RU163878U1 - Сваебойный гидромолот - Google Patents

Abstract

1. Сваебойный гидромолот, содержащий размещенные на верхнем и нижнем корпусах направляющие, на которых установлена с возможностью перемещения ударная масса, связанная при помощи шарнира со штоком гидроцилиндра, корпус которого дополнительным шарниром связан с верхним корпусом, наголовник, снабженный амортизаторами ударной массы и корпуса и закрепленный на нижнем корпусе с возможностью перемещения, систему, обеспечивающую движение поршня гидроцилиндра, включающую электрическую и гидравлическую части, последняя из которых включает гидроаппаратуру, содержащую насос, пневмогидроаккумуляторы, гидрораспределительные устройства, сливной и напорной магистралями сообщенные с соответствующими полостями гидроцилиндра, отличающийся тем, что сливная магистраль снабжена подпружиненным обратным клапаном, установленным после пневмогидроаккумулятора по ходу движения жидкости в бак, причем давление срабатывания указанного клапана выше, чем начальное давление зарядки газа в аккумуляторе.2. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что насос выполнен регулируемым по давлению.3. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что разгрузка молота от давления осуществляется посредством обратного дроссельного клапана.4. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что амортизатор ударной массы изготовлен из полиамида.5. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что амортизатор корпуса изготовлен из полиуретана.6. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что гидрораспределительное устройство выполнено с двумя пилотами.7. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что поверхность амортизатора ударной массы, по

Description

СВАЕБОЙНЫЙ ГИДРОМОЛОТ

Полезная модель относится к гидромолотам для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов.

Известен гидромолот по патенту RU 2552287, содержащий верхний и нижний корпуса, направляющие, закрепленные в верхнем и нижнем корпусах, наголовник, закрепленный в нижнем корпусе, гидродвигатель, включающий напорный клапан, содержащий корпус, седло, разделительный клапан, выполненный с отверстием, сообщающим между собой полости со стороны переднего и заднего его торцов, управляющие поршни, сливной клапан, содержащий корпус, седло, пружину, разделительный клапан, выполненный с отверстием, сообщающим между собой полости со стороны переднего и заднего его торцов, управляющие поршни, гидроцилиндр, закрепленный на верхнем корпусе и выполненный содержащим поршень, шток и фальшток, соединенные с поршнем, штоковую полость, постоянно соединенную с напорной магистралью, и поршневую полость, выполненную подключающейся либо через напорный клапан к напорной магистрали, либо через сливной клапан к сливной магистрали, ударную массу, выполненную передвигающейся вверх вниз по направляющим и соединенную со штоком, узел управления, золотник, выполненный соединенным с узлом управления и напорным и сливным клапанами.

Недостатком приведенного технического устройства является отсутствие аккумуляторов в напорной и сливной линиях гидромолота, а, следовательно, неустойчивый рабочий процесс и, в конечном счете, низкая надежность и долговечность молота.

Необходимость применения аккумуляторов вызвана тем, что потребление рабочей жидкости гидродвигателя молота неравномерно в течение его цикла: оно максимально в период холостого хода ударной массы и существенно ниже в период рабочего хода, а в момент торможения ударной массы вблизи верхней мертвой точки оно вообще отрицательно - гидродвигатель работает как насос, вытесняя рабочую жидкость из поршневой полости. Часть рабочей жидкости при этом перетекает через напорный клапан в штоковую полость, а часть, во избежание пиков давления в поршневой полости необходимо куда-либо складировать. Таким приемником рабочей жидкости может служить аккумулятор напорной магистрали. Отсутствие аккумулятора в сливной линии приводит к несколько иной проблеме: поскольку длина магистралей сваебойного молота может достигать нескольких десятков метров, то в период холостого хода, когда рабочая жидкость вытесняется из поршневой полости в бак через сливную магистраль, возникает так называемый инерционный напор, приводящий к скачкам давления в поршневой полости и сливной магистрали, что вызывает неравномерное движение ударной массы и разрушающе воздействует на конструктив магистрали, выполненный в виде гибкого рукава и фитингов.

Известны технические решения гидромолотов, включающие пневмогидроаккумуляторы, устанавливаемые в напорной и сливной линиях. Причем используются как поршневые аккумуляторы (например, патент EP 2325397), в которых разделителем рабочей жидкости и газа является поршень, так и баллонные, имеющие разделитель в виде эластичной оболочки. Последние на практике применяются чаще, вследствие более компактной и надежной конструкции.

