Основные особенности сваебойных гидромолотов.

Гидромолот для погружения свай Starke серии HHP обладает низким шумом, высокой энергией удара и высокой производительностью.

Гидромолот для забивки свай серии HHP подходит для использования в различных грунтовых условиях, в том числе и в тяжелых северных условиях .

 

а)

·

б)

Рис.3.29. Пульт управления- а) и гидравлическая станция – б) 325P от свайного гидромолота HHP11.

 

 

Рис. 3.30. Свайный гидромолот подвешенный к крану; забивка свай на береговой линии

 

Гидромолот простого действия (рис. 3.32) состоит из ударной части 1, перемещающейся по трем направляющим трубчатым штангам 2, 4 и 5, верхней 3 и нижней 7 траверс, толкателей 6 и наголовника 8, подвешенного к нижней траверсе на канатах. Молот поднимается с помощью рым-болта, установленного в верхней траверсе. В штангах молота размещены гидроаккумулятор, механизм управления, сливной аккумулятор и механизм заказчика газа. Отличительными особенностями такого гидромолота являются: наличие гидроаккумулятора, позволяющего снизить установочную мощность станции; применение импульсного воздействия на ударную часть молота при ее подъеме (на расстоянии 0,15 ... 0,3 от полного хода), что способствует в течение фазы разгона воздействию на сваю возникшего импульса силы, увеличивающего эффект погружения; наличие автоматического дистанционного управления рас- пределительным золотником, что значительно повышает частоту ударов молота (до 55 в минуту); отсутствие компрессора для закачки в штанги инертного газа (воздуха).

Рис.3. 31. Гидромолот свайный HHP-5 на выставке.

 

Рис. 3.32. Свайный гидромолот простого действия.

 

Назначение, и устройство отдельных узлов гидромолота. Толкатели предназначены для разгона ударной части вверх и состоят из поршня 1, цилиндра 2, штока 3, обратных клапанов 5 и 7(рис. 3.33, а)). Толкатели установлены в нижней траверсе 6 и закреплены гайкой 4. Работа толкателей происходит следующим образом. При выдвижении толкателей рабочая жидкость поступает через канал А под обратный клапан 7 и поршень начинает движение вверх. При этом открывается окно Б, через которое начинает поступать весь поток жидкости, заставляя толкатель двигаться ускоренно. При этом жидкость, находящаяся в штоковой полости, вытесняется через канал А в напорную магистраль. После переключения механизма управления канал А соединяется со сливной магистралью, а канал В—с напорной. Под давлением жидкости в штоковой полости поршень с толкателем опускается вниз, пока не перекроет окно Б. После этого цикл повторяется. Обратный клапан 5 предохраняет поршень от поломок при воздействии на толкатель ударной части во время падения. В этом случае клапан срабатывает и жидкость через канал В вытесняется в гидроаккумулятор.

Рнс. 3.33. Основные узлы гидромолота простого действия. а) – разгонная штанга; б) – аккумулятор слива жидкости; в) – механизм закачки газа.

Аккумулятор слива (рис. 3.33,б) предназначен для уменьшения скорости движения жидкости в сливной магистрали при падении ударной части. Чрезмерная скорость движения вызывает колебания трубопроводов, что снижает их долговечность. Аккумулятор слива смонтирован в одной из штанг между верхней 4 и нижней 5 траверсами и состоит из двух полостей: подпоршневой А и газовой Б. При опускании толкателей жидкость из поршневых полостей поступает в сливную магистраль и через механизм управления — в канал и далее в подпоршневое пространство А. Под давлением жидкости поршень 1 начинает двигаться вдоль гильзы 2 вверх, преодолевая давление газа в полости Б, которое действует на шток 3. После того как аккумулятор наполнится жидкостью, ее оставшаяся часть вытесняется в сливную магистраль. Газ в полость Б поступает из баллонов с помощью механизма закачки. Газовые полости штанг соединены между собой трубопроводом. При подъеме толкателей давление в сливной магистрали снижается, а аккумулятор разряжается (давление газа в полости Б заставляет шток с поршнем опуститься вниз, вытесняя жидкость в сливную магистраль).

