Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля

(51) 21 7/28 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ установленным на ней свободно вращающийся конусообразный формообразующий элемент,поперечное круглое сечение скважины в визуальноподобное правильному многоугольнику. Отношение диаметров 11 неподвижного опорного зубчатого колеса и 10 сателлита равно целому числу, которое больше или равно трм 11 где 10 и 11 - соответственно, диаметры сателлита 10 и опорного зубчатого колеса 11- целое число, равное 3, 4, 5 или 6. Отношение диаметров 12 промежуточной шестерни и 13 рабочей шестерни равно 12 где 12 и 13 - соответственно, диаметры промежуточной и рабочей шестерен. Расстояние между осями вращения рабочей шестерни и конусообразного формообразующего элемента определяется зависимостью(3)13 ,2 где- расстояние между осями вращения рабочей шестерни и конусообразного формообразующего элемента- коэффициент, равный 0,5 для 3 0,4 - для 4 0,3 - для 5 0,2 -для 6 13 - диаметр рабочей шестерни. Диаметр большего основания конусообразного формообразующего элемента равен бо(4)1613(1). где 13 - диаметр рабочей шестерни- коэффициент, равный 0,5 для 3 0,4 - для 4 0,3 - для 5 0,2 -для 6. Технический результат изобретения достигается движением конусообразного формообразующего элемента в поперечном сечении скважины по гипоциклоидальной траектории, в результате чего он, перемещаясь по внутренней стороне лидерной скважины, локально деформирует в радиальном направлении стенки скважины в виде визуальноподобного правильного многоугольника.(72) Грузин Владимир ВасильевичНураков Серик НураковичГрузин Андрей Васильевич Жантлесов Жангабыл ХамитовичЕсбергенов Кайсарбек Балтабаевич(73) Акционерное общество Казахский агротехнический университет им. Сакена Сейфуллина(54) НАВЕСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАСКАТЫВАНИЯ В ГРУНТЕ СКВАЖИН СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ(57) Изобретение относится к строительству, а именно к навесному оборудованию для раскатывания в грунте скважин сложного профиля без выемки грунта. Задачей изобретения является образование в грунте скважин сложного профиля с развернутой боковой поверхностью,обеспечивающих повышенную удельную несущую способность набивных свай на уплотненном основании. Задача решается за счет того, что в навесном оборудовании для раскатывания в грунте скважин сложного профиля коаксиально соединенные между собой гидропривод, формирователь поперечного профиля,раскатчик круглых скважин и конусообразный лидерный шнек подвижно установлены на направляющей штанге,кинематически соединенной с оборудованием базовой машины. При этом формирователь поперечного профиля, установленный на приводном валу гидропривода, включает в себя жстко соединнное с приводным валом водило, на котором на равном расстоянии от оси вращения параллельно установлены две подвижные оси, на первой из которых с двух сторон жстко закреплены сателлит,который при повороте водила обкатывает неподвижное опорное зубчатое колесо,и промежуточная шестерня и вторая подвижная ось,на которой жстко закреплена рабочая шестерня,приводимая в движение промежуточной шестерней,и на которой закреплена подвижная ось с Изобретение относится к строительству, а именно к оборудованию для устройства уплотненных скважин без выемки грунта. Из существующего уровня техники известно оборудование для образования скважин в грунте методом раскатки, включающее шпиндель с наконечником и вальцами,установленными эксцентрично с возможностью вращения, при этом вальцы выполнены с внутренними сферическими поверхностями,а устройство снабжено сферическими кольцами,установленными с возможностью взаимодействия со сферическими поверхностями вальцов, а торцевые поверхности колец установлены с возможностью контактирования и относительного перемещения(А.с. СССР 861535, МПК Е 21 В 7/28, бюл. 33,опубл. 07.09.1981). Недостатком известного устройства является образование скважин с поперечным сечением только круглой формы. Наиболее близким аналогом изобретения является оборудование для проходки скважин в грунте, содержащее соединенный с приводом вал с установленными на нем съемными модулями, в том числе коническим наконечником с резьбой и модулями прямого и обратного ходов, при этом модуль обратного хода выполнен в виде конического бурава, а модуль прямого хода составлен из ряда эксцентрических,последовательно развернутых относительно оси вращения колес, состоящих из жестко связанных с приводным валом ступиц, на которых с возможностью вращения установлены ободья ( 2310045, МПК 02 5/18, Е 21 В 7/26, опубл. 10.07.2007). Недостатком известного устройства является образование скважин с поперечным сечением только круглой формы. Задачей изобретения является образование в грунте скважин сложного профиля с развернутой боковой поверхностью,обеспечивающих повышенную удельную несущую способность набивных свай на уплотненном основании. Техническим результатом является формирование в грунте скважин сложного профиля с поперечным сечением подобным правильному многоугольнику. Сущность изобретения поясняется следующими рисунками Фиг.1 - Общий вид навесного оборудования с раскатывающим рабочим органом. Фиг.2 - Планетарный механизм формирователя поперечного сечения скважины заданной формы(вид сверху). Фиг.3 - Принципиальная кинематическая схема устройства планетарного механизма формирователя поперечного сечения скважины заданной формы(вид сбоку). Фиг.4 - Сформированное поперечное сечение скважины в виде визуально-подобного правильного треугольника. Навесное оборудование для раскатывания скважин сложного профиля (см. фиг.1) используется в качестве сменного навесного оборудования на 2 гидравлические экскаваторыиразмерных групп. К рукояти экскаватора 1 с гидроцилиндром управления ею 2 крепится навесное