Гидромолот

Изобретение относится к строительному оборудованию для погружения в грунт железобетонных свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов. Гидромолот включает трубчатый корпус с фланцами, ударную массу с центральным глухим отверстием, наголовник сваи, гидропривод, содержащий насос, бак, напорную и сливную линии с аккумуляторами и гидрораспределитель, гидроцилиндр для перемещения ударной массы, имеющий поршень - шток, соединенный с ударной массой в области дна ее центрального глухого отверстия. Выше поршня образована поршневая полость, а ниже поршня - штоковая полость, при этом обе полости соединены с гидроприводом. Нижняя часть гидроцилиндра, расположена ниже верхнего фланца корпуса. Глубина центрального глухого отверстия ударной массы превышает длину части гидроцилиндра ниже верхнего фланца корпуса, а диаметр отверстия превышает максимальный поперечный размер упомянутой части гидроцилиндра. Гидроцилиндр включает гильзу, в которой размещен поршень, и обойму, размещенную соосно гильзе с ее наружной стороны с зазором, так что между гильзой и обоймой имеется полость, верхняя часть которой сообщена с гидроприводом, а нижняя - со штоковой полостью гидроцилиндра. Обеспечивает уменьшение габаритной длины гидромолота, снижение себестоимости и повышение долговечности гидроцилиндра. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к строительному оборудованию для погружения в грунт железобетонных свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов.

Известен гидромолот IHC (Нидерланды, приложение 1, сайт WWW.ihchh.com). Гидромолот содержит корпус, расположенную в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударную массу, закрепленный на корпусе гидроцилиндр для перемещения ударной массы с поршнем и штоком. Для привода молота используется гидропривод с гидроавтоматикой.

Гидромолот имеет существенный недостаток: большую габаритную длину ввиду последовательного размещения ударной массы и гидроцилиндра.

Наиболее близким по техническому решению является гидромолот по патенту РФ №2209879 Е02D 11/00. Гидромолот содержит трубчатый корпус с верхним и нижним фланцами, размещенную внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси ударную массу с центральным глухим отверстием, наголовник сваи, размещенный в центральном отверстии нижнего фланца корпуса, гидропривод, содержащий насос, бак, напорную и сливную линии, гидрораспределитель и гидроцилиндр для перемещения ударной массы, закрепленный в верхнем фланце корпуса соосно ударной массе и имеющий поршень-шток, соединенный с ударной массой в области дна ее центрального глухого отверстия, причем выше поршня образуется поршневая полость, а ниже поршня, со стороны ударной массы, образуется штоковая полость, при этом поршневая и штоковая полости соединены с гидроприводом, нижняя часть гидроцилиндра расположена ниже верхнего фланца корпуса, глубина центрального глухого отверстия ударной массы превышает длину части гидроцилиндра ниже верхнего фланца корпуса, а диаметр отверстия превышает поперечный размер упомянутой части гидроцилиндра.

Описываемое устройство свободно от недостатка, присущего аналогу: частичное совмещение длин гидроцилиндра и ударной массы позволяет уменьшить габаритную длину гидромолота. Однако и этот гидромолот имеет свои существенные недостатки. Конструкция предусматривает соединение штоковой полости гидроцилиндра с гидроприводом металлорезиновым рукавом или металлической трубой с применением арматуры, установленной в радиальной плоскости гидроцилиндра. Это очень габаритная конструкция, в связи с чем центральное отверстие ударной массы должно иметь большой диаметр. Например, в гидромолоте с ударной массой порядка 5 т диаметр упомянутого центрального отверстия должен быть более 360 мм. Как следствие, два недостатка: во-первых, большой объем удаляемого при обработке центрального отверстия металла уменьшает вес ударной массы на 20÷30%, и эту потерю веса приходится компенсировать увеличением длины ударной массы. Очевидно, что при этом значительно снижается степень реализации преимущества гидромолота - уменьшения его габаритной длины. Те же причины определяют второй недостаток гидромолота: большой объем выброшенного при обработке центрального отверстия ударной массы металла и большая трудоемкость этой операции увеличивают себестоимость изготовления гидромолота.

Задачей изобретения является максимально возможное уменьшение габаритной длины гидромолота, снижение себестоимости и повышение долговечности гидроцилиндра.

