Гідравлічні молоти

Гідравлічні молоти за принципом роботи аналогічні паро­повітряним, але порівняно з ними у гідравлічних вищий ККД (0,55—0,65) і менша у 8—10 разів маса приводної станції; вони компактніші, надійніші, менше створюють шуму, простіші в експлуатації, їх можна навішувати на екскаватори, крани та всі інші копрові пристрої. Енергія удару становить 3,5—120 кДж при частоті ударів 50—170 хв^-1, маса ударної частини 210—7500 кг. Гідравлічні молоти можна використовувати для забивання паль і металевого шпунта у складних геологічних умовах при чергуванні шарів ґрунту різної щільності. За принципом роботи вони бувають простої і подвійної дії. В перших піднімання ударної частини відбувається примусово, а робочий рух — під дією сили ваги, у других на ударну частину при холостому та робочому русі діє робоча рідина.

Ударна частина гідромолота простої дії (рис. 15.3, а) пере­міщується за трьома напрямними трубчастими штангами 5. Ос­танні закріплені у верхній 2 і нижній 1 траверсах з пазами 4, якими молот ковзає по напрямних копрової щогли. Молот підвішується до підіймального ремболта 3. До нижньої траверси знизу при­кріплено наголовник 8 для паль, а також вста­новлено гідроциліндр-штовхач 7. У напрямних штангах розташовані гідроакумулятори й механізм керування.

Рис. 15.3 – Гідромолот простої дії: а — зовнішній вигляд; б — гідросхема; 1,2— нижня і верхня траверси; 3 — ремболт; 4 — паз; 5 — напрямна штанга; 6 — ударні частина; 7 — гідроциліндр-штовхач; 8 — наголовник палі; 9, 14 — відповідно напірний і зливний гідроакумулятори; 10 — гідророзподільник; 11 — гідронасос; 12 — бак для робочої рідини; 13 — запобіжний клапан; 15 — клапан

Гідросхема автоматичної системи керування гідромолотом простої ди (рис. 15.3, б) має гідроциліндр-штовхач 7, напірний 9 і зливний 14 гідроакумулятори, клапан 15 та гідрокерований двопозиційний золотник (паророзподільник 10). Бак 12 для робочої рідини, гідронасос 17 і запобіжний клапан 13, а також привод гідронасоса (тобто в цілому насосна станція) встановлюються окремо й з'єднуються з гідромолотом шлангами.

Робочий цикл гідромолота починається із зарядження гідро­акумулятора 9 до тиску Р1 (показано на схемі). При цьому клапан 15 перебуває у нижньому положенні, оскільки тиск у нижній його порожнині, з'єднаній зі зливом, відсутній, а порож­нина гідроакумулятора 9 від'єднана від поршневої порожнини гідроциліндра 7. Мастило від насоса надходить у штокову порож­нину гідроциліндра 7, опускаючи поршень і заряджаючи гідро­акумулятор 9.

Досягнувши тиску Р1, золотник гідророзподільника 10 пере­микається, мастило від насоса потрапляє до нижньої порожнини клапана 15, перемикає його, після чого через клапан йде до поршневої порожнини гідроциліндра 7. Гідроциліндр-штовхач розганяє ударну частину вгору, при цьому рідина, накопичена в гідроакумуляторі 9, також надходить до поршневої порожнини гідроциліндра-штовхача, прискорюючи його рух. Ударна частина розганяється і далі рухається вгору по напрямних штангах за інерцією. При спаді тиску в гідроакумуляторі 9 до значення Р2 золотник розподільника, перемкнувшись, з'єднує нижню порож­нину клапана 15 зі зливною лінією. Клапан пересувається вниз, перекриваючи напірну лінію і з'єднуючи зливну з гідроакумуля­тором 14. Одночасно ударна частина піднімається, потім падає, наносячи удар, який заглиблює палю. Далі цикл повторюється. Зливний гідроакумулятор 14 призначений для зменшення швид­кості руху рідини у зливній магістралі при опусканні поршня гідроциліндра 7.

Виготовляють також гідромолоти простої дії з кількома циліндрами-штовхачами і механізмом закачування газу в газові порожнини гідроакумуляторів. Наявність напірного гідроакуму­лятора дає змогу зменшити встановлену потужність насосної станції, оскільки енергія, яка виробляється станцією протягом циклу, передається ударною частиною у вигляді імпульсу. При використанні імпульсного впливу на ударну частину при її роз­гоні створюється додатковий силовий імпульс, який передається на палю, що збільшує ефект заглиблення. Використання автома­тичної системи керування гідромолотом дозволяє збільшити час­тоту ударів.

