нижні шарнірні опори шатунів-синхронізаторів, а на своїх нижніх поверхнях бокові поздовжні площинні напрямні виступи, споряджені групами отворів, верхні кінці шатунів-синхронізаторів з єднанні шарнірно на спільній осі і спільна вісь, шатуни-синхронізатори на своїх кінцях споряджені шарнірно закріпленими роликами з можливістю вільного обертання на ній, вісь з роликами має можливістю переміщення тільки в вертикальному напрямку, а кожен ролик розміщений між двох вертикальних напрямних планок, відстань і напрям розташування кожної з яких є регульованим. А на бокових поздовжніх площинах напрямних виступів кожного з крилоподібних корпусів розміщені робочі лапиущільнювачі, які споряджені верхніми плитами з боковими напрямними пазами та отворами і робочі лапи-ущільнювачі споряджені групами отворів, а верхні плити лап-ущільнювачів по бокових виступах крилоподібних корпусів споряджені гвинтовими механізмами ручного приводу, які розміщені на крилоподібних корпусах, також нижні кінці ґрунтоущільнюючих органів споряджені змінними зносостійкими підошвами, а робочі лапи у верхніх своїх частинах споряджені наскрізними каналами, а верхня частина корпусу оснащена швидкодіючими з’єднувачами з електромережею орієнтувального обладнання та гідроприводом. Орієнтувальне обладнання розміщене під основним корпусом між лапами-ущільнювачами на кінцях осі та оснащене допоміжними упорними кронштейнами і гвинтами, корпус орієнтувального обладнання споряджено важелями поперечної орієнтації з проміжними шарнірними колінами із затискачами з щупами сфероподібної форми. Крім того важіль рівневої орієнтації споряджений циліндроподібним щупом та рукави гідросистеми прикриті зовнішніми захисними скобами. Таке виконання ґрунтоущільнюючого механізму дозволяє досягти можливості швидкого закріплення його до рукояті екскаватора замість ковша, шляхом зміни, у сторону спрощення, траєкторій руху ґрунтоущільнюючих органів. Це дає змогу робочим елементам ущільнювати ґрунт простим затисканням без зсувних складових робочого руху. Таке виконання ґрунтоущільнюючого механізму дозволяє розширити діапазон опрацьовуваних діаметрів трубопроводів без заміни ґрунтоущіль 5 нюючих органів, тобто лап-ущільнювачів, або з заміною їх, без заміни решти елементів конструкції. Діапазон опрацьовуваних трубопроводів складає 6 типорозмірів з застосуванням двох змінних комплектів ґрунтоущільнюючих органів, або 3, або 4 суміжних типорозмірів без зміни органів. Механізм ущільнення ґрунту удосконалено шляхом оснащено його універсальним регульованим орієнтуючим обладнанням. Суть корисної моделі пояснюєтьсь кресленнями, де: на Фіг.1 зображено загальний вигляд використання корисної моделі під час ущільнення ґрунту, вигляд зліва; на Фіг.2 зображено ґрунтоущільнюючий механізм, вигляд спереду; на Фіг.3 зображено ґрунтоущільнюючий механізм, вигляд Б на Фіг.2; на Фіг.4 зображено розріз В-В на Фіг.2, підвішене орієнтувальне обладнання не показано; на Фіг.5 зображено розріз Г-Г на Фіг.2; на Фіг.6 зображено схему улаштування орієнтувального обладнання на прикладі верхнього щупа. На фігурах зображено: 1 - ґрунтоущільнюючий механізм; 2 - рукава гідроприводу; 3 - екскаватор орієнтуючо-підіймально-транспортний засіб; 4 ґрунт; 5 - трубопровід; 6 - сергоподібно підвішувальний основний фасонно-об’ємний корпус; 7 - верхня горизонтальна поверхня основного корпусу; 8,9 - елементи з єднання зі швидкодіючим тримачем; 10 - швидкодіючий тримач; 11 - тримач шарнірної опори підвішеного гідроциліндра; 12 - підвішений гідроциліндр; 13 - штоки гідроциліндрів; 14 провушка штоків; 15 - ближній крилоподібний корпус; 16 - дальній крилоподібний корпус; 17 - повздовжній площинний виступ; 18 - верхня плита лапи-ущільнювача; 19 - боковий паз верхньої плити; 20 - лапа-ущільнювач; 21 - нижня площадка; 22 - зносостійка підошва; 23 - допоміжний гвинтовий механізм; 24 - спільна шарнірна