RU2333316C1

RU2333316C1 - Hydrohammer

Info

Publication number: RU2333316C1
Application number: RU2006143500/03A
Authority: RU
Inventors: Павел Александрович Захаров; Андрей Генрихович Богаченков; Владимир Михайлович Ермолаев
Original assignee: Общество с ограниченной отвественностью "РОПАТ ПЛЮС"
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-09-10
Also published as: RU2006143500A

Abstract

FIELD: constructional engineering.

SUBSTANCE: invention refers to hydrohammer for driving earth in reinforced concrete piles, steel pipes, tongues and others drive components. The hydrohammer contains impact weight, casing with guide rails, hydrocylinder rigidly fixed on the casing, hydrocylinder rod pivotally connected to impact weight through spherical joint placed between upper and lower sliding thrust bearings movable relative to impact weight in direction perpendicular to impact weight axes. Note that the clearance between thrust bearing generating lines and impact weight is greater than that between impact weight and guide rails.

EFFECT: improved reliability and durability of hammer hydrocylinder.

1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям гидромолотов для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов.The invention relates to designs of hydraulic hammers for immersion in reinforced concrete and steel piles, sheet piling and other driven elements.

Известно устройство для забивки свай по патенту РФ № 2233364, E02D 7/10, содержащее ударную массу, цилиндр с размещенными в нем поршнем и штоком, причем шток соединен с ударной массой посредством цилиндрического или сферического шарнира.A device for driving piles according to the patent of the Russian Federation No. 2233364, E02D 7/10, comprising a shock mass, a cylinder with a piston and a rod placed in it, is known, the rod being connected to the shock mass by means of a cylindrical or spherical hinge.

Данное техническое решение, в особенности вариант сферического исполнения шарнира, позволяет компенсировать взаимный перекос осей ударной массы и штока, неизбежно возникающий вследствие наличия зазора между ударной массой и ее направляющими. Недостатком данного устройства является невозможность компенсации радиального смещения указанных осей, так как ось шарнира неподвижна относительно ударной массы, а корпус цилиндра жестко закреплен относительно корпуса устройства. Наличие радиального смещения осей вызывает изгиб штока при возвратно-поступательном движении ударной массы, что приводит к повышенному износу уплотнений и поверхностей цилиндра, поршня и штока, тем самым обуславливая их низкую долговечность.This technical solution, in particular the spherical version of the hinge, allows you to compensate for the mutual misalignment of the axes of the shock mass and the rod, which inevitably arises due to the presence of a gap between the shock mass and its guides. The disadvantage of this device is the inability to compensate for the radial displacement of the indicated axes, since the hinge axis is stationary relative to the shock mass, and the cylinder body is rigidly fixed relative to the device body. The presence of radial displacement of the axes causes the rod to bend during the reciprocating motion of the shock mass, which leads to increased wear of the seals and surfaces of the cylinder, piston and rod, thereby causing their low durability.

Известен также гидромолот по патенту SU 1043260, E02D 7/10, включающий корпус, ударную часть, рабочий цилиндр с поршнем, шток которого шарнирно соединен с ударной частью через опертый на нее подпятник, причем подпятник оперт на ударную часть посредством тел качения диска, установленного на упругом элементе. Фактически, узел, связывающий ударную массу со штоком, представляет собой упорный подшипник качения (подпятник качения). Данное техническое решение позволяет компенсировать взаимное радиальное смещение осей штока и ударной части, а также перекос указанных осей вследствие использования упругого элемента.A hydraulic hammer according to the patent SU 1043260, E02D 7/10 is also known, including a housing, a shock part, a working cylinder with a piston, the rod of which is pivotally connected to the shock part through a thrust bearing supported on it, and the thrust bearing is supported on the shock part by means of rolling elements of a disk mounted on elastic element. In fact, the assembly connecting the shock mass with the rod is a thrust rolling bearing (rolling bearing). This technical solution allows you to compensate for the mutual radial displacement of the axis of the rod and the shock part, as well as the skew of these axes due to the use of an elastic element.