Механизм закачки (рис. 3.32,в) предназначен для закачки газа в газовые полости штанг. При этом баллон подключается к штуцеру 2 и газ через полость между штангой и гильзой 5, клапаны 3 и 1, полый шток 4 попадает в верхнюю часть штанги.

 

После того как давление в баллоне и штанге уравняется, включается механизм закачки, который работает при давлении в баллоне не менее 0,7 ... ... 1,0 МПа. При этом полость под поршнем 6 соединяется с нагнетательной линией, поршень поднимается вверх и газ, находящийся в надпоршневом пространстве, выжимается через клапан 1 в верхнюю часть штанги. После соединения подпоршневой полости со сливной магистралью поршень под давлением газа возвращается в исходное положение. Цикл повторяется до тех пор, пока давление газа в баллоне не упадет ниже значения, достаточного для возвращения поршня в нижнее положение. Наличие механизма закачки резко уменьшает расход газа для наполнения газовых полостей штанг.

Питание гидросистемы молота осуществляется от насосной станции, включающей в себя гидронасосы 1 (рис. 3.34), установленные в масляном баке. Система имеет предохранительный клапан 3, отрегулированный на давление 16 МПа и предохраняющий насосы от перегрузки. В баке установлены также фильтры 4, очищающие жидкость от загрязнения, мультипликатор 5 и золотник 6 с электромагнитным управлением. Последние служат для управления регулировочным упором 10, посредством которого осуществляется изменение высоты подброса ударной части 12. На напорной магистрали гидросистемы установлен двухпозиционный кран 2, при одном положении которого гидромолот подключен к работе, при другом — включается механизм закачки газа 13.

Гидромолот работает следующим образом. Для разгона ударной части (рис. 3.34,а) распределительный клапан 8 переключает золотник 11 в верхнюю позицию и соединяет поршневые полости толкателей 14 с напорной магистралью. Толкатели разгоняют ударную часть вверх, при этом жидкость, накопленная в гидроаккумуляторе 9, также поступает в поршневые полости толкателей. В этот период аккумулятор слива 7 разряжается. После разгона ударная часть молота движется вверх по направляющим штангам 16 по инерции. В конце подъема ударной части поршень гидроаккумулятора переключает золотник 11 в нижнее положение, соединяя поршневые полости толкателей — с напорной магистралью (рис. 3.34,б). Под давлением в штоковых полостях поршни толкателей движутся вниз, вытесняя жидкость в сливную магистраль. При этом гидроаккумулятор и аккумулятор слива заряжаются. Ударная часть молота, падая под действием силы тяжести, наносит удар по наголовнику, подвешенному к нижней траверсе 15. После этого цикл повторяется.

Рис. 3.34. Схема работы гидромолота простого действия, а) – подъем ударной части; б) – падение (удар) ударной части молота.

 

Расчет технологических параметров гидромолота простого действия. Энергия, необходимая для подъема ударной части молота (Дж), у

E =<Э(1+Д,)Я, (19.3)

где (3 — сила тяжести ударной части молота, Н; р. — коэффициент механических потерь при движении ударной части; Н — высота подъема ударной части, м.

ударной части, м.

 

Мощность приводной станции молота (Вт)

М=Епм, (19.4) где ям •— частота удара молота в секунду; пм=Т~1. Время цикла работы гидромолота (с)

Г=*в+*эч>+*1щл. (19-5) где гв — время разгона ударной части молота вверх; /Зар — время зарядки гидроаккумулятора, с; /цил — время возвращения рабочих цилиндров в исходное положение, с.

 

 

Рис. 3.35. Гидромолот двойного действия – а) и рабочий цилиндр – б).

 

 

Гидромолот двойного действия (рис. 3.35, а)) состоит из рабочего цилиндра 6 с распределительным золотником и гидроаккумулятором, корпуса с направляющей трубой 2, ударной части 3 и шабота 1. Массивная ударная часть для уменьшения динамических нагрузок на шток подвешена к штоку 5 поршня рабочего цилиндра посредством упругого шарнира 4 (тарельчатых пружин).

