Гидромолоты
В качестве рабочего тела используют жидкость, подаваемую под давлением от гидронасоса. По принципу работы гидромолоты аналогичны паровоздушным молотам, но отличаются от них компактностью и автономностью источника энергии. Вместо парового котла или компрессорной установки, которые необходимы для обеспечения работы паровоздушных молотов, гидромолоты могут работать от гидросистемы базовой машины (экскаватора) или приводной гидростанции, подключенной к электросети.
В настоящее время наиболее широкое распространение получили легкие гидромолоты двухстороннего действия, предназначенные для погружения деревянных и небольших железобетонных свай.
Гидромолот (рис. 4) состоит из ударной части 4, перемещающейся в корпусе молота 3, к нижнему фланцу которого при креплен шабот 1, а к верхнему - рабочий цилиндр 6 в сборе с распределительным золотником и пневмоаккумулятором. Питается золотник через напорный 8 и сливной 7 рукава.
Рис. 4. Гидромолот двойного действия
1 - шабот; 2 - захват; 3 - корпус молота (направляющая труба); 4 - ударная часть; 5 - шток рабочего цилиндра; 6 - рабочий цилиндр;
7, 8 - сливной и напорный шланги; 9 - пригруз; 10 - проушины
Для получения необходимой массы корпуса в верхней части рабочего цилиндра расположен пригруз 9 с проушиной 10 для подъема молота. Сопряжение молота с направляющими копра обеспечивается захватами 2. Поршень рабочего цилиндра нижним концом своего штока 5 связан с ударной частью 4. Жидкость от распределителя экскаватора через распределительный золотник молота поступает попеременно в верхнюю и нижнюю полости рабочего цилиндра, приводя в движение поршень и связанную с ним ударную часть молота.
Для запуска рабочий орган гидромолота устанавливают на погружаемый элемент, после чего включают соответствующую секцию гидрораспределителя экскаватора (приводной насосной гидростанции).
Гидромолоты двойного действия являются машинами универсальными, так как они с успехом могут быть использованы не только для погружения свай и шпунта, но и при замене наголовника соответствующим оборудованием для рыхления мерзлых грунтов, уплотнения грунтов и т. д. Они могут работать под любым углом к горизонту. Однако гидромолоты имеют существенный недостаток: их собствен масса при работе без механизма статического пригруза должна быть в несколько раз больше массы ударной части, причем чем больше частота ударов, тем больше должна быть масса корпуса молота. Поэтому в ряде случаев, например при ограниченной грузоподъемности копра, целесообразно применять молоты простого действия (со свободным падением ударной части), отличающиеся характером рабочего цикла и системой распределения жидкости.
Энергию удара Е, Дж, для молотов одностороннего действия и дизель-молотов определяют по формуле
,
а молотов двухстороннего действия и гидромолотов - по формуле
,
где:
m- масса ударной части, кг;
Н- величина рабочего хода ударной части, м;
F- рабочая площадь поршня, м
p- давление на поршень, Па;
g -
ускорение свободного падения,
;
- КПД молота (для
паровоздушных молотов
= 0,85
0,9, для штанговых дизель-молотов
=0,35
0,4, для трубчатых молотов
= 0,6
0,65, для гидромолотов
= 0,55
0,65).
Эффективность погружения
зависит от соотношения масс сваи m
и ударной части молотаm
,
частоты ударов молота n
и скорости соударенияv
ударной части с шаботом. Практически
установлена необходимость соблюдения
следующих соотношений:
(при
>2,5
эффективность погружения сваи резко
снижается),v
6
(приv
>6
большая часть энергии расходуется на
разрушение наголовника и головы сваи),n
30
ударов/мин (приn
30
ударов/мин свая успевает полностью
остановиться и молоту приходится
дополнительно преодолевать инерцию
неподвижной сваи).