Что такое динамический вес вибропогружателя

Принцип Работы

Вибропогружатель снижает сопротивление грунта за счет вибрации и изменения структуры почвы. Вибропогружатели передают вертикальные вибрации на сваю через гидравлический зажим. Она, в свою очередь, передает вибрации в грунт, что снижает трение между сваей и грунтом и позволяет забивать или вытаскивать сваю с меньшим усилием. Свая устанавливается в грунт под совместным действием веса вибропогружателя и центробежной силы, которую он создает.

Эксцентриковый момент M (кгм):

Эксцентриковый момент рассчитывается по весу эксцентрика (m) и расстоянию от центра тяжести до сои вращения (r).

Центробежная сила F (кН):

n: Частота вращения гидравлического двигателя (об/мин)

Амплитуда A (мм):

Aмплитуда — общее вертикальное смещение вибропогружателя за полный поворот массы эксцентрика. Амплитуда при максимальной скорости вращения определяется по формуле:

M = эксцентриковый момент (кгм)

m_d = динамический вес

Динамический вес md (кг):

Динамический вес — общий вес вибропогружателя, гидравлического зажима и устанавливаемой сваи.

Что такое вибропогружатель?

“Вибрационные погружатели” — это оборудование, используемое для погружения свай в грунт или извлечения их при строительстве морских доков, мостов, зданий, дорог, рельсов, стен и многих других типов фундаментов. Традиционные погружатели свай слишком шумны и используют большие грузы для вбивания свай. Вибропогружатели достаточно тихие в работе и имеют множество преимуществ. Вот некоторые из них: быстрота погружения свай, извлечение старых свай из грунта, могут быть использованы под водой, имеют низкий вес, безопасны для окружающей среды (особенно для животных), могут быть использованы в непосредственной близости от жилых районов без жалоб на шум, имеют небольшие размеры и их легче транспортировать.

Как работает вибропогружатель?

Подсоедините шланги давления и обратной линии к расходомеру, поступающему с экскаватора. Убедитесь в правильном подключении шлангов к расходометру. Дроссельным вентилем отрегулируйте давление расходомера на требуемое значение и с отрегулированным давлением настройте требуемый расход с помощью регулировочного клапана главного насоса экскаватора.

Принцип работы экскаваторных вибропогружателей

Подсоедините шланги давления и обратной линии к расходомеру, поступающему с экскаватора. Убедитесь в правильном подключении шлангов к расходометру. Дроссельным вентилем отрегулируйте давление расходомера на требуемое значение и с отрегулированным давлением настройте требуемый расход с помощью регулировочного клапана главного насоса экскаватора.

Принцип Работы Вибропогружателей С Переменным Моментом

“Мотор с фазорегулятором”, запатентованный OMS, перемещает эксцентриковые массы и позволяет регулировать амплитуду.

Источник

Статьи

Категории

Последние статьи

Подписаться

Раз в месяц мы рассылаем подборку выгодных акций, экспертных статей и полезных видео. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Фильтрация

Вибропогружатели. Устройство, виды и применение

Время чтения: 4 минуты

Вибропогружатель. Устройство и применение

Описанный эффект изменения коэффициента трения наиболее сильно проявляется в водонасыщенных песчаных и пластичных глинистых грунтах. С уменьшением степени пластичности или водонасыщенности эффективность вибрационного погружения шпунта, труб снижается, сходя на ноль в скальных и вечномёрзлых грунтах ненарушенной структуры. В некоторых случаях для облегчения погружения применяются различные технологии снижения сопротивления, в частности, лидерное (в вечномёрзлых грунтах обязательно) или параллельное бурение, подмыв (особенно эффективен в песчаных грунтах).

*Тиксотропность — способность субстанции уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (сгущаться) в состоянии покоя.

Виды (типы) вибропогружателей. Характеристики, ключевые различия между ними

За многовековую историю сооружения оснований и фундаментов человечеством изобретено огромное количество устройств и технологий погружения/извлечения различных типов свайных элементов. По характеру воздействия на свайные элементы их можно разделить на СТАТИЧЕСКИЕ и ДИНАМИЧЕСКИЕ (ударные, вибрационные, комплексные). Компания «Традиция-К» предлагает решения для погружения/извлечения свайных элементов, относящиеся, в основном, к вибрационному типу воздействия — вибропогружатели (другие термины для обозначения этого типа машин — вибромолоты, шпунтовыдергиватели).