Поставленная задача решается тем, что гидромолот включает трубчатый корпус с верхним и нижним фланцами, размещенную с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль трубчатого корпуса ударную массу с центральным глухим отверстием, наголовник сваи, размещенный в центральном отверстии нижнего фланца корпуса, гидропривод, содержащий насос, бак, напорную и сливную линии с аккумуляторами и гидрораспределитель, гидроцилиндр для перемещения ударной массы, закрепленный в верхнем фланце корпуса соосно ударной массе и имеющий поршень-шток, соединенный с ударной массой через шаровой шарнир в области дна ее центрального глухого отверстия, причем выше поршня, с противолежащей ударной массе стороны, в гидроцилиндре образуется поршневая полость, а ниже поршня, со стороны ударной массы, - штоковая полость, при этом обе полости соединены с гидроприводом.

Нижняя часть гидроцилиндра, обращенная в сторону ударной массы, расположена ниже верхнего фланца корпуса. Глубина центрального глухого отверстия превышает длину части гидроцилиндра ниже верхнего фланца корпуса, а диаметр отверстия превышает максимальный поперечный размер упомянутой части гидроцилиндра.

Гидроцилиндр включает гильзу, в которой размещен и может перемещаться поршень, и обойму, размещенную соосно гильзе с ее наружной стороны с зазором, так что между гильзой и обоймой имеется полость кольцевого поперечного сечения, верхняя часть которой соединена с гидроприводом, а нижняя - со штоковой полостью гидроцилиндра.

Сущность и преимущества предлагаемого гидромолота станут более понятны при рассмотрении примера его исполнения на чертеже, где представлен гидромолот в исходном положении в продольном разрезе.

Гидромолот для погружения в грунт забивных элементов типа свай 1 включает трубчатый корпус 2 с верхним 3 и нижним 4 фланцами, ударную массу 5, размещенную внутри корпуса 2, которая может перемещаться вдоль корпуса 2 вверх-вниз как по направляющей, наголовник 6, который установлен в центральном отверстии нижнего фланца 4 корпуса 2 и в качестве направляющих опор имеет упомянутое отверстие фланца 4 и направляющую 7 сваи 1. Гидропривод молота включает насос 8, бак 9, напорную 10 и сливную 11 линии с аккумуляторами 12, гидрораспределитель 13 и гидроцилиндр 14. Гидроцилиндр имеет поршень 15 с жестко соединенным с ним штоком 16, который в свою очередь соединен с ударной массой 5 посредством шарового шарнира 17, закрепленного в ударной массе 5 трубой 18.

В гидроцилиндре 14 выше поршня 15 образуется поршневая полость 19, ниже поршня 15 - штоковая полость 20. Поршневая полость 19 и штоковая полость 20 соединены с гидроприводом соответственно каналами 21 и 22. В ударной массе 5 со стороны гидроцилиндра 14 имеется центральное отверстие 23, к дну которого трубой 18 прижат шаровой шарнир 17, соединенный со штоком 16.

Гидроцилиндр 14 включает гильзу 24 и обойму 25, размещенные соосно и с зазором, так что между ними образуется полость 26 кольцевого поперечного сечения, которая с верхней части сообщена с гидроприводом каналом 22, а в нижней части отверстиями 27 в гильзе 24 - со штоковой полостью 20. В исходном положении корпус 2 опирается на наголовник 6 через амортизатор 28. Гидроцилиндр 14 закреплен в шарнирной опоре 29, размещенной в верхнем фланце 3 корпуса 2.

Как видно на чертеже, гидроцилиндр 14 на значительное расстояние выступает ниже верхнего фланца 3 корпуса. При этом диаметр отверстия 23 в ударной массе 4, а также диаметр отверстия трубы 18 превышают наружный диаметр обоймы 25 гидроцилиндра 14. При перемещении ударной массы 5 вверх вплоть до упора в верхний фланец 3 корпуса 2 выступающая ниже верхнего фланца часть гидроцилиндра 14 входит, таким образом, внутрь трубы 18, не мешая указанному перемещению вверх ударной массы 5.

