RU2008101C1

RU2008101C1 - Single-shaft directed action vibration exciter

Info

Publication number: RU2008101C1
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Неклюдов; Валентин Евдокимович Конаш; Евгений Владимирович Светинский; Маркс Аронович Перлов; Андрей Сергеевич Головачев; Владимир Георгиевич Агарков; Виктор Анатольевич Певзнер
Original assignee: Михаил Михайлович Неклюдов; Валентин Евдокимович Конаш; Евгений Владимирович Светинский; Маркс Аронович Перлов; Андрей Сергеевич Головачев; Владимир Георгиевич Агарков; Виктор Анатольевич Певзнер
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1991-11-20
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: vibration exciter has body 1, two electric or hydraulic motors 2, unbalance shaft 3, four unbalances 4 freely fitted on this shaft, two rigidly fitted unbalances 5, freely fitted double-unbalance 6. The exciter also has bevel gears 7 fixed to all unbalances and intermediate gears 8, 9 and 12 engageable with them and mounted on axles 10 and 11. Axles 10 may be axially moved together with gears 8 and 12 disengaging them with gears 7. Axles 10 may be displaced by different devices, for example, hydraulic. EFFECT: improved structure. 5 dwg

Description

Изобретение относится к строительству в частности может быть использовано для вибрационного погружения в грунт свай, шпунта, труб, а также для их виброизвлечения. The invention relates to construction, in particular, can be used for vibrational immersion in the soil of piles, dowels, pipes, as well as for their vibration.

Известен вибровозбудитель, включающий корпус, двигатель, дебалансные валы, дебалансные и зубчатые передачи (1). Недостатком такого вибровозбудителя является наличие в нем нескольких дебалансных валов, усложняющих конструкцию вибровозбудителя и увеличивающих его метал- лоемкость. Known vibration exciter, comprising a housing, engine, unbalanced shafts, unbalanced and gears (1). The disadvantage of such a vibration exciter is the presence of several unbalanced shafts in it, which complicate the design of the vibration exciter and increase its metal consumption.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является одновальный вибровозбудитель направленного действия, включающий корпус, один дебалансный вал, приводимый во вращение двигателем через ременную передачу, и две пары дебалансов, одна из которых посажена на вал жестко и вращается вместе с ним, а вторая - свободна и вращается синхронно с первой парой, но в противоположном направлении с помощью другой ременной передачи, приводимой тем же двигателем, но через промежуточную зубчатую передачу (2). В результате возникает знакопеременная синусоидальная вынуждающая сила в вертикальной плоскости. The closest technical solution to the proposed invention is a single-shaft directional vibration exciter, including a housing, one unbalanced shaft driven into rotation by the engine through a belt drive, and two pairs of unbalances, one of which is mounted on the shaft rigidly and rotates with it, and the second is free and rotates synchronously with the first pair, but in the opposite direction using another belt drive driven by the same engine, but through an intermediate gear (2). As a result, an alternating sinusoidal driving force arises in the vertical plane.

Недостатками такого одновального вибровозбудителя являются малая надежность ременных передач и невозможность регулирования величины и направления его вынуждающей силы. The disadvantages of this single-shaft exciter are the low reliability of belt drives and the inability to control the magnitude and direction of its driving force.

Целью изобретения является повышение надежности одновального вибровозбудителя и обеспечение регулируемости его вынуждающей силы по величине и направлению, что в конечном итоге расширит область применения такого вибровозбудителя и повысит его технический уровень. The aim of the invention is to increase the reliability of a single-shaft exciter and to ensure that its driving force is adjustable in magnitude and direction, which ultimately will expand the scope of such an exciter and increase its technical level.

Цель достигается тем, что в одновальном вибровозбудителе направленного действия, включающем корпус, один или два приводных двигателя, дебалансный вал, дебалансы, жестко сидящие на нем, дебалансы, свободно сидящие на этом же валу, и передачи от двигателей к дебалансам, валы приводных двигателей соединены с дебалансным валом непосредственно, а привод свободно сидящих на этом валу дебалансов осуществлен от дебалансов, жестко сидящих на том же валу, через жестко прикрепленные к тем и другим дебалансам конические зубчатые колеса и промежуточные конические зубчатые колеса, часть которых посажена на неподвижные оси в корпусе вибровозбудителя, а часть - на аксиально подвижные оси, которые соединены с механизмами их поступательного перемещения, например гидроцилиндрами. The goal is achieved in that in a single-shaft exciter of directional action, including a housing, one or two drive motors, an unbalanced shaft, unbalances rigidly sitting on it, unbalances freely sitting on the same shaft, and gears from engines to unbalances, the shafts of the drive motors are connected with the unbalanced shaft directly, and the drive of the unbalances freely sitting on this shaft is carried out from the unbalances rigidly sitting on the same shaft, through the bevel gears and the intermediate gears rigidly attached to both unbalances bevel gears, some of which are mounted on fixed axes in the exciter housing, and some on axially movable axes, which are connected to mechanisms of their translational movement, for example, hydraulic cylinders.