Вибропогружатели, в свою очередь, делятся по ряду параметров, например, по типу базовой машины, типу привода, частоте колебаний, возможности изменения параметров. При этом один и тот же вибропогружатель всегда относится сразу к нескольким группам.

Ищете вибропогружатель? Поможем выбрать эффективное и доступное решение.

Самым крупным сегментом рынка является сегмент вибропогружателей, монтируемых на экскаватор. Это объясняется как доступностью этих моделей и их базовых машин — экскаваторов, так и универсальностью этого решения для самых массовых видов работ.

Доступность подобных моделей обусловлена совмещением в экскаваторе двух функций — источника энергии и грузоподъемного механизма. Это в разы снижает стоимость комплекта оборудования, необходимого для работ по погружению/извлечению. Индивидуальный источник энергии дорог и, кроме того, не может использоваться также интенсивно (по сравнению с экскаватором), что увеличивает срок возврата средств, затраченных на его приобретение.

Более того, модели с боковым захватом и наклонно-поворотные, за счет своего дополнительного функционала, позволяют сократить численность персонала, необходимого для работ по погружению/извлечению. Все вибропогружатели, монтируемые на экскаватор, требуют для подключения только одну гидравлическую линию (одно- или двухпоточную, в зависимости от модельного ряда) и дренаж.

Как становится понятно из вышенаписанного, экскаваторные вибропогружатели можно поделить на три типа:

1. Классические с нижним захватом. Данная компоновка обеспечивает:

В нашем ассортименте классические машины представлены под брендами Impulse и Delta.

2. Наклонно-поворотные. В дополнение к достоинствам вибропогружателей классической компоновки наклонно-поворотное исполнение дает большее удобство при захвате свайного элемента с земли и позиционировании в проектное положение, за счет наклона вибровозбудителя с наголовником на 90° и поворота оборудования на 360°. В линейке представлены вибропогружатели Impulse серии VPxxxR. Появляется возможность сократить количество сотрудников, задействованных в работах по погружению. Это позволяет снизить затраты и достичь более высокой производительности, как следствие, ускорить возврат инвестиций, несмотря на стоимость выше по сравнению с классическими моделями. При всех удобствах наклонно-поворотного исполнения погружающая способность выше не становится, а в ряде случаев будет ниже до 15% по сравнению классической компоновкой оборудования.

3. Вибропогружатели с боковым захватом. Объединяют все достоинства перечисленных компоновок, при этом дают дополнительные преимущества:

Каждая модель вибропогружателя с боковым захватом Delta может быть изготовлена в трех комплектациях — шпунтовой, трубной, универсальной.

Когда появляется необходимость погружать тяжёлые или длинные свайные элементы, предстоит работать в тяжелых грунтовых условиях, применяют крановые вибропогружатели. Это требуется при строительстве крупных объектов инфраструктуры — портов, мостов, дамб, шлюзов, высотных сооружений. Источником энергии для крановых моделей является автономная силовая установка (гидравлическая или электрическая, в зависимости от типа привода оборудования) или электросеть (для моделей с электроприводом) при ее наличии.

Рассмотрим типы крановых вибропогружателей:

1. С электрическим приводом. Конструктив и особенности такого исполнения обеспечивают:

2. С гидравлическим приводом. Такая компоновка считается более продвинутой с сохранением всех преимуществ электрических машин:

Крановые вибропогружатели имеют функцию переменного статического (эксцентрикового) момента и возможность изменения рабочих частот. Это особенно актуально, когда необходимо работать с различными свайными элементами по форме и весу, например, легкий элемент под воздействием избыточной центробежной силы может быть деформирован или разрушен, а это недопустимо. Можно выделить безрезонансные вибропогружатели, которые отличаются отсутствием колебаний в зоне частот, в которой находятся собственные резонансные частоты окружающих зданий и конструкций, грузоподъемного механизма и самого оборудования.

Преимущества погружения вибрационным способом

После открытия тиксотропности грунтов (заметка: не все типы грунтов обладают данным свойством, например, скальник, мерзлота) и создания первых виброгружателей применение данного способа погружения свайных элементов приобрело заслуженную популярность. Прежде всего благодаря возможности осуществлять работы в плотной городской застройке без опасений повредить рядом стоящие фундаменты. В отличие от ударного способа (гидро-/дизель-/пневмомолоты), колебания вибропогружателя передаются только погружаемому материалу без негативного воздействия на окружающую среду/инфраструктуру и носитель.