Гидромолот работает следующим образом. Полость 26 между гильзой 24 и обоймой 25 постоянно соединена с напорной линией 9 каналом 22. Таким образом, при включении насоса 8 и системы управления (не показана) в полости 26 и в штоковой полости 20 рабочая жидкость находится под давлением. Поршневая полость 19 может поочередно соединяться через гидрораспределитель 13 с напорной линией 10 или сливной 11. В исходном положении поршневая полость 19 соединена с напорной линией 10. В результате ударная масса 5 находится в нижнем положении под действием собственного веса и избыточной гидравлической силы, действующей на поршень 15 сверху вниз со стороны поршневой полости 19 и равной произведению давления рабочей жидкости на разность площадей поперечного сечения поршневой 19 и штоковой 20 полостей.

При нажатии кнопки "ПУСК" системы управления гидрораспределитель 13 поршневую полость 19 соединяет со сливной линией 11. Давление в поршневой полости падает, и ударная масса 5 перемещается вверх (холостой ход) под действием на поршень 15 давления жидкости в штоковой полости 20. В корпусе 2, например, вдоль хода ударной массы установлены несколько электромагнитных датчиков (не показаны), каждый из которых может включаться оператором при выборе величины хода ударной массы 5. Когда при подъеме ударной массы ее металл перекрывает упомянутый датчик, по его сигналу гидрораспределитель 13 переключается, соединяя поршневую полость 19 с напорной линией 10. Под действием своего веса и упомянутой избыточной гидравлической силы ударная масса тормозится в своем движении вверх, останавливается, а затем разгоняется вниз (рабочий ход). При достижении нижнего положения металл ударной массы 5 "открывает" нижний датчик, и по его сигналу гидрораспределитель 13 вновь переключается, соединяя поршневую полость 19 со сливной линией 11. Цикл повторяется, и молот работает в автоматическом режиме. Оператор лишь управляет величиной хода ударной массы 5, периодически включая в работу тот или иной датчик верхнего переключения.

Первое очень важное преимущество предлагаемого гидромолота заключается в том, что значительно сокращается его габаритная длина. Это очень важно потому, что на конкретном копре можно предлагаемым молотом забивать более длинные сваи, чем аналогами. Кроме того, при уменьшении габаритной длины очевидно уменьшается и масса молота.

Однако следует учитывать, что уменьшение габаритной длины молота путем применения, как предусматривает изобретение, глубокого центрального отверстия в ударной массе и выдвижения гидроцилиндра на значительную длину ниже верхнего фланца корпуса практически возможно только в случае, когда гидроцилиндр выполнен в виде гильзы и обоймы и рабочая жидкость подводится в штоковую полость по межтрубному пространству между ними. В этом случае наружный диаметр обоймы минимален. Кроме того, гильза и обойма конструктивно легко проводятся через шарнирную опору 29 гидроцилиндра.

Например, в гидромолоте в ударной массой около 5 т наружный диаметр обоймы равен 145 мм. Это значит, что объем центрального отверстия ударной массы в предлагаемом гидромолоте при его одинаковой глубине в сравнении с ближайшим аналогом уменьшается в (360:145)2=6 раз.

Ниже для наглядности приведены данные по габаритным длинам предлагаемого гидромолота и аналогов с ударными массами порядка 5 т.

Марка молота, производительУдарная масса, тГабаритная длина (с наголовником), ммИсточник информации
Предлагаемое изобретение5,44582Опытный образец
ННКА (Junttan)5,05900WWW.iunttan.com
SC-75 (IHC)5,76115WWW.ihchh.com
NH-70-2 (Nissha)7,05730WWW.n-shazuo.co.jp

Второе важное преимущество предлагаемого гидромолота - повышение безотказности и долговечности гидроцилиндра. Для обеспечения этих показателей уплотняемый диаметральный зазор между поршнем и цилиндром не должен превышать определенной величины - для современных эластичных уплотнений это примерно 0,2 мм. В аналогах, в гидроцилиндрах традиционной конструкции упомянутый зазор при работе молота складывается из двух величин: монтажного зазора, величина которого определяется допусками на изготовление поршня и цилиндра, плюс зазор от растяжения цилиндра внутренним рабочим давлением. С увеличением размеров молотов проблема усугубляется. Суммарный зазор 0,2 мм получается уже в молотах с ударной массой порядка 15 т. А ведь в мире производятся гидромолоты с ударной массой на порядок большей. Конечно, и в тяжелых молотах упомянутая проблема уплотнения поршень-цилиндр решается, но сложными методами и с большими затратами.