Например, известен молот сваебойный гидравлический по патенту RU2184811, содержащий размещенные на верхней и нижней опорах направляющие, на которых установлен с возможностью перемещения ударник, связанный упругой связью с шарниром штока гидроцилиндра, корпус которого дополнительным шарниром связан с верхней опорой, молот снабжен системой управления движения поршня гидроцилиндра, включающей электрическую и гидравлическую части, последняя из которых включает в себя гидрораспределитель, пневмогидроаккумулятор и гидроаппаратуру, подводящими и отводящими шлангами сообщенные с соответствующими полостями гидроцилиндра.

Приведенное техническое решение, являющееся по мнению авторов наиболее близким к заявляемому, имеет следующий недостаток: давление в сливной линии молота может снижаться (вплоть до разряжения) ниже уровня предварительной зарядки аккумулятора сливной линии, поскольку никаких элементов, ограничивающих возможное падение давления, в сливной линии не предусмотрено. Данное обстоятельство вызывает колебания гибкого рукава сливной линии, что обуславливает его интенсивный износ, снижая долговечность, кроме того, разряжение в сливе (и в полостях управления гидрораспределителя) вызывает неритмичную работу системы управления и молота в целом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности и долговечности деталей и узлов гидромолота.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение срока службы гидромолота.

Технический результат достигается тем, что в сваебойном гидромолоте, содержащем размещенные на верхнем и нижнем корпусах направляющие, на которых установлена с возможностью перемещения ударная масса, связанная при помощи шарнира со штоком гидроцилиндра, корпус которого дополнительным шарниром связан с верхним корпусом, наголовник, снабженный амортизаторами ударной массы и корпуса и закрепленный на нижнем корпусе с возможностью перемещения, систему, обеспечивающую движение поршня гидроцилиндра, включающую электрическую и гидравлическую части, последняя из которых включает гидроаппаратуру, содержащую насос, пневмогидроаккумуляторы, гидрораспределительные устройства, сливной и напорной магистралями сообщенные с соответствующими полостями гидроцилиндра, сливная магистраль снабжена подпружиненным обратным клапаном, установленным после пневмогидроаккумулятора по ходу движения жидкости в бак, причем давление срабатывания указанного клапана выше, чем начальное давление зарядки газа в аккумуляторе.

При этом в сваебойном молоте насос может быть выполнен регулируемым по давлению.

При этом в сваебойном молоте разгрузка молота от давления может осуществляться посредством обратного дроссельного клапана.

При этом в сваебойном молоте амортизатор ударной массы может быть изготовлен из полиамида.

При этом в сваебойном молоте амортизатор корпуса может быть изготовлен из полиуретана.

При этом в сваебойном молоте управляющий гидрораспределительное устройство может быть выполнено с двумя электромагнитами.

При этом в сваебойном молоте поверхность амортизатора ударной массы, по которой совершается удар, может иметь сферическую форму.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором приведено схематичное изображение сваебойного гидромолота с его гидравлической схемой.

Сваебойный молот включает в себя нижний корпус 1, верхний корпус 2, соединенные между собой направляющими 3, на которых, с возможностью возвратно-поступательного движения, установлена ударная масса 4. Ударная масса 4 шарнирно соединена со штоком 5, который совместно с поршнем 6, фальштоком 7 и корпусом 8 образуют гидроцилиндр. Корпус гидроцилиндра 8 шарнирно закреплен на верхнем корпусе 2. Поршень 6 разделяет внутреннюю полость гидроцилиндра на штоковую 9 и поршневую 10 полости. Наголовник 11 закреплен относительно нижнего корпуса 1 с возможностью продольного перемещения, в зоне контакта наголовника 11 с ударной массой, наголовник снабжен амортизатором 12. При установке наголовника 11 на сваю, ударная масса 4 опирается на наголовник посредством амортизатора 12, а нижний корпус 1 также опирается на наголовник через амортизатор корпуса 13, установленный на соответствующей ступени наголовника 11. Гидроаппаратура сваебойного гидромолота включает в себя: насос 14, регулируемый по давлению, нормально открытый предохранительно-направляющий клапан 15, управляемый пилотом 16, обратный дроссельный клапан 17, напорный пнемогидроаккумулятор 18, гидрораспределительное устройство, включающее напорный клапан 19, сливной клапан 20, управляемые пилотом 21, сливной пнемогидроаккумулятор 22, подпружиненный обратный клапан 23 и сливной фильтр 24. Электрические устройства состоят из бесконтактного датчика положения 25, электромагнитов пилотов 16 и 21 и блока управления (на чертеже не показан), принимающего и передающего электрические сигналы исполнительным устройствам.