Подбор вибропогружателя

Покупка вибропогружателя отличается от привычного всем нам подхода и требует тщательной проработки. Специалисты Компании «Традиция-К» не оставят вас без решения и помогут проработать не только текущие задачи, но и с «прицелом» на будущие проекты с рациональным использованием. Вам будет предоставлено: расчет цены вибропогружателя с нужными характеристиками, вариантами финансирования и сроками поставки.

Остались вопросы? Задайте их нашему специалисту.

Источник

Вибропогружатель: виды устройство, применение

Одним из основных способов погружения шпунта в грунт является использование специальных вибропогружателей. Принцип их действия имеет в основе резкое снижение сопротивлению, возникающему в момент, когда шпунту в ходе погружения в грунт сообщается вибрация. Обычно вибропогружатель используют, если необходимо осуществить работы по погружению или извлечению шпунта на глинистых или песчаных грунтах. При наличии специальной трамбовочной плиты вибропогружатель может быть применен для утрамбовки почвы.

Работа вибропогружателя происходит в комплексе с виброизолятором и грузоподъемным механизмом, в качестве которого можно использовать подъемный кран, копер или подходящие по техническим параметрам экскаваторы.

Вибропогружатель состоит из:

В современном строительстве вибропогружатель применяют, чтобы погрузить в грунт или извлечь из грунта:

Когда дисбалансы начинают вращаться, центробежная сила воздействует на ось их крепления. В итоге вибропогружатель получает необходимое движение. Через наголовник оно передается на свайный элемент. Дисбалансы приводит в движение гидромотор или электродвигатель. Это может осуществляться непосредственно от вала мотора или через механическую передачу. Расположенные симметрично дисбалансы вращаются в разные стороны, что позволяет уравновесить радиальные нагрузки.

Одновременное вращение дисбалансов приводит к возникновению циклической вертикальной вибрации. Горизонтальные составляющие возникающих при вращении дисбалансов центробежных сил компенсируются, вертикальные – складываются.

Преимущества использования вибропогружения:

Минусом данного метода можно считать невозможность использования вибропогружателей при работе на скальных грунтах.

О разновидностях вибропогружателей

Выбирая вибропогружатель, обращают внимание на мощность его электродвигателей, центробежную силу конкретной модели, амплитуду и частоту производимых колебаний. По последнему из вышеперечисленных параметров вибропогружатели подразделяют на:

В компании «Ларсен Пайлинг» вы всегда можете взять в аренду вибропогружатели различных марок по выгодным ценам.

Металлические шпунты Ларсена, шпунт ПВХ, вибропогружатели (Larssen, sheet piles)

Справочник строителя | Вибропогружатели

Сваебойные машины и оборудование

Вибропогружатели сообщают погружаемым (или извлекаемым) в грунт элементам (свае, шпунту, трубе) направленные вдоль их оси колебания определенной частоты и амплитуды, благодаря чему резко снижается коэффициент трения между грунтом и поверхностью внедряемого (извлекаемого) элемента. Они применяются для погружения в песчаные и супесчаные водонасыщен-ные грунты металлического шпунта, двутавровых балок, труб, железобетонных свай и оболочек, а также извлечения их из грунта. Составными частями вибропогружателя являются электродвигатель, вибровозбудитель и наголовник.

Жесткое соединение вибропогружателя с погружаемым (извлекаемым) элементом обеспечивается сменным наголовником с механическим или гидравлическим захватом.

В качестве вибровозбудителей используются вибраторы направленного действия с четным количеством (четыре, шесть или восемь) горизонтально расположенных параллельных валов с дебалансами, синхронно вращающимися в различных направлениях.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Общая масса дебалансов на каждом валу одинакова. Дебалансные валы приводятся во вращение одним или двумя электродвигателями специального виброударостойкого исполнения через ременную, цепную или зубчатую передачи.

Главным параметром вибропогружателей является установленная мощность электродвигатслей. К основным параметрам относятся вынуждающая сила, статический момент дебалансов, амплитуда и частота колебаний. Вынуждающая (центробежная) сила вибровозбудителя, возникающая при вращении дебалансов, достигает максимального значения при их вертикальном расположении и направлена вдоль оси погружаемого элемента. При горизонтальном расположении дебалансов их центробежные силы взаимно уравновешиваются. Величина вынуждающей силы вибропогружателя F (кН) зависит от сумманой массы m дебалансов, расстояния их от центра массы до оси вращения (эксцентриситета) е и угловой скорости дебалансных валов w: F = mew2. Амплитуда колебаний а (мм) представляет собой отношение статического момента дебалансов М (М = те) к массе колеблющейся конструкции глк (т. е. а = М/тк). Частота колебаний п вибровозбудителя равна частоте вращения дебалансных валов.

