Устройство ударного действия для образования скважин в грунте

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик (iii 9453()>

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. свмд-ву(22)Заявлемо20. 10.80 (21) 2996100/2g-03 с присоединением заявки М (23)ПриоритетОпубликовано 23 . 07 . 82. Бюллетень лЪ 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (51)М. Кл.

Е 02 F 5/18 фкударетаевый кемктвт

CCCP ео делан кзеервтвккв и еткрытвя (53) УД К621. 643. ..2.624 3(088.8) К.С.Гурков, Г.А.Ткаченко, И.П.Леонов и В.А.Елецкий

1 (72) Авторы изобретения

Институт горного дела Сибирского отделенйя=АН,СССР I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

СКВАЖИН В ГРУНТЕ

Изобретение относится к строительной технике, а именно к машинам для образования скважин- в уплотняемых грунтах, и может быть использовано, при строительстве подземных коммуникаций бестраншейным способом, при проходке разведочных скважин и т.п.

Известно устройство ударного действия, содержащее ударную пику с вытеснительным органом, упругий элемент, выполненный в виде пружины, корпус, ударник и воздухораспределительный механизм.

Однако устройство обладает малой надежностью так как частицы грунта попадают в рабочие камеры устройства и перед каждым запуском его необходимо разбивать и очищать. Кроме того, кольцевой зазор между наконечником и корпусом быстро забивается грунтом и весь ударный импульс ударника начинает передаваться состав4 ному корпусу, что приводит к его поломке в месте соединения.

Известно также устройство ударного действия для пробивания скважин

5 в грунте, включающее корпус, в котором размещен ударник с воздухораспределительным механизмом, наковаль ню с наконечником и упругий эле- мент 11.1.

Недостатком такого устройства является низкая, по сравнению с другими элементами, долговечность упругого элемента, которая является следствием высоких температур, возникающих

>g в упругом элементе из-за значительных по величине смещений внутренней поверхности упругого элемента, соединенной с наковальней, относительно наружной поверхности упругого эле2е мента, соединенной с корпусом. Кроме того, при движении в крепких грунтах, где силы трения боковой поверхности корпуса о стенки скважины дос"

945302

3 тигают больших величин прессового усилия, передаваемого со стороны упругого элемента на корпус, бывает недостаточно для преодоления этих сил трения. Таким образом, устройство обладает недостаточной активностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство ударного действия для образования скважин в грунте, содержащее корпус, в котором установлен ударник, распределительный механизм, упругий амортизатор с рифленой внутренней поверхностью, размещенный между корпусом и хвостовиком рабочего инструмента, имеющим рифление и бурт, выполненный со стороны ударника 1 2 ).

Однако подтягивание корпуса ocy- .

20 ществляется только за счет усилия, передаваемого через упругий элемент, которого, при движении устройства в крепких грунтах, где силы трения бо25 ковой поверхности корпуса о стенки скважины достигают большой величины, бывает недостаточно для преодоления этих сил трения. Кроме того, упругий элемент в момент подтягивания корпуса работает в условиях объемного зо сжатия, что существенно снижает его долговечность. Полость между упругим элементом и торцом наконечника не защищена от проникания частиц грунта, и в процессе работы забивается грунтом, вследствие чего величина подвижности наконечника снижается.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, "о что устройство снабжено втулкой с выступами на внутренней поверхности, размещенной между упругим амортизатором и корпусом, а также уплотнительной втулкой и кольцом, которые вмонтированы в теле корпуса и рабочего инструмента в передней по ходу устройства части, при этом уплотнительная втулка состоит из двух колец, выполненный из упругого материала с 5Ы различным коэффициентом плотности, а на передней части хвостовика инструмента монтирован дополнительный бурт.

Причем передняя часть рабочего ин- 55 струмента имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено по ходу устройства. ф

На чертеже показано устройство ударного действия при переднем положении ударника, частичный разрез.

Устройство ударного действия состоит из корпуса 1, ударника 2, рабочего инструмента 3, на хвостовой части которого выполнено рифление 4 и дополнительный бурт 5, а передняя часть выполнена форме усеченного конуса, упругого амортизатора 6 с рифлением монтированного между хвостовой частью рабочего инструмента 3 и втулкой 7 с выступами по внутренней поверхности, размещенной в теле корпуса 1 уплотнительной втулки, выполненной из соединенных друг с другом колец 8 и 9 и кольца 10. При этом материал кольца 8 имеет коэффициент жесткости, больше, чем материал, из которого выполнено кольцо 9. Устройство имеет также бурт 11.