Недостатком приведенного технического решения является низкая долговечность элементов сопряжения ударной части и штока: общеизвестно, что подшипники качения обладают относительно низкой динамической грузоподъемностью вследствие малой площади силового контакта и возникающими при этом большими контактными напряжениями в телах качения. Известно, что при равных габаритах узла трения, существенно большей грузоподъемностью обладают узлы трения скольжения, а не качения. Кроме того, низкой долговечностью при цикличной нагрузке обладают упругие элементы.The disadvantage of the technical solution is the low durability of the elements of the interface of the shock part and the rod: it is well known that rolling bearings have a relatively low dynamic load capacity due to the small area of power contact and the resulting large contact stresses in the rolling bodies. It is known that with equal dimensions of the friction unit, friction units of sliding, rather than rolling, have a significantly greater carrying capacity. In addition, elastic elements possess low durability under cyclic loading.

Задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции узла сопряжения ударной массы и гидроцилиндра молота, обеспечивающей минимальный изгиб штока при возвратно-поступательном движении ударной массы, что обуславливает повышение надежности и долговечности гидроцилиндра молота и молота в целом.The objective of the invention is to create a design of the node pair of the shock mass and the hydraulic cylinder of the hammer, providing minimal bending of the rod during the reciprocating movement of the shock mass, which leads to an increase in the reliability and durability of the hydraulic cylinder of the hammer and hammer in general.

Поставленная задача решается тем, что в гидромолоте, включающем ударную массу, корпус с направляющими, гидроцилиндр, жестко закрепленный на корпусе, шток гидроцилиндра, шарнирно соединенный с ударной массой, шток гидроцилиндра соединен с ударной массой через сферический шарнир, расположенный между верхним и нижним подпятниками скольжения, установленными с возможностью перемещения относительно ударной массы в направлении, перпендикулярном оси ударной массы, причем зазор между образующими подпятников скольжения и ударной массой больше, чем зазор между ударной массой и направляющими.The problem is solved in that in a hydraulic hammer, including the shock mass, a housing with guides, a hydraulic cylinder rigidly mounted on the housing, a hydraulic cylinder rod pivotally connected to the shock mass, the hydraulic cylinder rod is connected to the shock mass through a spherical joint located between the upper and lower sliding thrust bearings installed with the possibility of movement relative to the shock mass in a direction perpendicular to the axis of the shock mass, and the gap between the generators of the sliding bearings and the shock mass is large Than the clearance between the impact mass and the guides.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Гидромолот содержит корпус 1 с расположенными в нем направляющими 2, установленную на направляющих 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударную массу 3, закрепленный жестко на корпусе 1 гидроцилиндр 4 для перемещения ударной массы 3 по направляющим 2. Шток 5 гидроцилиндра 4 снабжен сферическим шарниром 6, установленным между верхним 7 и нижним 8 подпятниками скольжения. В осевом направлении перемещение подпятников скольжения ограничено верхней 9 и нижней 10 опорами соответственно, опоры 9 и 10 неподвижно закреплены на ударной массе. В ударной массе 3 выполнена цилиндрическая проточка 11. Между образующими подпятников 7 и 8 и цилиндрической проточкой 11 ударной массы 3 имеется зазор, таким образом, в пределах этого зазора, подпятник 7 по опоре 9 или подпятник 8 по опоре 10 могут перемещаться в направлении, перпендикулярном оси ударной массы.The hydraulic hammer comprises a housing 1 with guides 2 located therein, mounted on the guides 2 with the possibility of reciprocating movement of the shock mass 3, rigidly mounted on the housing 1 of the hydraulic cylinder 4 to move the shock mass 3 along the guides 2. The rod 5 of the hydraulic cylinder 4 is provided with a spherical hinge 6, installed between the upper 7 and lower 8 glide bearings. In the axial direction, the movement of the sliding thrust bearings is limited by the upper 9 and lower 10 bearings, respectively, the bearings 9 and 10 are fixedly mounted on the shock mass. A cylindrical groove 11 is made in the shock mass 3. There is a gap between the generators of the thrust bearings 7 and 8 and the cylindrical groove 11 of the shock mass 3, so that, within this gap, the thrust bearing 7 along the bearing 9 or the thrust bearing 8 along the bearing 10 can move in a direction perpendicular axis of shock mass.