Различают низкочастотные (п 16,6 Гц) вибропогружатели. Низкочастотные вибропогружатели используют для погружения в однородные слабые грунты массивных железобетонных оболочек и свай длиной до 12м.

Они характеризуются значительной амплитудой колебаний, сравнительно большими статическими моментами дебалансов, вынуждающей силой и общей массой, малой частотой колебаний.

Конструкции низкочастотных вибропогружателей довольно разнообразны. Рассмотрим в качестве примера устройство и принцип действия низкочастотных вибропогружателей типа ВП и ВРП.

Рис. 1. Низкочастотный вибропогружатель типа ВП:
а — общий вид; 6 — принципиальная схема

В корпусе вибровозбудителя в сферических подшипниках вращаются несколько пар дебалансных валов с дебалансами. Движение дебалансным валом, вращающимся попарно в разные стороны, передастся от электродвигателя через промежуточную шестерню и систему синхронизирующих цилиндрических шестерен, закрепленных на валах.

Для крепления на стреле копра корпус вибропогружателя снабжен четырьмя направляющими роликами. Каждый вибропогружатель комплектуется пультом управления с пусковой и защитной аппаратурой.

Вибропогружатели типа ВРП с регулируемыми параметрами снабжены системой автоматического управления режимом погружения различных свай и свай-оболочек, которая обеспечивает плавное регулирование вынуждающей силы, статического момента дебалансов, амплитуды и частоты колебаний, в зависимости от сопротивления грунта. Частота вращения дебалансов регулируется командоконтроллером, а статический момент — путем перемещения подвижной части дебалансов с помощью гидросистемы погружателя.
Вибропогружатели имеют отверстие для очистки внутренней полости сваи-оболочки от грунта в процессе погружения.

Высокочастотные вибропогружатели применяют для погружения в малосвязные грунты элементов с малым лобовым сопротивлением: шпунта, труб и профильного металла длиной до 20 м. По сравнению с низкочастотными высокочастотные вибропогружатели имеют значительно меньший статический момент дебалансов (не более 60 кН-см) и соответственно меньшую (до 10… 14 мм) амплитуду колебаний. Конструкции высокочастотных вибропогружателей имеют мало различий. Рассмотрим устройство таких вибропогружателей на примере вибропогружателя ВПП-2А.

Высокочастотный вибропогружатель ВПП-2А включает четырехвальный вибратор, приводной электродвигатель с короткозамкнутым ротором, установленный на подпружиненных пригрузочных плитах, и наголовник. Наличие между электродвигателем и вибратором амортизирующих пружин позволяет существенно уменьшить вредное воздействие вибрации на электродвигатель: в процессе погружения колебания совершают только вибратор и свая.

Технические характеристики низкочастотных вибропогружателей

Меняя число пригрузочных плит, а следовательно, и массу пригруза, создающего необходимое давление на погружаемый элемент, подбирают оптимальные режимы вибрации, способствующие наиболее эффективному погружению в соответствующую грунтовую среду элемента заданных параметров. Привод четырехвального вибратора осуществляется через вертикальную цепную передачу, конический редуктор, горизонтальную цепную передачу и систему синхронизирующих шестерен, закрепленных на дебалансных валах с дебалансами.

Рис. 2. Высокочастотный вибропогружатель ВПП-2А: а — общий вид; 6 — принципиальная схема

Каждый дебаланс вибропогружателя состоит из двух частей, что позволяет регулировать его статический момент изменением взаимного расположения частей. Установка дебалансов в заданном положении осуществляется с помощью подпружиненных фиксаторов. При работе вибропогружатель подвешивается на крюке грузоподъемного устройства с помощью подвески.

Вибропогружатели в 2,5…3 раза производительнее паровоздушных и дизельных молотов; они удобны в управлении и не разрушают погружаемые элементы. Основными их недостатками являются непригодность для погружения свай (шпунта) в связные маловлажные грунты и сравнительно небольшой срок службы электродвигателей.