Доказательства соответствия предлагаемого технического решения критерию "Существенные отличия". Evidence of compliance of the proposed technical solution with the criterion of "Significant differences".

Присоединение валов приводных двигателей непосредственно к дебалансному валу позволяет избежать применения ременной передачи и повысить надежность устройства. Connecting the shafts of the drive motors directly to the unbalanced shaft avoids the use of belt transmission and improves the reliability of the device.

Наличие промежуточных конических зубчатых колес, входящих в зацепление с коническими зубчатыми колесами, жестко прикрепленными к дебалансам, обеспечивает их синхронное вращение во взаимно противоположных направлениях без использования ременных передач. The presence of intermediate bevel gears engaged with bevel gears rigidly attached to unbalances ensures their synchronous rotation in mutually opposite directions without the use of belt drives.

Посадка части промежуточных конических зубчатых колес на аксиально подвижных осях позволяет выводить их из зацепления с коническими зубчатыми колесами, жестко прикрепленными к дебалансам, тем самым выводя из работы отдельные дебалансы или их группы, обеспечивая таким образом ступенчатое регулирование величины и направления вынуждающей силы вибровозбудителя. The landing of a part of the intermediate bevel gears on axially movable axes allows them to be disengaged from the bevel gears rigidly attached to unbalances, thereby disabling individual unbalances or their groups, thereby providing stepwise regulation of the magnitude and direction of the driving force of the vibration exciter.

Заявителям не известны технические решения со свойствами отличительных признаков заявленного изобретения. Поэтому оно соответствует критерию "Существенные отличия". Applicants are not aware of technical solutions with the characteristics of the distinguishing features of the claimed invention. Therefore, it meets the criterion of "Significant differences".

На фиг. 1 схематично изображен одновальный вибровозбудитель направленного действия; на фиг. 2 - положения дебалансов через четверть оборота при их вращении вокруг дебалансного вала при включенных в работу всех семи дебалансов вибровозбудителя; на фиг. 3 - то же, при включенных в работу пяти дебалансов и выключенных крайнего левого и правого дебалансов вибровозбудителя; на фиг. 4 - то же, при включенных в работу трех дебалансов и выключенных левой и правой пар дебалансов вибровозбудителя; на фиг. 5 - то же, при включенных в работу шести дебалансов и выключенного крайнего правого дебаланса вибровозбудителя. In FIG. 1 schematically depicts a single-shaft directional exciter; in FIG. 2 - the position of the unbalances after a quarter of a revolution when they rotate around the unbalanced shaft when all seven vibration exciter unbalances are included in the work; in FIG. 3 - the same, when five unbalances are turned on and the left and right unbalances of the vibration exciter are turned off; in FIG. 4 - the same, when three unbalances are turned on and the left and right pairs of vibration exciter unbalances are turned off; in FIG. 5 - the same, when six unbalances are turned on and the extreme right unbalance of the vibration exciter is turned off.

Вибровозбудитель (фиг. 1) включает корпус 1, два электрических или гидравлических двигателя 2, дебалансный вал 3, четыре дебаланса 4, свободно сидящих на этом валу; два жестко сидящих дебаланса 5, свободно сидящий двойной дебаланс 6, конические зубчатые колеса 7, жестко прикрепленные ко всем дебалансам, входящие в зацепление с ними промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12, свободно сидящие на осях 10 и 11, причем оси 10 могут аксиально перемещаться вместе с зубчатыми колесами 8 или 12, выводя их из зацепления с зубчатыми колесами 7. Перемещение осей 10 может осуществляться различными устройствами, например гидравлическими (не показаны). The vibration exciter (Fig. 1) includes a housing 1, two electric or hydraulic motors 2, an unbalanced shaft 3, four unbalances 4, freely sitting on this shaft; two rigidly seated unbalances 5, freely seated double unbalance 6, bevel gears 7, rigidly attached to all unbalances, engaging with them intermediate bevel gears 8, 9 and 12, freely sitting on axles 10 and 11, and axles 10 can move axially with gears 8 or 12, disengaging them from gears 7. The axles 10 can be moved by various devices, for example, hydraulic (not shown).

Вибровозбудитель работает следующим образом. Vibration exciter works as follows.