Гидромолот работает следующим образом. В исходном положении, показанном на чертеже, шток 5 гидроцилиндра 4 оказывает силовое воздействие на ударную массу 3 через верхний подпятник 7 и верхнюю опору 9. Под воздействием данного усилия ударная масса 3 перемещается, совершая холостой ход. Если в процессе движения ударная масса поворачивается, опираясь на направляющие 2, то данный перекос компенсируется поворотом ударной массы 3 вместе с верхним 7 и нижним 8 подпятниками, верхней 9 и нижней 10 опорами относительно сферического шарнира 6. В случае начального радиального смещения ударной массы 3 и примыкания ее к одной из направляющих 2, верхняя опора 9 вместе с ударной массой 3 скользит по поверхности верхнего подпятника 7 вследствие радиальной реакции, действующей на ударную массу со стороны направляющей, тем самым компенсируя данное смещение. Необходимым условием полной компенсации радиального смещения ударной массы 3 является то, что зазор между образующими подпятников 7 и 8 и цилиндрической проточкой 11 выполнен большим, чем между ударной массой 3 и направляющими 2. Вышеописанные процессы перекоса и радиального смещения ударной массы 3 относительно направляющих 2 могут осуществляться одновременно, при этом изгибающие нагрузки, действующие на шток, определяются только значениями момента трения в паре: сферический шарнир 6 - верхний подпятник 7 и силой трения в паре верхний подпятник 7 - верхняя опора 9. Поскольку указанные пары трения характеризуются точными значениями коэффициентов трения, все силовые факторы, нагружающие шток, - поршень, корпус гидроцилиндра и узлы уплотнения являются расчетными, заведомо не превышающими допускаемых значений.The hydraulic hammer works as follows. In the initial position shown in the drawing, the rod 5 of the hydraulic cylinder 4 exerts a force on the impact mass 3 through the upper thrust bearing 7 and the upper support 9. Under the influence of this force, the impact mass 3 moves, idling. If during the movement the shock mass rotates, relying on the guides 2, then this skew is compensated by turning the shock mass 3 together with the upper 7 and lower 8 thrust bearings, upper 9 and lower 10 bearings relative to the spherical joint 6. In the case of an initial radial displacement of the shock mass 3 and adjoining it to one of the guides 2, the upper support 9 together with the shock mass 3 slides along the surface of the upper thrust bearing 7 due to the radial reaction acting on the shock mass from the side of the guide, thereby compensating for yes real offset. A necessary condition for the full compensation of the radial displacement of the shock mass 3 is that the gap between the generators of the thrust bearings 7 and 8 and the cylindrical groove 11 is made larger than between the shock mass 3 and the guides 2. The above-described processes of skewing and radial displacement of the shock mass 3 relative to the guides 2 can be carried out at the same time, bending loads acting on the rod are determined only by the values of the friction moment in the pair: the spherical hinge 6 is the upper thrust bearing 7 and the friction force in the pair is the upper heel tnik 7 - upper bearing 9. Since the indicated friction pairs are characterized by exact values of the friction coefficients, all the force factors loading the rod — the piston, the hydraulic cylinder body, and the seal assemblies — are calculated, obviously not exceeding the permissible values.

При совершении рабочего хода ударной массой 3 в гидромолоте двойного действия ее силовой контакт со штоком 5 будет осуществляться через нижний подпятник 8 и нижнюю опору 10, в гидромолоте простого действия - через верхний подпятник 7 и верхнюю опору 9. В любом случае, принцип работы узла сопряжения ударной массы 3 и штока 5 будет аналогичен тому, что имеет место при холостом ходе.When the stroke is made by the shock mass 3 in the double-action hydraulic hammer, its force contact with the rod 5 will be through the lower thrust bearing 8 and the lower support 10, in the single-action hydraulic hammer - through the upper thrust bearing 7 and the upper support 9. In any case, the operating principle of the interface unit shock mass 3 and rod 5 will be similar to what occurs when idling.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает расчетные значения изгибающих нагрузок, действующих на шток гидроцилиндра молота, что повышает надежность и увеличивает долговечность гидроцилиндра.Thus, the proposed device provides the calculated values of bending loads acting on the rod of the hydraulic cylinder of the hammer, which increases reliability and increases the durability of the hydraulic cylinder.

Claims

A hydraulic hammer for immersing reinforced concrete and steel piles, tongue and other driven elements into the ground, including impact mass, a housing with guides, a hydraulic cylinder rigidly mounted on the housing, a hydraulic cylinder rod pivotally connected to the impact mass, characterized in that the hydraulic cylinder stem is connected to the impact mass through a spherical hinge located between the upper and lower sliding thrust bearings, mounted to move relative to the shock mass in a direction perpendicular to the axis of the shock mass, the gap between the generators of the sliding bearing and the shock mass is greater than the gap between the shock mass and the guides.