Технические характеристики высокочастотных вибропогружателей

Вибропогружение свай осуществляется специальными механизмами — вибропогружателями. При таком способе забивки свай сопротивление грунта резко уменьшается и для погружения сваи достаточны меньшие усилия, чем при мгновенном ударе молотом.

Различают два вида вибропогружателей — с жестким креплением основных узлов и с подрессоренной пригрузкой. Первые используются для погружения тяжелых свай сплошного и полного сечения, а также свай-оболочек, а вторые — для погружения деревянных свай, металлических труб и легких железобетонных свай.

Вибропогружатель с жестким креплением состоит из цельносварного корпуса, электромеханического вибрационного механизма, наголовника и электродвигателя. На четырех грузовых валах вибрационного механизма установлены дебалансы, создающие при вращении колебания неуравновешенных масс. Грузовые валы вращаются электродвигателем через зубчатую передачу.

Вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой состоит из двух частей; вибрирующей, в которую входят вибратор и наголовник, и изолированной от вибрации — пригрузочной плиты и электродвигателя. Обе части вибропогружателя соединены системой пружин.

Вибрационный механизм приводится в действие электродвигателем при помощи двухступенчатой цепной и конической передач.

Вибропогружатель оснащен шарнирной подвеской с пониженным расположением осей шарниров, что значительно облегчает разворот вибропогружателя в горизонтальное положение. Свая крепится к вибропогружателю клиновым наголовником.

Вибропогружатели выпускаются с электродвигателями мощностью 22—310 кВт с частотой вибрирования 400—1500 ударов в минуту и вынуждающей силой до 250 тс.

Рекламные предложения:

Читать далее: Вибромолоты

Категория: – Сваебойные машины и оборудование

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Вибропогружение труб 1020х12мм вибропогружателем OMS 24VM

Источник

Вибропогружатели

Вибрационный методпогружения свай в нашей стране разработан Д.Д.Барканом в 1934 году. В1948 году проведены первые опыты по погружению свай и шпунта. В 50-х годах этот способ стал широко применяться в стране при строительстве Волгоградской ГЭС, Куйбышевской ГЭС. В это время началась разработка теории виброударного погружения.

Назначение. Вибрационный метод применяется при погружении свай в песчаных и водонасыщенных грунтах, не содержащие крупных твердых включений; вдавливание и вибровдавливание, при погружении коротких (до 6 м) свай в рыхлых и плотных грунтахВибропогружатели представляют собой механизмы, передающие погружаемым (или извлекаемым) элементам колебания определенной частоты, амплитуды и направления, в результате которых обеспечивается их погружение (извлечение). Работа вибропогружателей основана на резком снижении коэффициента трения между грунтом и поверхностью погружаемого (извлекаемого) элемента под действием возникающих колебаний.

Рис. 3.37. Вибропогружатель на экскаваторе.

Вибропогружатель применяется при строительстве объектов на слабых грунтах, на берегах рек, морей. Вибропогружатель незаменим при строительстве различных гидротехнических сооружений – причалов пристаней, портов, мостов, укрепления береговой линии и т.п.

Классификация вибропогружателей. Все вибропогружатели делятся по принципу работы на две группы машин:

По спектру рабочих частот:

По конструктивному исполнению:

— с подрессоренной пригрузкой.

По характеру колебаний:

— с круговыми колебаниями в вертикальной плоскости;

— с вертикальными направленными колебаниями;

— сложные колебания- вертикальными плюс вращательными и т.п.

По рабочей частоте:

— низкочастотные (рабочая частота подбирается равной собственной частоте системы свая-грунт, в пределах 20 – 50 Гц);

— высокочастотные (рабочая частота подбирается равной собственной частоте продольных колебаний сваи).

По назначению:

— для погружения труб и шпунта;

— для погружения железобетонных свай;

— для свай-оболочек (пустотелый цилиндр диаметром до 6 м, внутренняя полость оболочки может заливаться бетоном). Схема классификации вибропогружателей представлена на рис.3.34.

Как видно из этой схемы классификация вибропогружателей производится по назначению и области применения, по типу привода и по виду передаваемых колебаний.

По типу привода вибропогружатели классифицируются на трансмиссионные, когда между двигателем и небалансными валами имеется передаточный механизм, и бестрансмиссионные, когда валы электродвигателей являются небалансными. Наиболее удобными, надежными и долговечными являются бестрансмиссионные машины, в которых используются электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они работают без ремонта более 600 машиночасов, в то время как трансмиссионные только 100 машиночасов.

