Устройство для образования скважин в грунте методом раскатки

 

Использование: изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к устройствам для образования скважин. Сущность изобретения: устройство для образования скважин в грунте методом раскатки включает приводной вал с эксцентриковыми втулками и установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах конические катки. Между торцами смежных катков расположены жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси устройства на величину эксцентриситета e соответствующей эксцентриковой втулки. Между торцами каждого катка и диска расположены уплотнительные элементы, выполненные в виде подпружиненного кольца с вогнутой сферической поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр сферы с радиусом R₁ которых совпадает с центром сферических поверхностей с радиусом R₂ подпружиненного кольца и диска. 3 з. п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к строительной технике, а более точно к устройствам для образования скважин в грунте. Предлагаемое устройство может найти применение для бестраншейной прокладки коммуникаций, образования набивных свай, глубинного уплотнения грунтов, формирования траншей для образования "стены в грунте" и прочее.

Известны устройства для образования скважин в грунте методом раскатки, включающие приводной вал с эксцентриковыми втулками, на которых установлены с эксцентриситетом и с возможностью вращения конические катки, причем между торцами катков установлены уплотнительные элементы [1] Известные устройства ненадежны в работе из-за попадания грунта в зазоры между катками, в результате чего происходит их заклинивание.

Наиболее близким по техническому существу и достигаемому результату является устройство, включающее приводной вал с эксцентриковыми втулками, установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах конические катки, расположенные между торцами смежных катков и жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси симметрии на величину эксцентриситета соответствующей эксцентриковой втулки, и расположенные между торцами каждого катка и диска уплотнительные элементы [2] Известное устройство трудоемко в изготовлении из-за необходимости совместной обработки мест посадок подшипниковых опор, дисков и эксцентриковых втулок. При больших габаритах устройства (диаметром более 500 мм) такую совместную обработку осуществить весьма сложно. К недостаткам известного устройства можно отнести также низкую его производительность из-за малой скорости его извлечения из скважины.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления устройства и повышение производительности его работы.

Цель достигается тем, что торцы дисков со стороны уплотнительных элементов выполнены со сферической выпуклой поверхностью, а каждый уплотнительный элемент выполнен в виде подпружиненного кольца с вогнутой поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр сферы которых совпадает с центром сферических поверхностей подпружиненного кольца и диска, а эксцентриковые втулки в каждом катке жестко соединены между собой посредством торцовых шлицев, причем соединение приводного вала с эксцентриковыми втулками выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала паза и расположенного на внутренней поверхности эксцентриковых втулок выступа для размещения его в пазе приводного вала с возможностью ограниченного поворота эксцентриковых втулок вокруг продольной оси приводного вала при реверсе последнего.

На фиг. 1 показана конструкция устройства для образования скважин в грунте; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 положение катков устройства в момент его погружения в грунт; на фиг. 4 положение катков устройства в момент его извлечения из скважины; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 6 сечение Г-Г на фиг. 3; на фиг. 7 сечение Д-Д на фиг. 3; на фиг. 8 сечение Е-Е на фиг. 3; на фиг. 9 сечение Ж-Ж на фиг. 3; на фиг. 10 сечение З-З на фиг. 3; на фиг. 11 сечение В'-В' на фиг. 4; на фиг. 12 сечение Г'-Г' на фиг. 4; на фиг. 13 сечение Д'-Д' на фиг. 4; на фиг. 14 сечение E'-E' на фиг. 4; на фиг. 15 сечение Ж'-Ж' на фиг. 4; на фиг. 16 сечение З'-З' на фиг. 4.

Устройство для образования скважин в грунте методом раскатки включает приводной вал 1 с эксцентриковыми втулками 2 и установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах 3 конические катки 4. Между торцами смежных катков 4 расположены жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски 5, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси 6 устройства на величину эксцентриситета е соответствующей эксцентриковой втулки 2. Между торцами каждого катка 4 и диска 5 расположены уплотнительные элементы, выполненные в виде подпружиненного кольца 7 с вогнутой сферической поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска 5, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр 8 сферы радиусом R₁ которых совпадает с центром сферических поверхностей с радиусом R₂ подпружиненного кольца и диска.