опора; 25 - шарнірно закріплений передній синхронізатор; 26 - шарнірно закріплений задній синхронізатор; 27 - шарнірна опора штока гідроциліндра; 28 - верхній кінець переднього синхронізатора; 29 - верхній кінець дальнього синхронізатора; 30 - спільна вісь синхронізаторів; 31 - зносостійкі ролики; 32 - зносостійка направляюча стінка; 33 - гвинтові упори; 34 - болтові прижими; 35 - стінка основного корпуса; 36 - захисна полосова скоба; 37 - безпечна відстань; 38 - орієнтувальне обладнання; 39 - корпус орієнтувального обладнання; 40 - упорні кронштейні з гвинтами; 41 - шарнірне коліно з регулювальним затискачем; 42 - щуп верхній циліндроподібний; 43 - щуп ближній боковий; 44 - щуп дальній боковий; 45 - тяга-серга; 46 - поводок; 47 вісь, що тримає поводок і кулачки; 48 - опора шарнірна; 49 - перший датчик; 50 - другий датчик; 51 другий кулачок; 52 - перший кулачок; 53 - внутрішня частина важеля; 54 - зовнішня частина важеля; Ґрунтоущільнюючий механізм 1 своїми установчими елементами 8 і 9, які перебувають на верхній горизонтальній поверхні 7 основного фасонно-об’ємного корпуса 6, за допомогою швидкодіючого тримача 10 підвішується до екскаватора, котрий слугує орієнтуючо-підіймальнотранспортуючим засобом та джерелом гідравлічної енергії, яка рукавами 2 гідророзводки живить виконавчий механізм. 49886 6 Під низом верхньої поверхні 7 основного корпуса 6 розташовані тримачі 11 шарнірних опор підвішених гідроциліндрів 12, штоки 13 яких шарнірами своїх провушок 14 закріплені на краях 27 ближнього та дальнього крилоподібних корпусів 15 та 16, що мають знизу бокові подовжні площинні виступи 17, на які верхніми плитами 18 з боковими пазами 19 підвішуються робочі лапи-ущільнювачі 20, на нижніх площадках 21 яких закріплені зносостійкі підошви 22, а верхніми частинами лапи 20 пересовуються під крилоподібними корпусами 15 та 16 за допомогою гвинтових механізмів 23 і фіксуються болтовими з єднаннями з інтервалом, що відповідає діапазону діаметрів трубопроводів, ті ж крилоподібні корпуси 15 та 16 між собою мають спільну шарнірну опору, Фіг.4, на спільній осі 24, також мають шарнірно закріплені шатунисинхронізатори 25 і 26, які верхніми шарнірними кінцями 28 і 29 сходяться на спільній осі. Пересування штоків 13 гідроциліндрів 12 призводить до дугоподібних рухів крилоподібних корпусів 15 та 16. На цих же корпусах розташовані нижні шарнірні опори похило поставлених шатунівсинхронізаторів 25 і 26. А вже їхні верхні шарнірні кінці 28 і 29 одночасно розміщені на спільній осі 30, яка має свободу тільки прямолінійного руху у вузькому каналі, що утворюється після регулювання та фіксації, між зносостійкими направляючими стінками 32, з якими контактує вісь 32 за допомогою зносостійких роликів 31. Рух осі 30 по вузькому каналу не дозволяє шатунам-синхронізаторам 25 і 26 випереджати один одного, або зупинитися незалежно від іншого. Ці обмеження, через нижні шарнірні опори, накладаються на крилоподібні корпуси 15 та 16, які тримають під собою робочі лапи-ущільнювачі 20. Таким чином, крилоподібні корпуси 15 та 16, оснащені синхронізаторами 25 та 26, стримують можливі несинхронні рухи штоків 13 підвішених гідроциліндрів 12. У свою чергу, лапи-ущільнювачі 20 теж під впливом гідроприводів 12 рухаються своїми робочими підошвами 22 синхронно вниз і назустріч одна одній і одночасно зупиняються симетрично відносно вертикальної площини. Щоб під час робочого руху не сталося аварійного зіткнення ущільнюючої лапи 20 з трубопроводом 5, ґрунтоущільнюючий механізм треба тримати на безпечних відстанях 37 від трубопроводу 5. Для виконання цієї умови ущільнюючий механізм оснащено орієнтуючим обладнанням 38, яке підвішується посередині під крилоподібними корпусами 15 та 16 на кінцях спільної для всіх осі 24 і фіксується упорними кронштейнами 40 відносно сергоподібного корпуса. В середині орієнтувального обладнання 