По виду передаваемых колебаний различают вибропогружатели с колебаниями, направленными вдоль оси погружаемого элемента, и вибропогружатели комбинированного действия, т. е. с винтовыми колебаниями, представляющими собой сочетание круговых колебаний в горизонтальной плоскости и вертикальных колебаний. Комбинированные вибропогружатели могут быть использованы только для погружения элементов цилиндрической формы типа свай-оболочек.

В последнее время появился принципиально новый отечественный вибропогружатель, работающий по принципу квазистатического вдавливания. Этот тип вибропогружателя имеет существенные преимущества, поскольку он сочетает в себе как эффект вибрации, так и достоинства чистого вдавливания свай.

Особенности работы этого типа погружателей представлен в следующих разделах.

Рис.3.38. Схема классификации вибропогружателей.

Конструктция вибропогружателей. Преимуществами вибропогружателей перед свайными молотами являются повышенные скорости погружения, простота конструкции, удобство в управлении, бесшумность. Материал погружаемого под действием вибрации элемента не подвергается ударным нагрузкам и испытывает незначительные перенапряжения, что позволяет погружать в грунт тонкостенные железобетонные оболочки на большую глубину. Вибропогружателями можно заглублять сваи вблизи существующих сооружений, не опасаясь нарушить их целостность, так как окружающий грунт колеблется при этом незначительно. Главным недостатком вибропогружателей является невозможность применения их в связных и плотных маловлажных грунтах.

Пример конструкции одномассных погружателей представлен на рис. 3.39, а) и б). Где вариант а) представляет собой одномассный вибропогружатель с одним вибратором направленного действия, а вариант б) – с двумя вибраторами направленного действия. Первый вариант состоит из приводного электродвигателя 1, привода вращения небалансных валов, вибровозбудителя 3 и наголовника 4 с механическими или гидравлическими зажимами для жесткого соединения механизма с погружаемым (извлекаемым) элементом.

Рис.3.40. Вибропогружатель с гидравлическим приводом.

Рис. 3.41. Бестрансмиссионный вибропогружатель

Бестрансмиссионный вибропогружатель представляет собой конструкцию (Рис.3.40), где в стальной корпус 1 запрессованы статоры 3 пары двухскоростных асинхронных виброустойчивых электродвигателей. Короткозамкнутые роторы насажены на валы 2, а на консольных концах валов расположены основные небалансы 4. При необходимости увеличения амплитуды колебаний к ним крепятся дополнительные один-два небаланса 6. Небалансные валы вращаются в подшипниках 7. Вибропогружатель крепится к наголовнику с помощью фланца 5. Благодаря двухскоростным двигателям погружатель может работать в низкочастотном (485 кол/мин) и высокочастотном (975 кол/мин) режимах, что расширяет область применения машины.

Кроме рассмотренных одномассных вибраторов направленного действия, применяются вибропогружателя со сложным характкром колебаний. Они нашли широкое применение при погружении свай-оболочек большого диаметра.

а)б)

Рис. 3. 42. Конструктивная схема вибропогружателя с крутильными колебаниями.

Здесь вертикальные колебания передаваемые свае одновременно сочетаются с крутильными. Конструктивная схема и принцип работы такого вибропогружателя представлены на рис.3.42. Скорость точки поверхности сваи при этом в каждый момент времени не равна нулю и определяется в соответствии с рис.3.42,б).

Другие варианты конструктивных схем вибропогружателей, вызывающих сложные колебания, приведены на рис. 3.43. В первом случае (рис. 3.38,а) смешанные колебания возникают от синхронного вращения в разные стороны не-

Рис. 3.38. Схемы вибропогружателей, возбуждающих комбинированные колебания

балансов 2, расположенных соосно. Вращение небалансов происходит от фланцевого электродвигателя 1 с вертикальным валом через коническую зубчатую передачу. Для мощных вибропогружателей применяется схема с четырьмя или большим количеством дебалансов 3 (рис. 3.38,б). Вращение дебалансов происходит от электродвигателей 1 и синхронизирующих зубчатых конических передач 2.

Вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой.Конструктивная схема такого погружателя свай показана на рис. 3.39, а общий вид таких вибропогружателей представлен на рис.3.40. Здесь (рис. 3.39) двигатель 1 установлен на подрессоренной пригрузочной плите 4, оказывающей необходимое давление на погружаемый элемент. Крутящий момент от электродвигателя вибратору 2 передается через клиноременную передачу 5.