Гідромолот подвійної дії (рис. 15.4) має ударну частину 3, яка переміщується в трубі 2, у нижній частині якої прикріплено шабот 1, а до нього монтується наголовник палі або інший робочий орган. Ударна частина переміщується за допомогою робочого гідроциліндра 5. В одному блоці з робочим гідро­циліндром виготовлено розподільний золотник 8 та гідроакуму­лятор 10. Золотник може рухатися під дією пружини 15. З метою спрощення на схемі не наведено окремі конструктивні елементи.

Гідромолот приводиться в дію від насоса 11. Цикл його роботи складається з розгону ударної частини вгору, гальмування її перед верхньою мертвою точкою (ВМТ), розгону вниз й удару по шаботу. Всі переміщення ударної частини відбуваються при швидкості, що змінюється, тобто ділянок стабільного руху немає. Це дає змогу зменшити хід поршня і збільшити частоту ударів. Гідромолот подвійної дії працює таким чином. У початковому положенні (показано на схемі) ударна частина лежить на шаботі, золотник під дією пружини встановлений у верхньому положенні, поршень гідроакумулятора 10 також перебуває в цьому поло­женні. Після вмикання гідронасоса мастило під тиском по кана­лах 9 і 14, через канали золотника 8 і канал 16 потрапляє у штокову порожнину гідроциліндра 5. Мастило з поршневої по­рожнини гідроциліндра через канал 7 і виточку золотника надхо­дить у зливний канал 12. Поршень робочого гідроциліндра разом з ударною частиною починає прискорено рухатися вгору. Одночасно частина мастила, що подається насосом, йде до поршневої порожнини гідроакумулятора 10, зміщуючи його пор­шень

1 — шабот, 2 — труба; 3 — ударна частина; 4 — зворотний талан; 5 — робочий гідроциліндр; 6, 7 — канали для надходження робочої рідини; 9 — розподільний золотник; Р, 12 — напірний і зливний канали; 10 — гідроакумулятор; 11 — тюж: 13 — замкнена порожнина; 14, 16 — канали; 15 — пружина

донизу. При цьому шток поршня входить у замкнену порожнину 13, стискаючи в ній мастило. Таким чином, порожнина 13 і шток поршня робочого гідроциліндра 5 утворюють гідравлічну пружину. В кінці переміщення вверх поршень робочого гідро­циліндра перекриває канал 7, відповідно тиск у поршневій порож­нині робочого циліндра і каналі 6 підвищується. Під дією цього тиску золотник 8 пересувається униз (наведено пунктиром), пере­криваючи канали 7 і 16. Поршнева порожнина робочого гідро­циліндра 5 з'єднується з напірним каналом 9, а штокова — зі зливним 12. Починається гальмування ударної частини, мастило з поршневої порожнини робочого гідроциліндра та від насоса подається в гідроакумулятор 10, заряджаючи його і стискаючи гідравлічну пружину (мастило в порожнині 13). Після зупинки ударної частини у ВМТ починається її розгін униз під дією ваги та тиску мастила на поршень робочого циліндра. Після досягнен­ня ударною частиною швидкості, яка визначається подачею на­соса та площиною поршня робочого гідроциліндра 5, гідроаку­мулятор починає розряджатися, витискуючи мастило у поршневу порожнину гідроциліндра 5 і збільшуючи швидкість руху ударної частини. Поршень гідроакумулятора 10 при цьому піднімається. У кінці ходу вниз ударна частина 3 наносить удар по шаботу 1, занурюючи палю. При русі поршня вниз відкривається спочатку канал зворотного клапана 4, потім сам клапан, з’єднуючи поршневу порожнину зі штоковим і зливним каналами 12. Тиск у порш­невій порожнині падає й золотник 8 під дією пружини 15 пе­реміщується угору. Далі цикл повторюється

Гідромолоти подвійної дії використовують як змінне на­вісне обладнання на гідравлічні екскаватори 2-, 3- і 4-ї розмірних груп. Ці гідромолоти закріплюють на рукоятці замість ковша зворотної лопати або навішують безпосередньо на ківш. Крім пальових робіт, такі молоти застосовують для руйнування до­рожнього покриття, ущільнення ґрунту, при реконструкції бу­дівельних конструкцій. Робочі органи прикріпляються до шабота або виготовляються як єдине ціле з ним. При навішуванні на екскаватор гідромолоти приводяться в дію від його гідросистеми. Для віброізоляції базової машини при роботі з гідромолотом стрілу екскаваторного обладнання вста­новлюють у плаваюче положення.