Уплотнительная втулка присоединена, например приклеена, к торцовым поверхностям 12 и 13 рабочего инструмента 3 и кольца 10, а также к поверхности 14 корпуса 1. Расстояние

g должно быть не меньше зазора h ме:иду буртом 5 и кольцом 1О.

Устройство ударного действия работает следующим образом.

Ударник 2, совершая возвратнопоступательные перемещения в корпусе

1, наносит удары по рабочему инструменту 3, коаксиально перемещая его относительно корпуса 1 и одновременно деформируя упругий амортизатор 6.

Вследствие того, что величина деформации упругого амортизатора 6 ограничена зазором b между буртом 5 и кольцом 10, в упругом амортизаторе

6 не возникает черезмерных напряжений и надежность устройства существенно повышается. Кроме того, упругий амортизатор 6 в предлагаемом устройстве ударного действия работает в условиях чистого сдвига, которые являются наиболее .благоприятными при циклических нагружениях амортизаторов. Рифления 4 и выступы на втулке

7 служат для обеспечения надежного крепления упругого амортизатора 6 на всей длине его контакта с рабочим инструментом 3 и втулкой 7.

Это является необходимым для обеспечения работы упругого амортизатора

6 в условиях чистого сдвига. Втулка

7 выполнена с выступами на внутренней поверхности для того, чтобы ее

Формула изобретения

Устройство ударного действия для образования скважин в грунте., содержащее корпус, в котором установлен ударник, распределйтельный механизм, упругий амортизатор с рифленой внутренней поверхностью, размещенный между корпусом и хвостовиком рабочего инструмента, имеющим рифление и бурт, выполненный со стороны ударника, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, оно снабжено втулкой с выступами на внутренней поверхности, размещенной между упругим амортизатором и корпусом, а также уплотнительной втулкой и кольцом, которые монтированы в теле корпуса и рабочего инструмента в передней по ходу устройства части, при этом уплотнительная втулка состоит из двух колец, выполненных из упругого материала с различным коэффициентом плотности, а на передней части хвостовика инструмента монтирован дополнительный бурт.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что передняя часть рабочего инструмента имеет форму усеченного конуса, большее основание которого расположено по ходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2419623,кл.E 02 Г 5/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2903982, кл.Е 02 F 5/18, 1980 (прототип).

5 94530 можно было разместить в проточке корпуса 1 для фиксации упругого амортизатора 6 относительно корпуса 1.

Так как наибольшая величина смещения

Ь рабочего инструмента 3 находится в пределах деформации кольца 9 изготовленного, например, из пористой резины и, кроме того, уплотнительная втулка приклеена по поверхностям 1214, в устройстве отсутствуют зазоры, t0 по которым частицы грунта могли бы попасть в рабочие камеры устройства.

При движении в крепких грунтах, когда прессового -усилия, передаваемого через упругий амортизатор 6, и недостаточно для преодоления сил трения корпуса 1 о стенки скважины, зазор Ь между буртом 5 рабочего инструмента 3 и кольцом 10 выбирается и ударные импульсы ударника 2 нач- нут передаваться на корпус 1, обеспечивая перемещение его в скважине.

При исполнении передней части рабочего инструмента в форме усеченного конуса, большее основание кото- 2s рого расположено по ходу устройства, существенно повышается точность проходки скважин, а частицы грунта, осыпающиеся в зазор между рабочим инструментом и корпусом, не остаются в нем, а размазываются по стенкам скважины. Кроме того, такое выполнение рабочего инструмента позволяет уменьшить силы сопротивления передвижению машины при реверсе.

Так как расстояние О больше зазора g Гсм. чертеж), то с осыпающимся в зазор между рабочим инструментом 3 и корпусом 1 грунтом контактирует только кольцо 8 уплотнительной втулки, которое изготовлено из упругого материала, с большим к жесткости обладающего большой износоустойчивостью.

Таким образом, вследствие того, что в устройстве упругий амортизатор работает в условиях чистого сдвига, причем наибольшая величина его де2 6 формации ограничена, а конструкция и способ крепления уплотнительной втулки обуспечивают полную изоляцию рабочих камер устройства от частиц грунта, устройство обладает большей надежностью, чем известные.

945302

Составитель О. Серегина

Редактор Н.Бобкова Техред 3. Палии Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5277/40 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4