RU2312952C1 - Гидромолот для забивания свай - Google Patents
Гидромолот для забивания свай Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312952C1 RU2312952C1 RU2006133760/03A RU2006133760A RU2312952C1 RU 2312952 C1 RU2312952 C1 RU 2312952C1 RU 2006133760/03 A RU2006133760/03 A RU 2006133760/03A RU 2006133760 A RU2006133760 A RU 2006133760A RU 2312952 C1 RU2312952 C1 RU 2312952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- hammer
- impact
- accumulator
- hydraulic cylinder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительному оборудованию для забивания свай при строительстве фундаментов, в частности для забивания морских свай трубчатой конструкции, а также для выдергивания свай, дробления скальных плит морских шельфов. Гидромолот содержит ударную массу 7, гидроцилиндр 2 для разгона ударной массы 7, гидронасос 22 для подъема ударной массы 7, гидроаккумулятор 9 для быстрого сброса гидромасла из гидроцилиндра 2 во время разгона ударной массы 7, гидрораспределитель 17 для управления потоками гидромасла, напорную 18 и сливную 19 гидролинии. Гидромолот выполнен с корпусом-цилиндром 1, в котором расположена сдвоенная газовая камера высокого 5 и низкого 10 давлений, с которой совмещены соответственно поршневые полости гидроцилиндра 2 для разгона ударной массы 7 и гидроаккумулятор 9, выполненный в виде гидроцилиндра. При этом гидромолот снабжен гидравлическим распределителем 17 с электрическим управлением 15. Сливная 19 гидролиния подключена ко входу в гидронасос 22 и связана через гидравлический распределитель 17 с гидроаккумулятором 9 для обеспечения потока гидромасла через гидронасос 22 в гидроцилиндр 2 в процессе сброса ударной массы 7. Изобретение обеспечивает экономичную работу гидромолота, с повышенной частотой ударов и возможностью изменения энергии удара в большом диапазоне. 2 табл., 1 ил.
Description
Гидромолот для забивания свай, далее по тексту гидромолот, относится к строительному оборудованию для забивания свай при строительстве фундаментов, в частности, и больших длинных гидротехнических кессоных свай.
Наиболее близким аналогом, реализующим приведенный в изобретении способ забивания свай гидромолотом, является описанный в патенте RU 2233364 C1, кл. Е02D 7/10, 04.01.2003 г., являющийся разработкой Омского государственного технического университета /1/.
Принцип работы гидромолота, описанного в (1), состоит в следующем. Ударная масса поднимается штоком гидроцилиндра давлением гидромасла. Сброс ударной массы осуществляется давлением газа на поршень гидроцилиндра. За счет быстрого сброса гидромасла из штоковой полости гидроцилиндра в расположенный рядом гидроаккумулятор и сливную линию падение ударной массы происходит с ускорением, большим ускорения свободного падения g в несколько раз. Далее цикл повторяется.
Отличием разработанного гидромолота сваебоя является то, что гидромасло из гидроаккумулятора не сбрасывается в гидробак маслостанции, гидромасло из гидроаккумулятора подается напрямую на гидронасос, в результате чего входное давление на нем не менее 0,9 Pa, где Pa-давление газа в гидроаккумуляторе, что дает неразрывность потока рабочей жидкости (гидромасла) и улучшает нагрузочную характеристику гидронасоса. Это позволяет с сохранением высоких параметров технических характеристик гидромолота применить в маслостанции гидромолота менее мощные ДВС и гидронасос. А отсутствие гидробака ведет к резкому уменьшению объема применяемого гидромасла. Эти преимущества хорошо видны в сравнительных таблицах 1 и 2, приведенных ниже.
Математическое описание работы гидромолота-сваебоя.
Введем условные обозначения физических величин.