38 розташовані датчики 49 та 50, які подають сигнали на пульт (не відображено) про стадію наближення до трубопроводу 5. Для виконання цієї функції обладнання 38 оснащене складеним верхнім важелем зі щупом 42 та двома складеними боковими (відносно трубопроводу) важелями зі сфероподібними щупами 43 та 44. Всі щупи закріплено на дальніх кінцях зовнішньої частини 54 складених важелів, що виходять з корпуса 39 орієнтувального обладнання 38 в трьох напрямках. Всі важелі мають регульо 7 вані затискачами шарнірні коліна 41, за їх допомогою провадиться остаточне налаштування орієнтувального обладнання 38 в умовах попередньої фіксації ґрунтоущільнюючого механізма 1 на безпечних відстанях навкруги трубопроводу 5 у закритому стані лап-ущільнювачів 20. Устрій орієнтуючого обладнання зображено на Фіг.6. Орієнтувальне обладнання 38 потребує налагоджуваних робіт. Спочатку треба зафіксувати розташування другого кулачка 51 так, щоб після отримання від нього сигналу (що в подальшому при роботі має свідчити про досягнення ґрунтоущільнюючим механізмом забороненої зони довкола трубопроводу) дальній кінець зовнішньої частини важеля зі щупом мав би додатково якийсь перебіг, наприклад 20мм, до кінця ходу. Після виконання цього етапу потрібно зафіксувати розташування вже першого (яким він є в процесі роботи) кулачка так, щоб при робочому розташуванні у просторі його щупа, за умови силового доторкання до якого і вимушеному відхиленні дальнього кінця зовнішнього важеля на відстань до 10 мм, або менше, обов'язково спрацьовував перший датчик, що свідчило б в роботі про досягнення комплексом робочої зони біля трубопроводу. Після налагодження належного розташування кулачків на їхніх осях біля сполучених датчиків необхідно також належним чином зафіксувати належне розташування щупів у просторі. Для цього ґрунтоущільнюючий механізм з закріпленим на ньому орієнтувальним обладнанням потрібно розташувати над однотипним макетом трубопроводу з найбільшим співпадінням їхніх вертикальних площин симетрії, і додержанням внизу зони безпечного розташування верхніх країв робочих лапних підошов від стінок трубопроводу. Після цього, почергово, з кожним важелем проводиться налагоджувальна операція. На важелі 53 послаблюється 49886 8 затискач шарнірного коліна 41, але щуп, наприклад, 42 вручну прикладається до трубопроводу 5, а зовнішній кінець важеля 53 разом з послабленим колінним шарніром вручну відхиляється до такого стану, щоб із середини орієнтувального обладнання пішов перший (для цього напрямку) сигнал на пульт (якого не показано) про те, що налагоджуваний щуп досяг контакту з трубопроводом. Утримуючи досягнуте потрібне розташування коліна і щупа фіксується гвинтовими затискачами стан взаємного розташування двох частин 53 і 54 важеля. Після налагодження розташування у просторі всіх трьох щупів і контрольних переміщень ґрунтоущільнюючого механізму над макетом трубопроводу є підстави вважати, що комплекс готовий до роботи в реальних умовах. Ґрунтоущільнюючий механізм є універсальним що до роботи навкруги трубопроводів різних діаметрів, бо має спроможність тримати пару ґрунтоущільнюючих органів у вигляді лап-ущільнювачів в декількох фіксованих позиціях та застосовувати інший змінний комплект лап-ущільнювачів відповідно до наперед визначеного діапазону діаметрів опрацьовуваних трубопроводів. Джерела інформації 1. Авторське свідоцтво СРСР №855135 "Рабочее оборудование одноковшового экскаватора», опубл. 15.08.1981, бюл. №30. 2. Авторське свідоцтво СРСР №1036828 «Устройство для уплотнения гранта», опубл. 23.08.1983, бюл. №31. 3. Патент України № 44294 " Спосіб підбивання трубопроводу ґрунтом з відвалу та пристрій його здійснення, обладнання для ущільнення ґрунту під трубопроводом та ґрунтоущільнюючий механізм". 9 49886 10 11 Комп’ютерна верстка А. Рябко 49886 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601