Техника - молодёжи 1987-08, страница 24

ковым бурением были и некоторые обнадеживающие соображения. Например способ воздействия на грунт — более сложный, чем обычное расклинивание.

Нельзя сказать, что первые испытания винтового рабочего органа на лабораторном полигоне закончились триумфом. Но уже то, что шнек без каких-то особых усилий вкручивался в мерзлоту, было приятным, многообещающим сюрпризом. Потом были еще десятки и десятки экспериментов, заложивших основы для расчета оптимальных параметров «противомерз-лотного» шнека, его геометрии; были месяцы и годы натурных испытаний, по результатам которых сделано немало важных усовершенствований. Шутка ли, энергоемкость рыхления мерзлоты у нового шнекового инструмента с четко просчитанной геометрией почти в пять раз меньше, чем у традиционных! Надежность, если сравнить с баром, больше примерно в восемь раз!

И сама организация работы с новым инструментом очень проста. С его помощью сверлят в грунте отверстия. Делают их близко друг к другу. Остающиеся между ними тонкие хрупкие стенки легко разрушают клинья-упоры, укрепляемые по бокам самого винта. Идущий следом экскаватор уже спокойно зачерпывает разрыхленный грунт.

В чем же секрет неожиданного успеха? Почему саратовский шнек так легко входит в мерзлую землю, вращаясь даже от двигателя чуть большей мощности, чем двигатель домашнего пылесоса или стиральной машины? Дело в геометрии винтового рабочего органа.

Во-первых, конец максимально заострен и заглубление в грунт на первые сантиметры не требует больших усилий. Во-вторых, угол наклона винтовой режущей кромки и диаметр самого винта переменные. Угол наклона уменьшается книзу. А чем он меньше, тем легче завинтить этот своеобразный штопор в землю. Но самое главное, здесь вступает в действие удивительно простой, понятный каждому школьнику механизм: поверхность инструмента при ввинчивании нагревается и расплавляет кристаллики льда, связывающие частички грунта, а образующаяся при этом вода работает как прекрасная смазка — облегчая, ускоряя ввинчивание. Инструмент всего за несколько секунд входит на расчетную глубину в мерзлый грунт, пока не упрется в его поверхность клиньями. А вращение продолжается. Винт и опоры вместе обусловливают в грунте сложное сочетание растягивающих и сдвиговых напряжений. Лопасти шнека как бы срезают сдерживающий их грунт. А дальше бур превращается в обыкновенный шнековый транспортер, как у домашней мясорубки, и выталкивает грунт наверх...

Первую винтовую машину изготовили прямо в институтской мастерской. Сделали ее ручной, в двух модификациях. На одной установили электродвигатель мощностью 0,9 кВт, и получилась она весом 28 кг, а на другой — движок от мотопилы «Дружба», которой пользуются лесорубы. Вторая оказалась на несколько килограммов тяжелее, зато не требовала электроэнергии. Ведь когда строители роют яму под первый столб где-

нибудь в тундре или тайге, электричества еще нет.

Каждая из машин, снабженная винтами диаметром в несколько сантиметров, всего за час (без шума и грохота, не в пример отбойным молоткам) разрыхляла почти кубометр мерзлой земли.

Ручную винтовую машину целесообразно применять на неболь-

Схема винтовой машины с ковшом: 1— винт; 2— механизм вращения винта; 3— ковш; 4— гидроцилиндр, управляющий ковшом, 5— рукоять экскаватора; 6— гидроцилиндр, управляющий винтом; 7— рычаги. Буквами обозначены: а — операция рыхления, б — операция копания.

22