En - потенциальная энергия давления газа на поршень и веса поднятой ударной массы (Нм);
Ек - кинетическая энергия удара (Нм);
Ега - энергия, затрачиваемая на сброс гидромасла в гидроаккумулятор (Нм);
ЕR - энергия, затраченная на местные сопротивления потоку гидромасло (Нм);
Fg - вес ударной массы (кг·с);
Pг - давление газа на поршень в главном гидроцилиндре (кг·с/см2);
Ра - давление газа на поршень в гидроаккумуляторе;
Qг - расход гидромасла в гидроцилиндре за время движения штока вниз (л/с);
Qн - расход гидромасла гидронасосом (л/с);
v - скорость ударной массы в момент удара (м/с);
h - высота подъема ударной массы (м);
Sn - площадь поршня гидроцилиндра (см2);
Sшт - площадь поршня со стороны штока (см2);
Sотв - площадь отверстий на пути сброса гидромасла (см2);
Vм - объем гидромасла в штоковой полости (л);
t*- время разгона ударной массы (с);
t - время подъема ударной массы (с);
С учетом приведенных размерностей уравнение объема масла, участвующего в процессе работы, будет иметь вид:
потенциальная энергия давления газа на поршень и веса ударной массы:
расходуется на энергию удара, равную кинетической энергии ударной массы перед ударом:
энергию, затраченную на преодоление местных сопротивлений на пути сброса гидромасла из штоковой области гидроцилиндра в гидроаккумулятор:
с учетом
энергию, затраченную на заполнение гидромаслом гидроаккумулятора:
полное уравнение баланса энергий для гидромолота в процессе разгона ударной массы будет иметь вид:
En=Ек+ЕR+Еа
или в развернутом виде:
с учетом (1) и сделав преобразование уравнения (6), получим:
разрешив его относительно t, получим время разгона ударной массы:
время подъема ударной массы:
частота ударов в герцах:
Ускорение ударной массы во время ее разгона:
Скорость ударной массы в момент удара:
Мощность, отбираемая гидронасосом у ДВС:
На основании вышеизложенного был разработан промышленный образец гидромолота-сваебоя со следующими конструктивными параметрами:
Диаметр главного цилиндра - 200 мм
Ход штока гидроцилиндре - 0,7 м
Давление газа в гидроцилиндре - 110 атм.
Давление газа в гидроаккумуляторе - 12 атм.
Ударная масса - 3,2 т.
Производительность насоса номинальная - 375 л/мин.
Приводим сравнительную таблицу рабочих параметров разработанного гидромолота с аналогичным гидромолотом-сваебоем фирмы IHC Hydrohammer S-200.
Таблица 1 | |||||
Сравнительная таблица гидромолотов S-200 и ВАЛ-2 | |||||
Марка гидромолота | Энергия удара max/min (кНм) | Частота удара с Emax (уд/мин) | Вес ударной массы (тн) | Вес гидромолота с юбкой (тн) | Длина гидромолота(без юбки) (м) |
S-200 | 200/10 | 45 | 10 | 24,5 | 8,9 |
ВАЛ-2 | 210/10 | 36 | 3,2 | 12 | 3,3 |
Таблица 2. | ||||
Сравнительная таблица маслостанции гидромолотов S-200 и ВАЛ-2 | ||||
Марка маслостанции | Рабочее давление (атм.) | Объем камеры в гидронасосе (см) | Объем масла в гидросистеме (л) | Мощность ДВС (кВт) |
Р-750 (S-200) | 250 | 400 | 350 | 435 |
МВ-2 (ВАЛ-2) | 275 | 250 | 130 | 184 |
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена конструктивная схема заявляемого устройства.
