Машина для бестраншейной прокладки труб
Владельцы патента RU 2277154:
ГОУ ВПО "Дальневосточный государственный университет путей сообщения МПС России" (ДВГУПС) (RU)
Изобретение относится к механизации земляных работ, связанных с бестраншейной прокладкой трубопроводов методом продавливания с удалением грунта из объема проходки. Технический результат - снижение металлоемкости основного оборудования и стоимости работ за счет упрощение конструкции ударного механизма и механизма передвижения моторной тележки. Машина для бестраншейной прокладки труб содержит напорный механизм, на раме которого установлены силовые гидроцилиндры, лафет с зубчатой рейкой, грунтоотборник с кольцевым ножом, ударный механизм с моторной тележкой и механизм передвижения моторной тележки, установленные в прокладываемой трубе и выполненные в виде инерцоидов, состоящих из корпуса, закрепленного на тележке, внутри которого установлена круговая беговая дорожка и приводной вал, эксцентрично расположенный по отношению к беговой дорожке, причем вал снабжен прорезью, в которой установлена с возможностью свободного перемещения дебалансная масса. 4 ил.
Изобретение относится к механизации земляных работ, связанных с бестраншейной прокладкой трубопроводов методом продавливания с удалением грунта из объема проходки.
При работе в грунтах с каменистыми включениями наиболее перспективными являются машины, в которых выработка объема проходки осуществляется выкапыванием грунта путем внедрения в забой грунтозаборника с последующим выводом заполненного грунтозаборника за пределы проходки с разгрузкой в отвал. Такая схема взаимодействия рабочего органа машины с грунтом сводит до минимума сбои в работе на время устранения каменистых включений, попадающих на контур рубящей кромки грунтозаборника. Эффективность таких машин повышается, если грунтозаборник внедряется в массив ударной нагрузкой, что позволяет разрушить или выбить включения за пределы контура рубящей кромки грунтозаборника.
Известна машина для бестраншейной прокладки труб, содержащая напорный механизм, соединенный с трубопроводом с помощью каретки, грунтозаборник с кольцевым ножом, ударник с моторной тележкой, установленные в трубопроводе, и стопорный механизм (А.с. СССР №956702, опубл. 07.09.82. Бюл. №33).
Недостатком известной машины является ее ненадежность в работе. Поскольку зубчатая рейка стопорного механизма укреплена на внутренней поверхности трубы, то для того, чтобы грунтоотборник можно было проводить через зону, где установлена зубчатая рейка, в грунтоотборнике необходимо выполнить паз. Незначительное несовпадение зубчатой рейки и паза приводит к заклиниванию грунтоотборника в трубе, а следовательно, и к остановке работы машины.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является машина для бестраншейной прокладки труб, включающая напорный механизм, на раме которого установлены силовые гидроцилиндры, лафет с зубчатой рейкой, соединенный со штоками силовых гидроцилиндров, каретку с собачкой, грунтоотборник с кольцевым ножом, ударный механизм с моторной тележкой и механизм передвижения моторной тележки, установленные в трубопроводе (А.с. СССР №1059086, опубл. 07.12.83. Бюл. №45).
Машина работает следующим образом. Грунтоотборник забивается в массив грунта с помощью ударника, разгоняемого рабочей пружиной, которая предварительно сжимается с помощью троса, наматываемого на барабан лебедки, а после заполнения грунтоотборника последний вместе с моторной тележкой подается на лафет, затем с помощью крана снимается с тележки и переносится к месту разгрузки, а на его место устанавливают другой грунтоотборник. При этом прежде чем извлечь грунтоотборник из забоя, прокладываемая труба с помощью силовых гидроцилиндров проталкивается на длину грунтоотборника.
Недостатком известной машины является большая металлоемкость оборудования, сложность управления и, как следствие, высокая стоимость работ.
Задачей предлагаемого решения является снижение металлоемкости основного оборудования и стоимости работ за счет упрощения конструкции ударного механизма и механизма передвижения моторной тележки.
Для решения поставленной задачи в известной машине для бестраншейной прокладки труб, включающей напорный механизм, на раме которого установлены силовые гидроцилиндры, лафет с зубчатой рейкой, грунтоотборник с кольцевым ножом, ударный механизм с моторной тележкой и механизм передвижения моторной тележки, установленные в прокладываемой трубе, ударный механизм и механизм передвижения моторной тележки выполнены в виде инерцоидов, состоящих из корпуса, закрепленного на тележке, внутри которого установлена круговая беговая дорожка и приводной вал, эксцентрично расположенный по отношению к беговой дорожке, причем вал снабжен прорезью, в которой установлена с возможностью свободного перемещения дебалансная масса.