Рабочий цилиндр гидромолота (рис. 3.35, б)) представляет собой блок, в корпусе 1 которого размещены поршневая полость рабочего цилиндра, распределительный золотник 9 и гидроаккумулятор 6. Под нижним торцом золотника установлена пружина 10 для перемещения его вверх. Гидроаккумулятор состоит из поршня 8 со штоком 5, втулки 3 и жидкостной пружины 2. Под поршнем аккумулятора размещена пружина 7, в штоке — обратный клапан 4, предназначенный для пополнения утечек из полостей жидкостной пружины при включении и выключении гидромолота. Цикл работы

 

 

гидромолота двойного действия состоит из разгона ударной части вверх, торможения ее перед верхней мертвой точкой, разгона вниз и удара по шаботу. Все перемещения поршня рабочего цилиндра происходят при изменяющейся скорости, т. е. участков установившегося движения нет. Это позволяет уменьшить ход поршня и увеличить частоту ударов по шаботу.

Гидромолот двойного действия работает следующим образом. В исходном положении (рис. 3.36,а) ударная часть 3 лежит на шаботе 1; распределительный золотник 11 под действием пружины 17, установленной под его нижним торцом, занимает верхнюю позицию, соединяя штоковую полость 5 рабочего цилиндра с напорной магистралью 10, а поршневую 9 — со сливной 13. Поршень 12 гидроаккумулятора занимает верхнее положение. При включении насоса 14 рабочая жидкость поступает через золотник в штоковую полость 5 цилиндра и в полость над поршнем 12 гидроаккумулятора; начинается разгон штока 4 с ударной частью 3 вверх. При этом жидкость из полости 9 через канал 8 и сливную магистраль 13 вытесняется в бак, а поршень 12 перемещается вниз. В конце разгона вверх (рис. 3.36, б)) поршень 6 перекрывает канал 8, благодаря чему давление в полости 9, канале 10 и над верхним торцом золотника 11 резко повышается. В связи с тем, что площадь верхнего торца золотника больше площади нижнего торца на величину площади плунжера 18, золотник перемещается вниз, соединяя полость 9 с напорной магистралью, а полость 5 — со сливной. Начинается торможение ударной части, во время которой поршень 6 вытесняет жидкость из полости 9 в гидроаккумулятор, заставляя поршень 12 перемещаться вниз.

После остановки ударной части в верхней мертвой точке начинается ее разгон вниз под действием собственной силы тяжести и давления жидкости, действующей на поршень 6 (рис. 3.36, в)). После достижения ударной частью скорости, равной П/5П (П — производительность насоса, 5П — площадь рабочего поршня), гидроаккумулятор начинает разряжаться, отдавая накопленную жидкость в поршневую полость 9 и увеличивая скорость движения ударной части. При этом поршень 12 движется вверх. В конце хода вниз ударная часть наносит удар по шаботу 1 (рис. 3.36, г)), который смещается при этом относительно корпуса 2 на величину осадки забиваемого элемента. Перед нанесением удара верхняя кромка поршня 6 опускается ниже обратного клапана 7. При этом полость 9 оказывается

Рис.3.36. Схема работы гидромолота двойного действия: а) – начало разгона ударной частивверх; б) – конец разгона ударной части вверх; в) – торможение ударной части перед в.м.т. и начало разгона вниз; г) – удар по шаботу.

 

 

соединенной через полость 5 со сливной магистралью. Вследствие этого давление в полости 9 и под верхним торцом золотника падает до величины, при которой пружина 17 передвигается вверх. Далее цикл повторяется.

В конструкции гидроаккумулятора применена жидкостная пружина 16, давление в которой превышает давление в гидросистеме молота пропорционально отношению площадей поршня 12 и штока 15.

 

 

Расчет технологических параметров гидромолота двойного действия. Энергия удара по свае (Дж)

£=тиУ2, (19.6)

где т — масса ударной части гидромолота, кг; ин — скорость ударной части в момент удара, м/с.

Мощность приводной станции молота (Вт)

Ы=Епм, (19.7)

где л„ — частота ударов молота в секунду, пы—Т-1. Время цикла работы гидромолота (с)

7,=<„+<,+^н+<уд, (19.8)

где и — время разгона ударной части вверх, с; £т— время торможения ударной части, с; гн — время разгона ударной части вниз, с; Гуд — время удара по свае, с.