Обоснование параметров зажимного механизма, влияющих на работу ударной системы для забивания стержней в грунт

Приведено обоснование направления совершенствования пневмоударных машин для погружения в грунт стержней малой жесткости при производстве специальных работ в строительстве. Конструктивной особенностью этих машин является наличие сквозного осевого канала, через который проходит забиваемый стержень, и зажимного механизма для соединения ударного узла со стержнем и передачи ему энергии удара в любом поперечном сечении. Такая динамическая система не только передает стержню нагрузку, но и обеспечивает автоматическое перемещение машины по стержню при переустановке ее на новый уровень. При этом требования к зажимному механизму весьма противоречивы: он должен эффективно передавать значительные ударные нагрузки, но в то же время размыкаться от незначительных по величине сил в режиме перестановки по стержню. Также к требованиям добавляется надежность, быстродействие, минимальные потери энергии удара и достаточный ресурс. Опыт эксплуатации показывает, что наиболее полно реализовать эти требования в зажимном механизме при относительно простой и компактной его конструкции позволяет клиновое сопряжение, поскольку его важной особенностью является пропорциональность величины зажимных сил от передаваемых ударных. Показано, что процесс передачи энергии удара существенно зависит от характера взаимодействия и жесткости сопряжения элементов всей ударной системы. Кратко изложены основные концептуальные подходы к повышению эффективности передачи энергии удара забиваемому стержню, основанные на результатах исследования по увеличению жесткости элементов клинового сопряжения в зажимном механизме за счет исключения зазоров, люфтов и возможного проскальзывания элементов сопряжения друг относительно друга. Приведено обоснование необходимости определения значений коэффициента сцепления k* в паре клин - стержень в реальных условиях работы зажимного механизма для обоснованного назначения его конструктивных параметров.

стержень, пневмоударная машина, зажимной механизм, клиновое сопряжение, зазор, энергия удара

1. Богинский В.П., Смоляницкий Б.Н. Пневмоударные машины для погружения легких стержневых элементов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1981. № 2. С. 67-72.

2. Гербер А.Р., Сырямин Ю.Н., Смоляницкий Б.Н. Применение пневмоударных машин для лечения земляного полотна железных дорог // Совершенствование средств механизации путевых, строительных и погрузочно-разгрузочных работ: Сб. науч. тр. Новосибирск: Изд-во СГУПСа. 2001. С. 45- 62.

3. Комплекс мобильных машин и механизмов для упрочнения и армирования грунтов / М.Я. Крицкий, Ю.Н. Сырямин, Б.Н. Смоляницкий, Н.Ф. Скоркин // Опыт строительства и реконструкции зданий и сооружений на слабых грунтах: Сб. науч. тр. Архангельск, 2003. С. 73-78.

4. Создание комплекса мобильных машин для усиления грунтовых оснований / Е.П. Русин, Б.Н. Смоляницкий, С.Б. Стажевский, П.Ю. Сырямин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2007. № 6. С. 49-58.

5. Сырямин Ю.Н., Смоляницкий Б.Н., Ногинский В.П. К выбору геометрии клинового зажимного механизма // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1982. № 3. С. 99-101.

6. Костылев А.Д., Гурков К.С., Смоляницкий Б.Н. Пневмопробойники и машины для забивания в грунт легких строительных элементов. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1980. 134 с.

7. Экспериментальное исследование ударной системы с неторцевым соударением / А.А. Кирилов, А.В. Прасолов, Б.Н. Смоляницкий, Л.И. Сухарева // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1988. № 2. С. 74-82.

8. Повышение эффективности работы пневмоударной машины для погружения в грунт стержневых технологических элементов / Б.Н. Смоляницкий, Ю.Н. Сырямин, Д.С. Воронцов, П.Ю. Сырямин // Механизация строительства. 2016. № 2. С. 47-51.

9. Крагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения: Справ. пособие. М.: Машиностроение, 1962. 112 с.

10. Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Машиностроение, 1963. 232 с.