Отличительными признаками предлагаемой машины для бестраншейной прокладки труб от известной, наиболее близкой к ней, являются выполнение ударного механизма и механизма передвижения моторной тележки в виде инерцоидов, состоящих из корпуса, закрепленного на тележке, внутри которого установлена круговая беговая дорожка и приводной вал, эксцентрично расположенный по отношению к беговой дорожке, причем вал снабжен прорезью, в которой установлена с возможностью свободного перемещения дебалансная масса.
Благодаря отличительным признакам в несколько раз снижается металлоемкость оборудования и стоимость работ.
Предлагаемая машина для бестраншейной прокладки труб иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.
На фиг.1 показана схема машины для бестраншейной прокладки труб, вид сбоку, на фиг.2 - моторная тележка с механизмом передвижения и ударным механизмом; на фиг.3 - грунтозаборник, на фиг.4 - главные параметры ударного механизма и эпюра возмущающих сил инерцоида за половину оборота вала.
Машина содержит инвентарную раму 1, установленную в котловане в начальной точке бестраншейной прокладки, в которой установлены напорные гидроцилиндры 2, гидравлическая станция 3, с зубчатой рейкой лафет 4, сочлененный со штоками гидроцилиндров 2 с возможностью совершать возвратно-поступательные движения вдоль котлована по роликам 5, затворную тележку 6 с собачкой 7 для взаимодействия с зубчатым лафетом 4 и роликами 8 для перекатывания ее по нижнему поясу рамы 1, грунтоотборник 9 (фиг.3), выполненный в виде стакана, внутри которого помещен нож 10 с возможностью свободного перемещения вдоль стакана и выполнены продольные прорези 11, силовую установку 12, работающую в прокладываемой трубе 13 и включающую электродвигатель 15, установленный на моторной тележке 16, выходной вал которого снабжен двумя обгонными муфтами (не показано) и двумя шкивами 17, с помощью которых, а также с помощью клиновых ремненй 18 и 19 работают два инерцоида 20 и 21, закрепленные на торцах моторной тележки 16. Каждый инерцоид включает корпус 22, круговую беговую дорожку 23, приводной вал 24, установленный эксцентрично по отношению к круговой беговой дорожке, в котором выполнены прорези 25, дебалансную массу 26, установленную в прорезях 25 с возможностью свободного передвижения (фиг.2 и 4).
Устройство работает следующим образом.
Расчетной длины отрезок прокладываемой трубы 13 помещается с помощью крана (не показан) на зубчатый лафет 4 и приваривается электросваркой к уже внедренной в грунт части трубы 13, после чего свободный конец этого отрезка закрывается крышкой затворной тележки 6 и собачка 7 выставляется на зубчатый лафет 4, при этом силовая установка 12 в сцепе с грунтоотборником 9 находятся внутри трубы 13. Включением электродвигателя 15 (ток трехфазный) с помощью соответствующей обгонной муфты вращение получает приводной вал 24 инерцоида 20, понуждая дебалансную массу 26 обеими ее концами дважды за один оборот вала воздействовать в дальнюю от центра точку беговой дорожки и два раза проявлять максимальную возмущающую силу (см. эпюру на фиг.4), которая перемещает моторную тележку 16 до упора грунтоотборника 9 в лицо забоя с последующим внедрением его в грунтовый массив до полного наполнения. После чего переключением фаз электодвигателя 15 включается инерцоид 21 и наполненный грунтоотборник вместе с моторной тележкой 16 начинает движение в сторону рамы 1, где заполненный грунтоотборник заменяется на пустой (с помощью крана). Далее все повторяется.
Сохраняя положительную особенность прототипа - повышение производительности прокладки в грунтах с каменистыми включениями, в предлагаемом решении достигается снижение стоимости машины за счет упрощения ее конструкции при повышении надежности работы.
Машина для бестраншейной прокладки труб, включающая напорный механизм, на раме которого установлены силовые гидроцилиндры, лафет с зубчатой рейкой, грунтоотборник с кольцевым ножом, ударный механизм с моторной тележкой и механизм передвижения моторной тележки, установленные в прокладываемой трубе, отличающаяся тем, что ударный механизм и механизм передвижения моторной тележки выполнены в виде инерцоидов, состоящих из корпуса, закрепленного на тележке, внутри которого установлена круговая беговая дорожка и приводной вал, эксцентрично расположенный по отношению к беговой дорожке, причем вал снабжен прорезью, в которой установлена с возможностью свободного перемещения дебалансная масса.
