5.3.2. Вибропогружатели простейшего типа

Основная отличительная особенность вибропогружателя простейшего типа (типа В) (см. рис.5.2,а) состоит в том, что все его части соединены между собой и с погружаемым элементом в одно общее целое.

Рис. 5.2. Схемы вибропогружателей:

а – простейшего типа; б – с подрессоренной пригрузкой

Вибропогружатель состоит из электродвигателя (1), вибратора направленного действия (2) и наголовника (3); в конструкции могут быть использованы и пригрузочные плиты. Достоинством вибропогружателей простейшего типа является простота конструкции. Для машин такого типа характерны следующие недостатки: невозможность раздельного управления амплитудой колебаний и величиной погружающего давления; невозможность передачи на вибропогружатель сил, направленных по линии действия вибратора при его работе без помощи специального амортизатора; тяжелые условия работы электродвигателей. Первый недостаток свидетельствует о том, что существует противоречие между требованиями к массе погружаемой системы и к режиму вибраций: для увеличения глубины и скорости погружения необходимо до определенных пределов увеличивать силу тяжести вибропогружателя, что при жестком скреплении всех частей системы между собой приводит к снижению амплитуды вибраций и тем самым - к ухудшению условий погружения. Амплитуда вибрации при погружении элемента определяется приближенно из выражения, м:

,

где − коэффициент принимаемый равным ;

− статический момент дебалансов вибратора, Нм;

− суммарная сила тяжести сваи, Н, вибратора и пригрузки, если она имеется.

Из формулы видно, что амплитуда вибрации обратно пропорциональна силе тяжести системы, поэтому увеличение величины будет приводить к снижению значения . Второй недостаток делает затруднительным применение вибропогружателя при извлечении шпунта, так как непосредственная подвеска вибромашины к крюку крана недопустима по условиям безопасности. Введение же специального амортизатора требует увеличения высоты подъема крюка и значительно усложняет операции опускания и укладки извлеченного шпунта, что снижает производительность. Кроме того, невозможность передавать непосредственно вибропогружателю внешние силы по линии действия вибратора не позволяет погружать сваю без направляющих устройств, ограничивая этим применение стреловых кранов. Третий недостаток связан с интенсивной вибрацией, передаваемой электродвигателю с той же частотой и амплитудой, что и свае. При частоте колебаний порядка 500 в минуту ускорение колебаний электродвигателя будет составлять , при частоте 1500 - и при 3000 - . В первом случае достаточно долго могут работать без повреждений любые электродвигатели, во втором - лишь наиболее прочные из них при мощности до , а в третьем - обеспечить достаточно долговечную работу электродвигателя практически невозможно.

5.3.3. Вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой

Отличительной особенностью вибропогружателей с подрессоренной пригрузкой (типа ВПП) по сравнению с вибропогружателями простейшего типа является наличие подрессоренной пригрузки (см. рис. 5.2,б), в виде нескольких плит (4), на которых установлен электродвигатель для привода вибратора, соединенный с корпусом вибровозбудителя системой пружин (5). Жесткость пружин подбирается таким образом, чтобы частота собственных колебаний пригрузочных плит была значительно ниже частоты возбуждающей силы (частоты вращения дебалансных валов). В таких условиях подпружиненная часть вибропогружателя - пригрузочные плиты с электродвигателем - испытывает значительно меньшую вибрацию и электродвигатель работает в лучших условиях, чем в вибропогружателях простейшего типа. Уменьшение или увеличение количества (массы) пригрузочных плит не меняет режима вибрации сваи, но позволяет подбирать вес машины, обеспечивающий наибольшую эффективность погружения. Вибропогружатели этого типа являются высокопроизводительными, удобными в эксплуатации машинами для погружения в несвязные водонасыщенные грунты различных элементов – стального шпунта, труб, профильного металла, деревянного шпунта, свай и т.п. Они могут работать при извлечении свай без специальных амортизирующих устройств, а также позволяют использовать в качестве привода электродвигатели с фазовым ротором, имеющие хорошие пусковые данные.