Изобретение решает эту проблему самым кардинальным образом, практически вообще устраняя ее. Так как гильза постоянно находится под воздействием рабочего давления и снаружи, и изнутри из штоковой полости, то диаметр ее отверстия не изменяется от воздействия давления, и при работе молота в соединении поршень-гильза практически сохраняется монтажный зазор.

Гидромолот, включающий трубчатый корпус с верхним и нижним фланцами, размещенную внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси ударную массу с центральным глухим отверстием, наголовник сваи, размещенный в центральном отверстии нижнего фланца корпуса, гидропривод, содержащий насос, бак, напорную и сливную линии с аккумуляторами, гидрораспределитель и гидроцилиндр для перемещения ударной массы, закрепленный в верхнем фланце корпуса соосно ударной массе и имеющий поршень-шток, соединенный с ударной массой в области дна ее центрального глухого отверстия, причем выше поршня образуется поршневая полость, а ниже поршня, со стороны ударной массы, образуется штоковая полость, при этом поршневая и штоковая полости соединены с гидроприводом, нижняя часть гидроцилиндра расположена ниже верхнего фланца корпуса, глубина центрального глухого отверстия ударной массы превышает длину части гидроцилиндра ниже верхнего фланца корпуса, а диаметр отверстия превышает максимальный поперечный размер упомянутой части гидроцилиндра, отличающийся тем, что гидроцилиндр включает гильзу, в которой размещен поршень, и обойму, размещенную соосно гильзе с ее наружной стороны с зазором, так что между гильзой и обоймой имеется полость, верхняя часть которой сообщена с гидроприводом, а нижняя - со штоковой полостью гидроцилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям гидромолотов для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунтов и других забивных элементов. .

Изобретение относится к строительным машинам для забивки в грунт железобетонных свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов. .

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.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам ударного действия. .

Изобретение относится к строительному оборудованию для погружения в грунт и извлечения из грунта различного вида свай и шпунтов, а также для ударного трамбования грунта.

Изобретение относится к устройствам ударного действия для рыхления мерзлого грунта и для разрушения скальных пород, искусственных материалов, уплотнения грунтов и может быть использовано в горной промышленности, коммунальных службах, металлургии, строительстве, а также при создании штамповочных и сваебойных молотов.

Изобретение относится к области управления импульсными системами с гидроприводом и может найти применение в горном деле и строительстве при разработке гидравлических ударных машин.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидравлическим ударным машинам с регулируемыми параметрами удара, которые могут быть использованы, например, для забивки металлических труб при безтраншейной прокладке инженерных коммуникаций.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к машинам для производства дорожных работ, а именно, для обустройства и ремонта автомобильных дорог.

Изобретение относится к строительству, в частности к оборудованию для забивки свай, шпунта, элементов конструкции при устройстве фундаментов. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для погружения свай при устройстве оснований под фундаменты гражданских и промышленных сооружений, при возведении мостов, пристаней, набережных и для защиты сооружений от подмыва, для погружения свай под заданным углом к поверхности грунта

Изобретение относится к строительной и горной промышленности, а именно к пневматическим ударным устройствам для забивания в грунт стержневых элементов, например труб, и может найти применение также в других областях промышленности, где требуется ударное воздействие

Изобретение относится к горной и строительной технике, а именно к пневмоударным устройствам, и может быть использовано для забивания в грунт, в шпуры горных пород и искусственных каменных материалов клиновых инструментов различного профиля

Изобретение относится к горным машинам и предназначено для ударного разрушения крепких породоподобных материалов и мерзлого грунта, для забивки свай и трамбования грунта и т.д

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в горном деле при отбойке монолитов, в строительстве, а также в сейсморазведке как механический источник возбуждения сейсмических волн на малых глубинах