Сваебойный гидромолот работает следующим образом.

В исходном положении, показанном на чертеже, молот наголовником 11 оперт на сваю, ударная масса 4 опирается на наголовник 11 через амортизатор 12, нижний корпус 1 и связанные с ним направляющие 3, верхний корпус 2 и гидроцилиндр опираются на наголовник 11 через амортизатор 13. При включении насоса 14, рабочая жидкость через нормально закрытый предохранительно-направляющий клапан 15 перетекает в бак, не вызывая повышения давления в полостях гидроцилиндра молота. Благодаря такой схеме, работа насоса без работы молота происходит при минимальных потерях мощности. При включении пилота 16, предохранительно-направляющий клапан 15 закрывается, давление в штоковой 9 и поршневой 10 (при указанном на чертеже положении переливного клапана 19) полостях повышается и достигает значения, задаваемого регулятором давления насоса 14, при этом до соответствующего давления заполняется напорный пневмогидроаккумулятор 18. Настройка предохранительно-направляющего клапана 15 выше, чем у регулятора давления насоса 14, благодаря чему насос снижает свою подачу до нуля, какие-либо потери мощности при этом отсутствуют. Поскольку диаметр фальштока 7 меньше, чем у штока 5, результирующая сила давления, действующая на поршень 6, будет направлена в сторону ударной массы 4, прижимая ее к наголовнику 11, а последний - к свае.

Включение сваебойного гидромолота в работу осуществляется включением электромагнита пилота 21, при этом изменяется направление действия перепада давлений в управляющих полостях сливного 20 и напорного клапанов 19, они изменяют свое положение, при этом сливной клапан 20 соединяет поршневую полость 10 гидроцилиндра со сливной магистралью, а напорный клапан 19 разобщает указанную полость с напорной магистралью. Давление в поршневой полости 10 падает, поршень 6 совместно со штоком 5, ударной массой 4 и фальштоком 7 под действием разницы сил давления перемещается вверх, совершая холостой ход. Вытеснение рабочей жидкости из поршневой полости 10 в бак происходит по длинной сливной магистрали с переменной скоростью, во избежание инерционных пиков давления в указанной полости, на небольшом расстоянии от сливного клапана 20 установлен сливной пнемогидроаккумулятор 22, в который вытесняется часть упомянутой выше жидкости. Благодаря наличию сливного пнемогидроаккумулятора 22 противодавление в поршневой полости 10 в конце холостого хода практически постоянно, скорость движения ударной массы 4 стабилизирована. В штоковой полости 9, необходимая для движения вверх ударной массы 4 подача рабочей жидкости обеспечивается регулируемым по давлению насосом 14 (при снижении давления в штоковой полости ниже давления регулятора, подача увеличивается), а также подпиткой из напорного пневмогидроаккумулятора 18, в котором запасен определенный объем жидкости.

На части холостого хода, фальшток 7, движущийся совместно с поршнем, пересекает створ бесконтактного датчика положения 25, от этого момента таймер блока управления отсчитывает время до последующего переключения клапанов 19 и 20, очевидно, что значение временной задержки на переключение определяет ход ударной массы, а, следовательно, энергию удара молота. Переключение осуществляется отключением электромагнита пилота 21, при этом гидравлические сигналы от пилота приводят к изменению положения клапанов 19 и 20 - сливной клапан 20 разобщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, а напорный клапан 19 коммутирует ее с напорной магистралью. Давление в поршневой полости 10 повышается, достигая давления в напорной магистрали, и под действием разности сил давления, действующих на поршень 6 и собственного веса ударной массы 4, ударная масса 4 затормаживается. Движение ударной массы 4 при торможении, вплоть до достижения верхней мертвой точки, сопровождается вытеснением рабочей жидкости из гидродвигателя: поскольку площадь поршневой полости больше, чем штоковой, а поршневая полость разобщена со сливной магистралью, то излишек жидкости поступает в напорный пневмогидроаккумулятор 18, куда также поступает поток от насоса 14, так как даже при наличии регулятора давления, насос не может уменьшить подачу до нуля мгновенно.

