joomla template

Вторник, Июль 25, 2017

 

Гидравлические молоты, применение, принцип действия


Перейти к описанию гидромолотов


Перейти к описанию оборудования для разрушения элементов конструкций


Вернуться в меню......

Навесное оборудование для экскаваторов Навесное оборудование для фронтальных погрузчиков Навесное и прицепное оборудование для тракторов Оборудование для тракторов МТЗ Навесное оборудование на автомобили
Начал работу наш новый сайт: http://itsdor-teh.ru/ 

В мире десятки фирм производят широчайшую номенклатуру гидравлических молотов, пригодных для применения в качестве сменного рабочего органа на строительных машинах (экскаваторах, погрузчиках, манипуляторах и т.п.), в качестве сменного (навесного) рабочего оборудования. Основное применение гидромолотов - разрушение различных прочных конструкций и материалов, в том числе при выполнении таких работ, как:

 

  • разрушение скальных пород, бетонных и железобетонных конструкций, мерзлого грунта;
  • уплотнение рыхлого грунта;
  • вскрытие асфальтобетонных покрытий;
  • вскрытие различных подземных коммуникаций;
  • погружение свайных элементов;

 

Принцип работы гидромолота:

Основным элементом молота является его боёк, т.е. определенная масса m, которую нужно переместить на некоторое расстояние от инструмента и разогнать до заданной скорости V в сторону инструмента. Энергия удара, т.е. кинетическая энергия бойка равна mv2/2. Для того, чтобы разогнать боёк до нужной скорости к нему нужно приложить соответствующую силу, величина которой определяется давлением рабочей жидкости и площадью, на которую действует это давление, а также давление газа в пневмокамере и соответствующей площадью торца бойка, на которую действует давление газа.

Чем меньше ход бойка, тем большая сила должна быть приложена для его разгона. При этом практически такая же сила (реактивная) действует в противоположном направлении, т.е. передаётся на базовую машину. Поэтому сила, разгоняющая боёк ограничена возможностью базовой машины её воспринимать на максимальном вылете рабочего оборудования.

Чем короче ход бойка, тем больше частоту ударов можно получить при равном потоке гидравлической рабочей жидкости, подаваемой на гидромолот. Итак, боёк гидромолота при его работе совершает возвратно поступательные движения и в крайних своих положениях (в момент удара и в верхней мертвой точке) его скорость в какой-то момент времени оказывается равной нулю. В цикле работы гидромолота можно выделить следующие основные фазы: разгон в сторону от инструмента (условно «вверх), торможение перед «верхней» мертвой точкой и разгон в сторону инструмента до удара.

Это значит, что потребление рабочей жидкости в цилиндре молота в течение всего цикла является величиной переменной, в то время как гидронасосы базовой машины обеспечивает постоянную подачу. Поэтому, чтобы максимально использовать мощность гидронасоса и увеличить к.п.д. в напорной линии питания гидромолота по крайней мере, на гидромолотах среднего и тяжелого класса устанавливаются сетевые гидроаккумуляторы, которые накапливают рабочую жидкость под давлением при малой скорости бойка (во время разгона «вверх» и при торможении) и отдают накопленную жидкость в цилиндр молота, когда скорость бойка велика, т.е. при разгоне «вниз» (при рабочем ходе). На гидромолотах легкой серии, где объемы аккумулируемой жидкости невелики, роль гидроаккумуляторов часто выполняют рукава высокого давления, входящие в состав напорной линии питания

При всем многообразии выпускаемых моделей гидромолотов существует всего несколько принципиальных схем их гидропривода. Наиболее распространенной является описанная ниже. Эта схема применяется большинством зарубежных производителей гидравлических молотов:

Боёк гидромолота одновременно является поршнем рабочего цилиндра и имеет два контрштока, как правило, разных диаметров d1 и d2. «Нижний» шток d1, который своим торцом наносит удары по инструменту имеет больший диаметр. Камера рабочего цилиндра, образованная вокруг нижнего штока является камерой холостого хода, т.е. обеспечивает движение бойка в сторону от инструмента или холостой ход.

Эта камера при включении молота постоянно находится под давлением рабочей жидкости во время всего цикла работы. Камера цилиндра, образованная вокруг «верхнего» штока (камера рабочего хода) имеет большую площадь, чем камера холостого хода, и попеременно соединяется то со сливной линией (разгон вверх), то с напорной линией (торможение перед верхней мертвой точкой и разгон вниз). Попеременное соединение камеры рабочего хода со сливной и с напорной линиями осуществляется двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем с обратной связью по положению бойка в цилиндре. Сигналы на переключение золотника подаются в камеру управления золотником при прохождении поршнем соответствующих проточек в цилиндре. При взводе бойка его поршень при определенном положении открывает канал управления золотником, соединяя его камеру управления с напорной линией и обеспечивая его переключение в позицию рабочего хода.

