Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине вибрационные машины в строительстве для специальности 1-36 11 01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование

Расчет вибропогружателей 
Аналитический расчет ВП весьма сложен даже при далеко идущей схематизации 
процесса. Одна из простейших динамических моделей, отражающ. основные 
особенности процесса виброционного погружения имеет вид: 
Осциллограмма перемещения сваи под действием гармонической вы-
нуждающей силы F(t). 

---

78 
Свая 1,рассматриваемая,как абсолютно твердое тело, зажата между колодками 2, 
которые подвешены на пружинах 3.Между сваей и колодками 2 действует сила 
сухого трения, абсолютная величина которой равна Q
1
0
.Так моделируется боковое 
сопротивление ,а лобовое сопротивление моделируется пружиной 4, расположен-
ной под торцом сваи и опирающейся на пробку 5, причем между пробкой и 
направляющими развивается сила трения, абсолютная величина которой равно 
Q
2
0
. 
Пружина 4 работает на сжатие. Поэтому на осциллограмме отмечены интервалы 
перемещения между моментами времени t
1 
и t
2, 
а также между t
1 
и t
4
и т.д. когда 
лобовое сопротивление равно нулю. 
Определение основных параметров ВП ведется по упрощенной методике, 
основанной на линеаризации дифференциального уравнения колебаний ВП со 
сваей и использования критерия максимальной мощности. Линеаризованное 
дифур-ние колебаний ВП со сваей можно записать
- масса колебл.частей, приведенная в свае; 
- координата сваи, отсчит. от среднего положения при колебаниях; 
- время; 
- линеаризованный коэф.диссипативного сопротивления; 
- линеаризованный коэф. жесткости грунта; 
-угловая частота вынуж. колебаний вибратора; 
- статистический момент массы дебалансов. 
Воспользуемся безразмерными переменными для удобства расчета 
тогда исходное уравнение записывается
Решение этого (1) уравнения имеет вид 
Амплитуда безразмерного перемещения (или безразмерная амплитудо-частот-
ная характеристика) 

---

79 
амплитуда безразмер. скорости фаза -частотная характеристика
. 
Максимальная мощность, которая может быть развита ВВБ
, этот максимум достигается при значе-
нии коэф. сопротивления 
с учетом зависимостей * вместо равенств 2 и 3 записывают
. 
При вибрационном погружении 
всегда , поэтому можно принять
тогда 
При предварительном (прикидочном) расчете основных параметров ВП сле-
дует задать приближенное значение массы вирируемых частей m (ВП со сваей), 
минимальную амплитуду перемещения сваи Х
а,
обесценивающую проскальзыва-
ние сваи в данном грунте при данных условиях , и минимальную амплитуду ско-
рости колебаний 
Х̇
а, 
обеспечивающую заданное (требуемое) снижение сопротив-
ления действию постоянной силы (силы тяжести 
m
ꬶ
и пригрузки).Подлежащими 
определению параметрами являются статический момент массы дебалансов m
0
r , 
угловая частота колебаний 
𝜔
и требуемая мощность N: 
Полученное значение мощности дв-ля назначается с учетом всех потерь. После
этого уточняют массу m и производят перерасчет по формулам. ** 
Пример: Необходимо погрузить сваи весом 2,5 т. Пусть Х
а
=6мм 

---

80 
Решение : приблизительно принимаем G=5т 
число оборотов дебалансов 
Амплитуда вынуждающей силы
мощность развиваемая дебалансами.
Учитывая потери в механизме (подшипники, трансмиссия) ,которые могут для 
получения частоты составлять около 40% от максимальной мощности, расходуе-
мой на колебание, получим мощность эл-дв-ля.