Рис. 3.39.Двухмассный вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой.

1- электродвигатель; 2 – вибратор направленного действия; 3 – амортизаторы; 4 – дополнительный груз подрессоренной массы; 5 – ременной привод вибратора.

Наличие между двигателем и вибратором амортизирующих пружин малой жесткости 3 позволяет существенно уменьшить вредное влияние вибрации на электродвигатель. При этом, в процессе погружения, колебания совершают только свая и вибратор. При такой конструкции увеличение массы пригрузочных плит практически не влияет на амплитуду колебаний сваи. Меняя массу пригрузочных плит, можно получить оптимальный вибрационный режим для наиболее эффективного погружения сваи (шпунта).

Рис. 3.40. Общий вид вибропогружателей с упругой связью между электродвигателем и четырех вальным вибратором.

Общий вид и схема четырех вального вибропогружателя с подрессоренным грузом представлена на рис. 3.40. Приводной электродвигатель 1 установлен на пригрузочной плите 2 и через амортизирующие пружины 4 связан с вибратором 3. Корпус которого жестко соединен с наголовником 5. Привод четырех вального вибратора осуществляется через вертикальную цепную передачу 7, конический редуктор 6 и систему синхронизирующих шестерен, установленных на небалансных валах. Шарнир 8 коромысла подвески 9 расположен вблизи от центра тяжести погружателя, что позволяет легко поворачивать его в горизонтальное положение для присоединения к свае.

Двух массные вибропогружатели с подрессоренным грузом имеют такие преимущества как

— увеличение долговечности работы двигателя до 1000 часов;

-возможность регулировать подрессоренную массу за счет дополнительных грузов, тем самым увеличить общее давление на сваю и расширить диапазон работы вибропогружателя;

— перераспределение общей нагрузки на сваю в подрессоренную часть, приводит к уменьшению колеблющейся массы и возможности снижения мощности приводного двигателя.

Преимущество этой конструктивной схемы перед ранее рассмотренными теряется в двух случаях. Первый случай, когда имеем тяжелый и мощный низкочастотный вибратор, не нуждающийся в дополнительном грузе и работающий в режиме сильных ударов торца сваи о грунт. И, в случае, когда имеется возможность пригрузить сваю от канатной лебедки копровой установки.

В настоящее время получают широкое распространение модульные вибропогружатели, вибровозбудитель которых собирается из отдельных двух вальных блоков (модулей). Количество модулей в вибровозбудителе зависит от условий и вида выполняемых свайных работ. Такие погружатели способны заменить несколько различных по конструкции обычных погружателей, работа которых ограничена в зависимости от вида погружаемого элемента и плотности грунта. Схема такого вибропогружателя приведена на рис. 3.41,а. Он состоит из амортизатора 3, вибровозбудителя 4, блоков горизонтальной 5 и вертикальной 6 синхронизации, гидравлического наголовника 7, насосной станции 2 и пульта управления 1.

Модуль (рис. 3.41,б) состоит из двух электродвигателей 10, смонтированных в стальном корпусе 8. Вращение электродвигателей происходит в противоположные стороны и синхронизируется горизонтально расположенной зубчатой передачей 9. На валах 12 электродвигателей установлены небалансы 11, вращающиеся синхронно-синфазно. Погружатели состоят из двух, трех или четырех модулей, смонтированных один под другим или попарно, соединенных промежуточной рамой.

Рис. 3.41. Модульный вибропогружатель

Верхний и нижний модули синхронизируются с помощью вертикально расположенной регулируемой цепной передачи. Амортизатор обеспечивает гашение передаваемых на грузоподъемный механизм (лебедка, копер) колебаний. При изменении числа модулей в вибровозбудителе погружателя необходимо изменять число амортизационных пружин (или их параметры).

Высокочастотные погружатели обеспечивают погружение элементов под действием массы погружателя и сваи.

В процессе погружения свая преодолевает два вида сопротивлений:

— лобовое, распределенное по площади поперечного сечения сваи;

— боковое, связанное с трением грунта по боковым поверхностям сваи.

Анализируя графики на рис 3.42, показывающие влияние на скорость погружение сваи различных параметров вибропогружателя, можно отметить следующее.