Эксцентриковые втулки 2 в каждом катке 4 жестко соединены между собой посредством торцовых шлицев 9, причем соединение приводного вала 1 с эксцентриковыми втулками 2 выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала паза 10 и расположенного на внутренней поверхности эксцентриковых втулок выступа 11 (шпонки) для размещения его в пазу приводного вала и с возможностью ограниченного поворота эксцентриковых втулок на угол β вокруг продольной оси 6 приводного вала 1 при реверсе последнего.

Каждый диск 5 жестко соединен с эксцентриковой втулкой 2 посредством резьбового соединения 12 и установлен с возможностью регулирования силы поджатия сферических поверхностей подпружиненного кольца 7 и диска 5 друг к другу посредством стопорного кольца 13 и упругой прокладки 14, при этом сферическая выпуклая поверхность диска 5 выполнена с хромированным покрытием, а сферическая вогнутая поверхность подпружиненного кольца 7 выполнена с покрытием из антифрикционного материала, например оргалона. Наружная поверхность каждого катка 4 имеет выпуклую форму с радиусом R и выполнена с рифлением 15, при этом диаметр D₁ торца катка 4 со стороны меньшего смежного катка в направлении к головному катку меньшего диаметра D₂ торца смежного катка, причем торцы катков 4 имеют фаски 16. Между дисками 5 смежных катков 4 установлены кольца 17. Ось 18 каждого катка 4 развернута в продольной плоскости на угол α.

Устройство работает следующим образом.

При правом вращении приводного вала 1 (фиг. 3, 5, 6-10) выступы 11 эксцентриковых втулок 2 упираются в правый торец кольцевых проточек 10 вала 1, при этом все катки 4 разворачиваются по спирали и происходит самозавинчивание устройства в грунт, образуя скважину 19. При левом вращении (реверсе) приводного вала 1 (фиг. 4, 11-16) выступы 11 эксцентриковых втулок 2 упираются в левый (противоположный) торец кольцевых проточек 10 вала 1, при этом все катки 4 устанавливаются (складываются) в одной плоскости, образуя зазор δ между катками 4 и скважиной 19 на всей длине забоя, и устройство легко извлекается из скважины.

Применение предлагаемого устройства позволит снизить трудоемкость его изготовления и повысить производительность его работы в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ МЕТОДОМ РАСКАТКИ, включающее приводной вал с эксцентриковыми втулками, установленные на эксцентриковых втулках с возможностью вращения на подшипниковых опорах конические катки, расположенные между торцами смежных катков и жестко соединенные с эксцентриковыми втулками диски, ось симметрии каждого из которых смещена относительно продольной оси устройства на величину эксцентриситета соответствующей эксцентриковой втулки, и расположенные между торцами каждого катка и диска уплотнительные элементы, отличающееся тем, что торцы дисков со стороны уплотнительных элементов выполнены со сферической выпуклой поверхностью, а каждый уплотнительный элемент выполнен в виде подпружиненного кольца с вогнутой сферической поверхностью, взаимодействующей со сферической поверхностью соответствующего диска, при этом подшипниковые опоры катков выполнены в виде самоустанавливающихся радиально-сферических подшипников качения, центр сферы которых совпадает с центром сферических поверхностей подпружиненного кольца и диска, а эксцентриковые втулки в каждом катке жестко соединены между собой посредством торцевых шлицев, причем соединение приводного вала с эксцентриковыми втулками выполнено в виде расположенного на наружной боковой поверхности приводного вала паза и расположенного на внутренней поверхности эксцентриковых втулок выступа для размещения его в пазу приводного вала с возможностью ограниченного поворота эксцентриковых втулок вокруг продольной оси приводного вала при реверсе последнего.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый диск жестко соединен с эксцентриковой втулкой посредством резьбового соединения и установлен с возможностью регулирования силы поджатия сферических поверхностей подпружиненного кольца и диска друг к другу посредством стопорного кольца и упругой прокладки, при этом сферическая выпуклая поверхность диска выполнена с хромовым покрытием, а сферическая вогнутая поверхность подпружиненного кольца - с покрытием из антифрикционного материала, например оргалона.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность каждого катка имеет выпуклую форму и выполнена с рифлением, при этом диаметр торца катка со стороны меньшего смежного катка в направлении к головному катку меньше диаметра торца смежного катка, причем торцы катков имеют фаски.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между дисками смежных катков установлены кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16