Двигатели 2 вращают дебалансный вал 3 вместе с двумя жестко сидящими на нем дебалансами 5. Через конические зубчатые колеса 7, жестко прикрепленные к дебалансам 4, 5 и 6, и промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12 вращение передается на остальные дебалансы 4 и 6. Engines 2 rotate the unbalanced shaft 3 together with two unbalances rigidly mounted on it 5. Through the bevel gears 7, rigidly attached to the unbalances 4, 5 and 6, and the intermediate bevel gears 8, 9 and 12, the rotation is transmitted to the remaining unbalances 4 and 6 .

Регулирование вынуждающей силы по величине и направлению осуществляется следующим образом. Regulation of the driving force in magnitude and direction is as follows.

Если при вращении одного дебаланса 4 или 5 возбуждается центробежная сила, равная Р, а при вращении двойного дебаланса 6 - равная 2Р, то в случае вращения всех семи дебалансов (фиг. 2), когда введены в зацепление все промежуточные конические зубчатые колеса 8, 9 и 12, создается знакопеременная вынуждающая сила, равная 8Р, действующая только в вертикальной плоскости, так как в горизонтальной плоскости центробежные силы уравновешиваются и суммарная вынуждающая сила становится равной нулю. If a centrifugal force equal to P is excited during rotation of one unbalance 4 or 5, and equal to 2P during rotation of double unbalance 6, then in the case of rotation of all seven unbalances (Fig. 2), when all intermediate bevel gears 8, 9 are engaged and 12, an alternating driving force is created equal to 8P, acting only in the vertical plane, since in the horizontal plane the centrifugal forces are balanced and the total driving force becomes equal to zero.

Если вывести из зацепления крайние левое и правое промежуточные конические зубчатые колеса 8, то вращаться будут только пять дебалансов. В этом случае (фиг. 3) в вертикальной плоскости действует знакопеременная вынуждающая сила, равная 6Р, а в горизонтальной - равная 2Р. If you disengage the extreme left and right intermediate bevel gears 8, then only five unbalances will rotate. In this case (Fig. 3), an alternating driving force of 6P acts in the vertical plane, and 2P in the horizontal plane.

Если вывести из зацепления левое и правое промежуточные конические зубчатые колеса 12, то вращаться будут только три дебаланса 5 и 6. В этом случае (фиг. 4), как и в случае, приведенном на фиг. 2, знакопеременная вынуждающая сила действует только в вертикальной плоскости, но равна 4Р. If the left and right intermediate bevel gears 12 are disengaged, then only three unbalances 5 and 6 will rotate. In this case (FIG. 4), as in the case shown in FIG. 2, the alternating driving force acts only in the vertical plane, but is equal to 4P.

Если вывести из зацепления крайнее правое (левое) промежуточное коническое зубчатое колесо 8, то вращаться будут шесть дебалансов. В этом случае (фиг. 5) возникают колебания вибровозбудителя сложной формы, так как в вертикальной плоскости действует знакопеременная вынуждающая сила, равная 7 Р, а в горизонтальной - неуравновешенная вынуждающая сила, равная Р, создающая в этой плоскости знакопеременный момент. (56) 1. Цейтлин М. Г. , Верстов В. В. и Азбель Г. Г. Вибрационная техника и технология в свайных и буровых работах. Л. : Стройиздат, 1987, с. 41, 85, 118. If you disengage the extreme right (left) intermediate bevel gear 8, then six unbalances will rotate. In this case (Fig. 5), vibrations of a vibration exciter of complex shape arise, since an alternating driving force equal to 7 P acts in the vertical plane, and an unbalanced driving force equal to P in the horizontal plane, creating an alternating moment in this plane. (56) 1. Zeitlin M.G., Verstov V.V. and Azbel G.G. Vibration technique and technology in pile and drilling operations. L.: Stroyizdat, 1987, p. 41, 85, 118.

2. Патент США N 4018290, кл. Е 02 D 7/18, 1977. 2. US patent N 4018290, CL. E 02 D 7/18, 1977.

Claims

A SINGLE VIBRATOR OF DIRECTIONAL ACTION, comprising a housing, one or two drive motors, an unbalanced shaft, with rigidly and freely set unbalances, transmissions from engines to unbalanced drives, characterized in that the shafts of the drive engines are connected directly to the unbalanced shaft, and the unbalances freely and rigidly set on the shaft, interconnected by means of bevel gears and intermediate bevel gears rigidly attached to them, one part of the latter is mounted on fixed axes in the housing e exciter, and the other part - on the axially movable axis, which are equipped with mechanisms for their translational movement.