В конце рабочего хода непосредственно перед ударом поршень своей проточкой соединяет камеру управления золотником со сливной линией, обеспечивая переключение золотника в позицию взвода бойка. Золотник гидрораспределителя гидромолота выполнен с рабочими поясками разных диаметров, таким образом, что со стороны одного из его торцов постоянно действует давление рабочей жидкости, а на противоположный торец на него действует давление только на фазе торможения и во время рабочего хода бойка.

Описанный выше принцип работы гидромолота реализуется в различных моделях различными конструктивными и компоновочными решениями.

В конечном счете, компоновка и конструктивное решение определяется технологическими возможностями и пристрастиями разработчиков и изготовителей гидромолотов, а также возможностью патентования отдельных конструктивных решений.

Для того чтобы выбрать гидромолот для какого-либо экскаватора или другой гидрофицированной базовой машины, прежде всего, нужно знать вес экскаватора. Вес гидромолота должен составлять примерно 0,1 часть веса экскаватора, но не должен превышать вес ковша с грунтом. Чем меньше вес гидромолота, тем лучше для экскаватора в транспортном положении, тем меньше нагрузки на рабочее оборудование экскаватора при наведении гидромолота на точку, где он должен работать. Но с другой стороны, чем больше масса гидромолота, тем меньше требуется усилия прижатия его к объекту работы, тем меньше вибрация, передаваемая на базовую машину при работе гидромолота.

Следующим показателем, который определяет возможность применения гидромолота на данном экскаваторе, является расход рабочей жидкости, который всегда приводится в технической характеристике молота. Этот показатель должен соответствовать производительности гидронасоса экскаватора, который будет питать напорную линию гидромолота. Если производительность насоса базовой машины превышает требуемый расход жидкости гидромолота, то при его работе могут возникать пики давления, которые отрицательно сказываются на долговечности как самого гидромолота, так и гидроагрегатов базовой машины. Если же производительность насоса меньше минимального расхода жидкости гидромолота, то гидромолот может работать неустойчиво или не будет работать совсем.

Очень важным показателем является уровень рабочего давления гидромолота. Естественно давление, которое может обеспечить насос базовой машины не должно быть меньше, чем рабочее давление гидромолота. Если максимальное давление гидронасоса больше рабочего давления гидромолота на 10…15%, то в напорной линии питания гидромолота должен быть предусмотрен предохранительный клапан, соответственно ограничивающий этот уровень.

В противном случае при возникновении каких-либо нештатных ситуаций могут выйти из строя какие-то детали гидромолота, например, могут быть повреждены шпильки, стягивающие корпусные детали молота, или болты, закрепляющие гидрораспределитель, гидроаккумулятор, или могут быть повреждены уплотнения. Техническая производительность гидромолота определяется его эффективной мощностью, т.е. произведением энергии удара и частоты ударов. Чем больше прочность материала, который нужно разрушать с помощью гидромолота, тем большее влияние на производительность оказывает величина энергии удара.

Гидромолот с большей энергией удара позволяет откалывать от массива куски большего размера пробивать более толстые слои дорожных покрытий, разрушать бетонные конструкции большего объёма. Если же требуется разрушать какие-либо относительно тонкие покрытия или конструкции или разрушать прочные породы на относительно мелкие куски более предпочтительными будут гидромолоты с меньшей энергией удара, но с большей частотой ударов. Энергия удара гидромолота должна быть такой, чтобы разрушение обрабатываемого материала под острием его рабочего инструмента происходило не более чем за 15…30 секунд. При разрушении вязких материалов таких как, например, мёрзлый грунт, различные известняки и подобные им материалы, решающие влияние на производительность гидромолота имеет энергия удара, т.к. для образования трещин в обрабатываемом материале необходимо рабочий инструмент забить на достаточно большую глубину.

Одна и та же величина энергии удара может быть получена за счет скорости бойка или за счет его массы. При равной энергии удара более эффективным будет тот гидромолот, у которого больше масса бойка, т.к. произведение mv, численно равное импульсу силы, у него больше.

Кроме производительности гидромолота потребителей интересует также надежность и срок службы. На эти свойства гидромолота большое влияние оказывают применяемые материалы, технология производства и конструктивные особенности.