Изобретение относится к горному делу, строительству и геофизике - к гидравлическим ударным устройствам импульсного действия, применяется при разрушении горных пород и других твердых материалов и при сейсморазведке в качестве импульсного невзрывного источника сейсмических колебаний. Машина содержит корпус, боек, камеру прямого хода, камеру обратного хода и дополнительную камеру, образованные между корпусом и бойком, выполненные в корпусе каналы для подвода и отвода рабочей жидкости, канал управления и дополнительный канал, инструмент, источник расхода рабочей жидкости, аккумулятор, бак, гидрораспределитель, с помощью которого камера прямого хода соединена либо с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода, либо со сливом в бак. Камера управления гидрораспределителя через канал управления соединена постоянно с дополнительной камерой, а его золотник подпружинен с усилием, равным усилию в камере управления гидрораспределителя при давлении рабочей жидкости, равном установленной величине РЗ. Камера прямого хода соединена гидрораспределителем с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода с помощью дополнительного канала через обратный клапан после задержки бойка и достижения в системе установленной величины РЗ давления перед началом прямого хода бойка, после начала прямого хода бойка - с помощью дополнительного канала через обратный клапан и канала для подвода и отвода рабочей жидкости камеры прямого хода. Дополнительная камера в конце обратного хода бойка соединена с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода, а в конце прямого хода бойка - со сливом в бак. Корпус, боек и канал для подвода и отвода рабочей жидкости камеры прямого хода выполнены с возможностью образования замкнутого объема рабочей жидкости в камере прямого хода в конце обратного хода бойка. Техническая задача - повышение коэффициента полезного действия гидравлической ударной машины и улучшение качества сейсмического сигнала за счет исключения повторных ударов бойка по инструменту вследствие осуществления задержки бойка перед началом прямого хода. 1 ил.

Группа изобретений относится к строительной технике и может быть использована под водой на больших глубинах для установки свай, крепежных свай и скважинных направлений в грунте морского дна и отбора образцов грунта на больших глубинах с возможностью использования на мелководье и на земле. Содержит ударную бабу, которая размещена в открытом каркасе и возвратно-поступательно перемещается гидросистемой, находясь в контакте с водой. Шток поршня размещен в цилиндре поршня и прикреплен одним концом к ударной бабе через соединительный механизм. При этом применен внешний источник гидравлической мощности с гидравлической цепью на борту. Соединительный механизм создает соединение между штоком поршня и ударной бабой с возможностью перехода, по существу, между жестким подъемным соединением и, по существу, нежестким соединением для удара, предотвращая потерю устойчивости штоком поршня, когда ударная баба наносит удар в крайнем нижней точке. Один вариант осуществления соединительного механизма включает в себя полый корпус, имеющий противостоящие продольные пазы, стержень, скользящий в полом корпусе, скользяще соединяющийся штифтом в одном конце противостоящих пазов и жестко соединяющийся штифтом в другом конце противостоящих пазах к ударной бабе, с пружиной в полом корпусе, создающей смещающее действие для толкания стержня к ударной бабе. Достигается упрощение в эксплуатации, а также уменьшение габаритов системы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к строительным машинам для забивки в грунт свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов. Гидромолот для забивания свай содержит трубчатый корпус, ударную массу, два гидроцилиндра для подъема ударной массы, гидрораспределитель для управления потоками гидрожидкости, напорную и сливную гидролинии. Имеются два подъемно-сбрасывающих устройства на концах штоков гидроцилиндров с металлическими экранами. Два бесконтактных датчика на трубчатом корпусе для взаимодействия с металлическими экранами. Поршневые полости гидроцилиндров образуют запертый объем рабочей жидкости соединением их трубопроводом, а гидрораспределитель взаимодействует только со штоковыми полостями гидроцилиндров. Технический результат состоит в обеспечении максимальной скорости падения ударной массы, соответствующей скорости свободного падения, обеспечении приемлемой высоты падения для получения заданной энергии удара, обеспечении сменности ударной массы, снижении материалоемкости и упрощении конструкции. 6 ил.

Изобретение относится к гидромолотам для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Способ управления сваебойным гидромолотом заключается в переключении двух двухпозиционных клапанов, один из которых периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, другой периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со штоковой полостью. Каждый клапан управляется от отдельного электрогидравлического распределителя, сигналы для переключений которых формируются контроллером при взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения. Открытие любого клапана начинается при полном или частичном закрытии другого клапана, причем указанная последовательность переключения клапанов обеспечивается временными задержками срабатывания электрогидравлических распределителей, задаваемых контроллером от момента взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения. Обеспечивается устойчивость цикла работы гидравлического сваебойного молота. 1 ил.
Наверх