1. При постоянной угловой скорости вала вибратора (W=Const), погружение сваи происходит не сразу, а по достижении какой-то определенной величины амплитуды колебаний. Величина этой амплитуды называется амплитудой срыва – Аср. До амплитуды срыва происходят упругие колебания сваи с грунтом без погружения сваи. После преодоления величины амплитуды срыва скорость погружения сваи возрастает по закону близкому к экспоненте. На первом участке этой кривой нарастание скорости погружения сваи происходит интенсивно, а затем интенсивность нарастания скорости падает.

Этот момент изменения интенсивности нарастания скорости погружения сваи соответствует наиболее целесообразной, эффективной амплитуде колебаний сваи для данных условий- Аэфф. Дальнейшее увеличение амплитуды колебаний сваи нецелесообразно из-за экономических соображений.

Рис.3.42. Влияние амплитуды (А), частоты колебаний (W) и удельного лобового давления (q) на скорость погружения сваи.

2. Аналогичная закономерность изменения скорости погружения сваи наблюдается от изменения угловой скорости вибратора-W, при постоянной амплитуде колебаний (A=Const). Здесь также, до определенной величины угловой скорости вала вибратора – Wср, погружения сваи нет. Далее идет интенсивное нарастание скорости погружения до эффективного значения угловой скорости вращения вала вибратора-Wэфф, после чего скорость погружения сваи замедляется.

Следует заметить, что все погружатели имеют ускорение сваи в процессе вдавливания порядка 9-10g. Но, это условие справедливо только при А˃ Аср; W˃Wср. Сравнивая рассмотренные зависимости можно установить, что ускорение сваи должно соответствовать значениям порядка Аэфф*W 2 эфф = (10-12) g. При этом условии процесс погружения сваи идет хорошо.

4. Влияние лобового удельного давления (q) на скорость погружения сваи показан на рис.3.42, график третий. Под удельным лобовым давлением сваи понимается отношение:

q = (mc +mв) g /Fлоб, где mв – масса вибропогружателя со сваей; mс – масса пригруза; Fлоб – площадь сечения сваи.

Динамическая модель вибропогружателяможет быть представленадвух массной моделью. При этом следует отметить, что эта расчетная модель зависит от принятых условий работы вибропогружателя, которые должны быть оговорены. Так, для режима работы вибропогружателя в зарезонансной зоне, при установившемся режиме работы, динамическая модель может быть представлена так, как показано на рис. 3.43.

Рис. 3.43. Динамическая модель вибропогружателя.

Уравнения движения этой системы можно записать как:

При работе вибропогружателя в дорезонансной зоне необходимо учитывать ещё и вязкость системы.

Амплитудно-частотная характеристика такой двух массной системы (3.1) представлена на рис. 3.44.

Рис.3.44. Амплитудно-частотная характеристика и ее изменение от соотношения масс γ = m1/m2, где m1 – подрессоренная масса. Здесь wn1 – собственная частота колебаний подрессоренной массы; wn2 – собственная частота колебаний сваи с вибратором.

В процессе работы, при постоянной общей массе равной m = m1 + m2 = q*F/g = Const, целесообразно перераспределять ее так, чтобы все лишнее из m2 перемещать в m1, в подрессоренную часть. В этом случае улучшается режим работы вибратора, растет амплитуда колебаний вибратора со сваей в рабочей зоне. Это приводит к изменению амплитудно-частотной характеристики, что и проиллюстрировано графически на рис. 3.44. При этом, когда m1˃ m2 график представлен пунктирной линией.

Выбор основных параметров свайных погружателей.К основным параметрам вибропогружателя относятся: мощность двигателя вибратора; амплитуда колебаний сваи, частота колебаний вибратора, величина вынуждающей силы, жесткость амортизаторов.

1. Главным параметром погружателей является мощность установленных электродвигателей. Мощность двигателей определяется двумя составляющими – это мощность необходимая для определения сопротивлений трения в подшипниках и мощность необходимая для поддержания колебаний.

3. Частота колебаний (w) также должна быть больше частоты колебаний срыва, т.е. w ˃ wср. При этом необходимо проверить, чтобы величина ускорений колебания сваи находилась в рекомендуемых пределах: Аэфф*W 2 эфф =(10-12)g.

Для шпунта и тонкостенных изделий Рср =S*Lпогр*τср; где S – периметр сваи; Lпогр – длина участка погружения сваи; τср – касательные напряжения в момент срыва сваи, τср = (3000-6000)[Н/м 2 ].

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник