Свайный молот Советский патент 1993 года по МПК E02D7/10 

Изобретение относится к строительным машинам, а именно к конструкциям гидромолотов, используемых для погружения в грунт свай, шпунта, труб.

Известен свайный молот, состоящий из корпуса, в котором расположен пневматический Цилиндр и ударник, соединенный штоком с поршнем пневмоцилиндра, системы управления подачей рабочего тела (воздуха) в нижнюю полость пневмоцилиндра в виде датчиков верхнего и нижнего положения, представляющих собой предельные пе- реключатели, срабатывающие .от воздействия на них давления выше заданного. Для изменения энергии удара молота имеется несколько датчиков верхнего положения, равномерно расположенных по высоте, и система переключателей, позволяющих выбирать тот или иной датчик верхнего положения и таким образом задавать уровень энергии удара молота.

Для изменения уровня энергии удара молота равномерное расположение датчика приводит к увеличению числа ударов, необходимых для полного погружения сваи особенно при малом сопротивлении грунта, уменьшению производительности и снижению ресурса молота, что затрудняет определение момента перехода на другую энергию и приводит к увеличению числа ударов для полного погружения сваи.

Наиболее близким техническим решением является свайный молот, содержащий силовой цилиндр с поршнем и штоком, ударник и систему управления с датчиками положения поршня, разнесенными по высоте цилиндра.

Недостатком этого молота является отсутствие данных о величине проходки свай за удар в момент перехода на другой уровень энергии, что приводит к неэффективной работе молота.

Цель изобретения -повышение эффективности работы молота.

Это достигается тем, что в свайном молоте, содержащем силовой цилиндр с порш- нем и штоком, ударник и систему управления с датчиками положения поршня, разнесенными по высоте цилиндра, датчики расположены друг от друга на расстоянии, величина которого увеличивается по высоте цилиндра снизу вверх про- порционально высоте расположения датчика.

На фиг.1 изображен молот в исходном положении; на фиг.2 -. пример распределеел

ю

со ел

СА)

ния уровней энергии удара молота; на фиг.З |- график проходки сваи за удар в зависимости от глубины погружения сваи; на фиг.4 - кривая зависимости необходимого числа ударов для полного погружения сваи от величины сопротивления грунта.

Свайный молот состоит из корпуса 1, в котором расположен ударник 2 и рабочий гидроцилиндр 3 с поршнем 4 и штоком 5. к которому присоединен ударник 2, молот располагается на погружаемой свае с помощью шабота б (кроме крепления молота, шабот используется для передачи ударной энергии от ударника погружаемой свае). В корпусе молота также находятся перепускной 7 и сливной 8 силовые гидроклапаны для подачи рабочей жидкости от гидронасоса 9 в гидроцилиндр 3 слива ее из гидроцилиндра в гидробак 10. Там же расположен трехканальный электроклапан 11 для управ- . ления силовыми гидроклапанами. На повер- хности рабочего гидроцилиндра неравномерно по высоте расположены датчики 12. Расстояние между двумя соседними датчиками увеличивается по мере увеличения высоты расположения датчиков. Это расстояние пропорционально высоте расположения нижнего из двух датчиков с постоянным коэффициентом пропорциональности. Датчики представляют собой гидровыключатели предельного давления, присоединенные через отверстия к рабочей полости гидроцилиндра 3. Они срабатывают при появлении в них давления жидкости, больше заданного. В нижней части корпуса расположен датчик 13 нижнего положения, который представляет собой конечный выключатель. При механическом контакте ударника 2 с датчиком 13 этот датчик срабатывает. На базовой машине находится насосная установка, включающая насос 9 и гидробак 10, а в кабине оператора - пульт 14 управления величиной ударной энергий и блок 15 управления электроклапаном. На пульте 14 расположены ключи, подключающие выбранный оператором датчик 12 к блоку управления 15. Таким образом, задается величина ударной энергии, которую оператор может менять в процессе работы молота. Гидронасос 9 постоянно соединен со штоковой полостью 16 гидроцилиндра 3 напорной магистралью 17, штоковая полость через перепускной клапан 7 соединена с поршневой полостью 18, а поршневая полость через сливной клапан 8 - с гидробаком 10 насосной установки 10.

Гидроклапаны 8 и 7 могут находиться только в двух положениях. Первое положение: клапан 7 закрыт, а клапан 8 открыт. Это положение обеспечивает подачу рабочей

жидкости только в штоковую полость 16, а из поршневой полости 18 жидкости может сливаться в гидробак. Такое положение клапанов перемещает поршень 4 гидроцилиндров вверх и вместе с ним ударник, совершая его взвод (холостой ход). Второе положение: клапан 7 открыт, а клапан 8 закрыт. Это положение обеспечивает одновременную подачу рабочей жидкости в штоковую 16 и

0 поршневую 18 полости, а сливная магистраль перекрыта. Так как в этом случае давление в обоих полостях гидроцилиндра одинаковое, то результирующая гидравлическая сила, действующая на поршень и

5 равная произведению площади штока на величину давления жидкости в гидроцилиндре, направлена вниз, и поршень 4 вместе с ударником под действием этой силы и собственного веса перемещается вниз для со0 вершения удара (рабочий ход), Переключение клапанов 7 и 8 в то или иное положение осуществляется переключением электроклапана 11. Блок управления 15 электроклапанов срабатывает под действи- ...

5 ем сигналов датчиков верхнего и нижнего положений.

Свайный молот работает следующим образом.

В исходном положении ударник 2 нахо0 дится в нижнем положении и опирается на шабот 6, который установлен на свае. Поршень 4 гидроцилиндра соответственно находится так же в нижнем положении. Блок управления 15 электроклапаном на электро5 клапан 11 напряжение не подает, поэтому клапан под действием пружины занимает исходную показанную на фиг.1 позицию, а полости управления клапанов 7 и 8 через электроклапан 11 сообщаются с баком 10,

0 вследствие этого под действием пружин клапан 7 находится в закрытом положении, а клапан 8 - в открытом. Это первое исходное положение клапанов. На пульте управления 14 включен ключ нижнего датчика 12,

5 т.к. сеаебойные работы начинаются на минимальной энергии удара молота.

При включении насосной установки 9 рабочая жидкость под давлением попадает t только в штоковую полость 16 и поршень 4

0 перемещается вверх, поднимая ударник 2. Жидкость из поршневой полости 18 через сливной клапан 8 вытесняется в гидробак 10. При движении вверх поршень 4 своей нижней кромкой пересекает отверстие

5 включенного датчика 12, под действием давления датчик срабатывает и сигнал через пульт управления 14 приходит в блок управления 15. Блок 15 подает напряжение на катушку электроклапана 11, переводя его во второе положение, в результате командные

полости клапанов 7 и 8 подключаются к напорной магистрали. При этом сливной клапан 8 закрывается и перепускной клапан 7 открывается, поршневая полость отключается от сливной магистрали и соединяет- ся со штоковой полостью 16, Жидкость из насосной установки 9 подается в гидроцилиндр, передвигая поршень 4 вместе с ударником 2 вниз до совершения удара. В момент совершения удара ударник достига- ет датчика нижнего положения 13, сигнал от которого попадает в блок 15. Блок 15 снимает напряжение с катушки электроклапана 11. который под действием пружины занимает первую исходную позицию. После это- го цикл повторяется.

В результате удара шабот 6 вместе со сваей перемещается вниз со скоростью, примерно равной предударной скорости ударника 2, до тех пор, пока кинематическая энергия шабота и сваи не израсходована на преодоление сопротивления грунта. Это перемещение и называется проходкой сваи за удар. В это время неподвижный в начале удара корпус под действием веса начинает падать, достигает шабота и останавливается. По величине перемещения шабота 6 внутри корпуса 1 можно судить о величине проходки сваи за удар.

По мере роста силы сопротивления грунта проходка сваи за удар уменьшается

и возникает возможность перехода на второй уровень энергии удара, причем в предлагаемом решении проходка, при которой осуществляется переход, постоянна для разных уровней энергии, зависит только от количества датчиков и определяется предварительно для каждого молота.

При достижении проходки перехода оператор на пульте управления 14 включает ключ второго по высоте датчика. Дальнейшее переключение датчиков происходит аналогично описанному до полной забивки сваи. В зависимости от сопротивления грунта энергии удара молота, при которой происходит окончание забивки, может быть максимальной или любой из возможных определяемых соответствующими датчиками. Если энергия удара не максимальная, то молот совершает меньшее по сравнению с прототипом, количество ударов, необходимое для полного погружения сваи.

При необходимости точной забивки сваи окончание забивки (последний удар) производится на той энергии, при которой возможна хоть какая то проходка. Подбор этой энергии проводится с минимальной до того момента, когда происходит перемещение сваи. Так как в этом случае энергия удара молота значительно ниже максимальной, то молот позволяет забить сваю более точно.

Использование: для погружения в грунт свай, шпунта, труб. Свайный молот снабжен датчиками положения поршня, расположенными друг от друга на различных расстояниях, величина которых увеличивается по высоте цилиндра снизу вверх пропорционально высоте расположения датчика. 4 ил.

Формула изобретения

Свайный молот, содержащий силовой цилиндр с поршнем и штоком, ударник и систему управления сдатчиками положения поршня, разнесенными по высоте цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы, датчики расположены друг от друга на расстоянии, величина которого увеличивается по высоте цилиндра снизу вверх пропорционально высоте расположения датчика.

Sett 6 Л

01

8

к инея Лд оц «и яр j

Г S I С