оборудование,которое состоит из направляющей штанги 3,гидропривода 4, который служит источником вращательного движения комбинированного рабочего органа,состоящего из трх последовательно смонтированных взаимосвязанных секций формирователя поперечного профиля 5,раскатчика круглых скважин 6 и конусообразного лидерного шнека 7. Формирователь поперечного профиля 5 представляет собой планетарный механизм (см. фиг.2), который состоит из водила 8, на котором на равном расстоянии от оси вращения закреплены две подвижные оси- подвижная ось 9, с двух сторон на которой жстко закреплены две шестерни сателлит 10,который при повороте водила 8 обкатывает неподвижное опорное зубчатое колесо 11, и промежуточная шестерня 12- подвижная ось 14, на которой жстко закреплена рабочая шестерня 13 таким образом, что промежуточная шестерня 12 передат момент вращения на рабочую шестерню 13, при этом параллельно оси вращения 14 и на некотором расстоянииот не на рабочей шестерне 13 закреплена подвижная ось 15, на которой в свою очередь закреплн свободно вращающийся конусообразный формообразующий элемент 16. Отношение диаметровнеподвижного опорного зубчатого колеса 11 и сателлита равно целому числу, которое больше или равно трм где 10 и 11 - соответственно, диаметры сателлита 10 и опорного зубчатого колеса 11- целое число, равное 3, 4, 5 или 6. Отношение диаметров промежуточной шестерни 12 и рабочей шестерни 13 равно 12 где 12 и 13 - соответственно, диаметры промежуточной 12 и рабочей шестерен 13. Расстояниемежду осями вращения рабочей шестерни 13 и конусообразного формообразующего элемента 16 определяется зависимостью(3)13 ,2 где- расстояние между осями вращения рабочей шестерни 13 и конусообразного формообразующего элемента 16- коэффициент, равный 0,5 для 3 0,4 - для 4 0,3 - для 5 0,2 -для 6 13 - диаметр рабочей шестерни 13. Диаметр конусообразного формообразующего равен бо 1613(1). Навесное оборудование для раскатывания скважин сложного профиля работает следующим образом (см. фиг.3). Круговое вращение вала гидропривода 4 с жстко закреплнным на нм водилом 8 приводит к обкатыванию сателлитом 10 неподвижного опорного зубчатого колеса 11. Возникшее вследствие этого вращательное движение сателлита 10 через подвижную ось 9 передатся промежуточной шестерне 12, которая посредством зубчатого зацепления передат вращение рабочей шестерне 13. На рабочей шестерне 13 параллельно е оси вращения и на расстоянииот не закреплена подвижная ось 14, на которой закреплн свободно вращающийся конусообразный формообразующий элемент 16, движение которого в поперечном сечении скважины происходит по гипоциклоидальной траектории. При контакте конусообразного формообразующего элемента 16 с грунтом возникают силы трения, которые приводят к его вращению. Перемещаясь по внутренней стороне лидерной скважины, конусообразный формообразующий элемент 16 локально деформирует в радиальном направлении стенки скважины, формируя поперечное сечение скважины в виде визуально-подобного правильного многоугольника, например, треугольника (см. фиг.4). В зависимости от исходных параметров в конструкции формирователя поперечного профиля 5 результатом локального уплотнения стенок скважины может быть е поперечное сечение в форме визуально-подобных треугольнику, квадрату,пятиугольнику и шестиугольнику. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля, включающее в себя привод,соединенный с валом и установленными на нем катками, коническим наконечником со шнеком и модулями прямого и обратного ходов, установленными эксцентрично с возможностью вращения, отличающееся тем, что коаксиально соединенные между собой гидропривод, формирователь поперечного профиля,раскатчик круглых скважин и конусообразный лидерный шнек подвижно установлены на направляющей штанге, кинематически соединенной с оборудованием базовой машины. 2. Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля по п.1,отличающееся тем,что формирователь поперечного профиля, установленный на приводном валу гидропривода, включает в себя жстко соединнное с приводным валом водило, на котором на равном расстоянии от оси вращения параллельно установлены две подвижные оси, на первой из которых с двух сторон жстко закреплены сателлит,который при повороте водила обкатывает неподвижное опорное зубчатое колесо,и промежуточная шестерня и вторая подвижная ось,на которой жстко закреплена рабочая шестерня,приводимая в движение промежуточной шестерней,и на которой закреплена подвижная ось с установленным на ней свободно вращающийся конусообразный формообразующий элемент,поперечное круглое сечение скважины в визуальноподобное правильному многоугольнику. 3. Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля по п.1,отличающееся тем, что отношение диаметров 11 неподвижного опорного зубчатого колеса и 10 сателлита равно целому числу , которое больше или равно трм где 10 и 11 - соответственно, диаметры сателлита 10 и опорного зубчатого колеса 11- целое число, равное 3, 4, 5 или 6. 4. Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля по п.1,отличающееся тем, что отношение диаметров 12 промежуточной шестерни и 13 рабочей шестерни равно где 12 и 13 - соответственно, диаметры промежуточной и рабочей шестерен. 5. Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля по п.1,отличающееся тем, что расстояние между осями вращения рабочей шестерни и конусообразного формообразующего элемента определяется зависимостью(3)13 ,2 где- расстояние между осями вращения рабочей шестерни и конусообразного формообразующего элемента- коэффициент, равный 0,5 для 3 0,4 - для 4 0,3 - для 5 0,2 -для 6 13 - диаметр рабочей шестерни. 6. Навесное оборудование для раскатывания в грунте скважин сложного профиля по п.1,отличающееся тем, что диаметр большего основания конусообразного формообразующего элемента равен бо