Гидромолот состоит из корпуса-цилиндра 1, в котором расположена сдвоенная газовая камера высокого 5 и низкого 10 давлений, с ними совмещены соответственно главный гидроцилиндр 2, с расположенными в нем поршнем 4 и штоком 3, и гидроцилиндр гидроаккумулятора 9. Шток гидроцилиндра 2 соединен цапфой 6 с ударной массой 7, которая бьет в процессе работы по демпферу шабота 11. Шабот 11 опирается на сваю 24, оголовок которой входит в юбку 12. Напорная гидролиния 18 идет от гидронасоса 22 с предохранительным гидроклапаном 21, входит в гидрораспределитель 17, управляемый гидрораспределителем с электрическим управлением 15. Гидрораспределитель имеет встроенный дроссель, на котором создается перепад давления 8-10 атмосфер 16, и соединен с гидроцилиндром 2 гидролинией 14 и с гидроаккумулятором 2 гидролинией 13. Подающая гидролиния 19 входит в калорифер 23 охлаждения гидромасла, содержит пневмогидроаккумулятор 20 и далее подключена ко входу в гидронасос. Автоматическая и потактовая работа гидромолота осуществляется электронным блоком управления, который снимая сигналы с индукционного датчика нижнего положения поршня гидроцилиндра обеспечивает необходимый режим работы гидромолота, задавая высоту подъема ударной массы, при этом изменяется и частота ударов. Так как у шабота имеется свободный ход, то становится возможным применение гидромолота для выдергивания свай, потому что на малых высотах подъема штока (от 2 до 9 сантиметров) ударная масса не отрывается от демпфера шабота и гидромолот работает в режиме вибратора. Например, при подъеме штока на высоту h=5 см на основании формул (3), (7) и (9), приведенных в разделе "Математическое описание работы гидромолота-сваебоя", частота вибраций составляет 7,15 герц (что соответствует 430 уд./мин) с энергией в одном цикле Ек=1,8 тм (18 кДж).
Поясним процесс работы гидромолота согласно гидросхеме, приведенной на чертеже. Рабочий процесс гидромолота состоит из двух операций: подъема и сброса с разгоном ударной массы 7. Для подъема ударной массы гидромасло из гидроаккумулятора 9 по гидролинии 13, через гидрораспределитель 17, который электрораспределителем 15 перекинут в положение А, далее через обратный клапан 16 по гидролинии 19 через калорифер 23 подается гидронасосом 22 по гидролинии 18, через второй канал гидрораспределителя 17 далее по гидролинии 14 в штоковую полость гидроцилиндра 2. Так как гидромасло на гидронасос подается из гидроаккумулятора, то давление на входе в гидронасос Рвх равно разности давлений газа в гидроаккумуляторе Ра и потерь давления на падающей гидролинии 19, которые составляют около 0,1 Ра, т.е Рвх=0,9 Ра.
По достижении, заданной блоком управления, высоты подъема ударной массы гидрораспределитель 17 переключается на гидрораспределитель с электрическим управлением 15 в положение В. Тогда гидромагистраль давления 18 переключается на гидролинии слива 19. Гидронасос перекачивает гидромасло по гидролинии 18, через гидрораспределитель 17, дроссель 16 в сливную гидролинию 19 и через калорифер 23 на свой вход. А штоковая полость гидроцилиндра 2 через гидролинию 14, гидрораспределитель 17 и гидролинию 13 подключена к гидроаккумулятору 9. Давлением газа на поршень 4 гидроцилиндра и силой веса ударной массы 7 гидромасло из штоковой полости гидроцилиндра 2 быстро сбрасывается в гидроаккумулятор 9 по выше описанному маршруту. При этом ударная масса движется с ускорением, большим в несколько раз ускорения свободного падения g. По достижении поршнем 4 нижнего положения в гидроцилиндре индуктивный датчик подает сигнал в электронный блок управления о начале нового цикла.