При прочих равных условиях надежность гидромолота будет тем выше, чем меньше количество деталей, чем меньше количество уплотнений, чем меньше резьбовых соединений, чем меньше консольных выступов на внешней поверхности молота, чем более плавно изменяется форма и поперечное сечение деталей, подвергающимся ударным нагрузкам. Это обусловлено простыми понятиями теории надежности, согласно которой большую надежность (при прочих равных параметрах) имеет изделие, в котором применено меньшее количество деталей, т.к. надежность любой детали составляет менее 1,0, а надежность всего изделия определяется как произведение надежностей всех связанных деталей. Любое резкое изменение формы или геометрического размера сечения элемента является точкой (поверхностью или линией) концентрации напряжений, возникающих в элементе, может привести к разрушению элемента

Ещё одним важным критерием при выборе гидромолота является удобство обслуживания и ремонтопригодность. Удобство обслуживания обеспечивается хорошей доступностью к точкам смазки, к местам присоединения шлангов, к штуцерам для заправки гидропневматических аккумуляторов и пневмокамер, а также простотой замены рабочих инструментов. К числу важных эксплуатационных показателей относятся эргономические показатели – излучаемые внешний шум и вибрационное воздействие на базовую машину. При работе гидромолот излучает импульсный шум, источником которого является соударение бойка по инструменту. При прочих равных условиях, излучаемый шум будет меньше, если ударный блок гидромолота размещён не между двух щек, стянутых шпильками, а внутри замкнутого коробчатого кожуха, в особенности, если между ударным блоком и кожухом установлены шумопоглощающие прокладки, нарушающие звуковые «мостики».

Что касается вибрационного воздействия на базовую машину, то при равной энергии удара и массе молота тем больше это воздействие, чем больше частота ударов гидромолота. При выборе гидромолота нужно учитывать не только показатели, приведенные в его технической характеристике, но и условия его будущей эксплуатации, интенсивность его использования, прочность обрабатываемого материала.

После того как Вы выбрали гидромолот, подходящий по технической характеристике к имеющемуся у Вас экскаватору, нужно решить две технические проблемы:

  • Во первых нужно обеспечить механическое крепление молота на рабочем оборудовании экскаватора
  • и во вторых подключить его к гидроприводу экскаватора.

В большинстве случаев гидромолот закрепляется вместо ковша экскаватора посредством промежуточного звена, которое называется адаптером или монтажной плитой. С одной стороны на адаптере должны быть сформированы проушины, соответствующие проушинам ковша по диаметру отверстий под пальцы, расстоянию между проушинами и другим геометрическим размерам, обеспечивающим возможность установки гидромолота на точку, по которой будут наносится удары под нужным углом к горизонту. Поскольку существует множество моделей экскаваторов различных производителей, то при заказе гидромолота потребитель должен заранее согласовать необходимые геометрические параметры адаптера с поставщиком гидромолота.

Присоединительные размеры адаптера должны соответствовать местам крепления, на конкретной модели гидромолота. В большинстве случаев адаптер присоединяется к гидромолоту по плоскости посредством болтов с гайками. Предпочтительнее применять болты с мелким шагом резьбы или применять другие средства, исключающие возможность самоотвинчивания болтов из-за вибрации, возникающей при работе гидромолота.

Следующим этапом является подключение гидромолота к гидросистеме базовой машины. В простейшем случае, когда на экскаваторе имеется резервная секция гидрораспределителя, то линии питания гидромолота подключаются к этой секции. При этом в случае необходимости монтируется дополнительная сливная линия. Если же на экскаваторе не предусмотрена резервная секция гидрорасперделителя, то, в зависимости от принципиальной гидросхемы экскаватора, гидромолот может быть подключен, например, к линии питания какого-либо привода рабочего органа экскаватора, который питается от обеих секций сдвоенного гидронасоса. При этом одна из секций насоса подключается к гидромолоту, а другая остается подключенная к рабочему органу.

На некоторых моделях экскаваторов не представляется возможным разделить потоки от пары гидрораспределителей, обеспечивающих питание гидроцилиндров рабочего оборудования. В этом случае для подключения гидромолота приходится устанавливать дополнительные распределители.

При любом варианте подключения гидромолота к гидросистеме экскаватора рекомендуется сливную линию гидромолота прокладывать, минуя гидрораспределители и другие гидроаппараты экскаватора и соединять её с общей сливной линией гидросистемы непосредственно у входа в гидробак перед фильтрами. В противном случае гидравлическое сопротивление (или просто – трение жидкости о стенки гидролиний) в сливной линии могут привести к чрезмерному нагреву рабочей жидкости, падению вязкости жидкости, увеличинию внутренних перетечек в рабочем цилиндре и распределителе гидромолота, в результате чего упадет энергия удара и частота ударов вплоть до остановки молота.


 


 

Перейти к описанию гидромолотов

 


 

Перейти к описанию оборудования для разрушения элементов конструкций

 



ООО НПП "Инжиниринг Технических Систем"
Тел.: +7(499) 390-08-65
e-mail: info@system-teh.ru

Время работы:
- пн.-пт.: 09:00 - 20:00
- сб.: 09:00 - 18:00

Яндекс.Метрика