После прохождения верхней мертвой точки начинается рабочий ход ударной массы 4, при этом рабочая жидкость, содержащаяся в сливном пневмогидроаккумуляторе 22, вытесняется в сливную магистраль. Поскольку жидкость достаточно интенсивно разгоняется по длинной сливной магистрали, то, при вытеснении всей жидкости из сливного пневмогидроаккумулятора 22, возможно разряжение части сливной магистрали и гидроразводки клапанов 19 и 20, соединенных с указанной магистралью, что может нарушить ритмичность срабатывания клапанов 19 и 20 при последующем переключении, а также вызывать колебание сливного шланга, что отрицательно сказывается на его долговечности. Во избежание отмеченных негативных явлений, в сливной магистрали установлен подпружиненный обратный клапан 23, давление открытия которого выше, чем давление начальной зарядки газа в сливном пневмогидроаккумуляторе 22. Таким образом, сливной пневмогидроаккумулятор 22 никогда не разряжается полностью, при определенном соотношении между подпором, создаваемым подпружиненным обратным клапаном 23 и начальным давлением зарядки сливного пневмогидроаккумулятора 22 (и его объема), с учетом гидросопротивления сливной магистрали, давление в указанной линии может поддерживаться практически постоянным, истечение рабочей жидкости по сливной магистрали будет осуществляться с постоянным расходом на протяжении как холостого, так и рабочего ходов, что исключит любые колебательные процессы, приводящие к упомянутым выше негативным последствиям.

Рабочий ход ударной массы 4 осуществляется за счет двух факторов - собственного ее веса и гидравлической силы, определяемой разностью площадей поршневой 10 и штоковой 9 полостей. На части хода, в предударный период, фальшток вновь пересекает створ бесконтактного датчика 25, но уже в обратном направлении, что является сигналом для срабатывания пилота 21, обеспечивающего переключение клапанов 20 и 19. Происходит удар, во избежание разрушения сваи, передаваемый через амортизатор 12 наголовника 11, клапаны вновь переключаются на холостой ход и описанный выше цикл повторяется.

По окончании забивки сваи необходимо остановить молот и разгрузить напорную магистраль молота (главным образом, напорный пневмогидроаккумулятор 18) от давления. Остановка молота осуществляется обесточиванием электромагнита пилота 21, вследствие чего клапаны 20 и 19 займут положение, изображенное на чертеже, при котором ударная масса 4, как уже отмечалось, будет собственным весом и гидравлической силой прижата к наголовнику и сваи. Для снятия давления необходимо отключить пилот 16, предохранительно-направляющий клапан 15 откроется, и рабочая жидкость из системы молота будет поступать в бак (насос при этом может продолжать работать). Поскольку разгрузка гидросистемы молота будет осуществляться через дроссель обратного дроссельного клапана 17, напорный пневмогидроаккумулятор 18 будет опорожняться медленно, что исключает разрушение разделителя аккумулятора и колебательные процессы в напорной гидролинии.

Claims (7)

1. Сваебойный гидромолот, содержащий размещенные на верхнем и нижнем корпусах направляющие, на которых установлена с возможностью перемещения ударная масса, связанная при помощи шарнира со штоком гидроцилиндра, корпус которого дополнительным шарниром связан с верхним корпусом, наголовник, снабженный амортизаторами ударной массы и корпуса и закрепленный на нижнем корпусе с возможностью перемещения, систему, обеспечивающую движение поршня гидроцилиндра, включающую электрическую и гидравлическую части, последняя из которых включает гидроаппаратуру, содержащую насос, пневмогидроаккумуляторы, гидрораспределительные устройства, сливной и напорной магистралями сообщенные с соответствующими полостями гидроцилиндра, отличающийся тем, что сливная магистраль снабжена подпружиненным обратным клапаном, установленным после пневмогидроаккумулятора по ходу движения жидкости в бак, причем давление срабатывания указанного клапана выше, чем начальное давление зарядки газа в аккумуляторе.

2. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что насос выполнен регулируемым по давлению.

3. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что разгрузка молота от давления осуществляется посредством обратного дроссельного клапана.

4. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что амортизатор ударной массы изготовлен из полиамида.

5. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что амортизатор корпуса изготовлен из полиуретана.

6. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что гидрораспределительное устройство выполнено с двумя пилотами.

7. Сваебойный гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что поверхность амортизатора ударной массы, по которой совершается удар, имеет сферическую форму.

Images