Claims (1)
- Гидромолот для забивания свай, содержащий ударную массу, гидроцилиндр для разгона ударной массы, гидронасос для подъема ударной массы, гидроаккумулятор для быстрого сброса гидромасла из гидроцилиндра во время разгона ударной массы, гидрораспределитель для управления потоками гидромасла, напорную и сливную гидролинии, отличающийся тем, что гидромолот выполнен с корпусом-цилиндром, в котором расположена сдвоенная газовая камера высокого и низкого давлений, с которой совмещены соответственно поршневые полости гидроцилиндра для разгона ударной массы и гидроаккумулятор, выполненный в виде гидроцилиндра, при этом гидромолот снабжен гидравлическим распределителем с электрическим управлением, а сливная гидролиния подключена ко входу в гидронасос и связана через гидравлический распределитель с гидроаккумулятором для обеспечения потока гидромасла через гидронасос в гидроцилиндр в процессе сброса ударной массы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006133760/03A RU2312952C1 (ru) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | Гидромолот для забивания свай |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006133760/03A RU2312952C1 (ru) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | Гидромолот для забивания свай |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312952C1 true RU2312952C1 (ru) | 2007-12-20 |
Family
ID=38917229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006133760/03A RU2312952C1 (ru) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | Гидромолот для забивания свай |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312952C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498016C2 (ru) * | 2008-07-21 | 2013-11-10 | Джеймс И. АДАМСОН | Глубоководный сваебойный копер |
RU2589777C2 (ru) * | 2010-10-21 | 2016-07-10 | Мовакс Ой | Ударное устройство |
CN109518754A (zh) * | 2018-08-26 | 2019-03-26 | 赵德朝 | 一种新型液压破碎锤 |
CN114411869A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-04-29 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 油缸、破碎锤和打桩锤 |
-
2006
- 2006-09-22 RU RU2006133760/03A patent/RU2312952C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498016C2 (ru) * | 2008-07-21 | 2013-11-10 | Джеймс И. АДАМСОН | Глубоководный сваебойный копер |
RU2589777C2 (ru) * | 2010-10-21 | 2016-07-10 | Мовакс Ой | Ударное устройство |
CN109518754A (zh) * | 2018-08-26 | 2019-03-26 | 赵德朝 | 一种新型液压破碎锤 |
CN114411869A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-04-29 | 徐州徐工挖掘机械有限公司 | 油缸、破碎锤和打桩锤 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104453704B (zh) | 一种液压钻机顶锤式冲击旋转动力头 | |
RU2312952C1 (ru) | Гидромолот для забивания свай | |
CN102535465B (zh) | 液压气动复合打桩锤 | |
US4230019A (en) | Fluid arrangement | |
NL2011166C2 (nl) | Hei-inrichting en werkwijze voor de toepassing daarvan. | |
CN107605827A (zh) | 具有液压插装阀的导杆打桩锤 | |
CN110985483A (zh) | 一种液压锤的液压系统 | |
EP1651391B1 (en) | Impact device and method for generating stress pulse therein | |
AU2012208656A1 (en) | Pile driver system for and method of installing foundation elements in a subsea ground formation | |
CN101126235B (zh) | 石油平台桩靴助升系统 | |
JP2014513221A (ja) | 岩盤及びコンクリートの機械掘り用装置及び方法 | |
JP2015532370A (ja) | 掘削機用の流体ハンマー装置 | |
CN104389515B (zh) | 一种液压钻机冲击锤 | |
KR20130086455A (ko) | 파쇄작업시 타격압을 상승시키는 어터치먼트 | |
CN204645040U (zh) | 冲击振动式打桩锤 | |
CN101155972A (zh) | 用于激励油藏的声源 | |
CN207567767U (zh) | 导杆式液压打桩锤 | |
CN211573921U (zh) | 一种液压锤的液压系统 | |
CN103459095B (zh) | 用于岩石和混凝土加工的装置 | |
CN211573913U (zh) | 一种液压锤的提升油缸及其阀块组合 | |
KR100524671B1 (ko) | 브레이커 | |
CN107724389A (zh) | 一种灌浆打桩一体装置 | |
CN203866887U (zh) | 液压破碎铲 | |
CN204875791U (zh) | 内击式沉管桩锤 | |
CN204266916U (zh) | 一种液压钻机顶锤式冲击旋转动力头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080923 |