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 < 10 Гц) и высокочастотные (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.

—

Вибропогружатель представляет собой механизм, передающий погружаемому элементу колебания определенной частоты, направления и амплитуды, в результате которых обеспечивается его погружение. При этом знакопеременное воздействие погружаемого элемента на грунт резко снижает коэффициент сухого трения, а масса вибропогружателя с погружаемым элементом, а иногда с пригрузкой обеспечивает внедрение элемента в грунт.

Вибропогружатель состоит из вибровозбудителя и наголовника. Первый создает колебания определенной частоты, направления и амплитуды, второй обеспечивает жесткое соединение вибропогружателя с погружаемым элементом.

Вибропогружатели всех типов имеют вибровозбудители направленного действия (двух- или четырехвальные), валы которых приводятся во вращение от электродвигателя (или электродвигателей) с короткозамкнутым или фазным ротором.