Свайный дизель-молот Советский патент 1978 года по МПК E02D7/12 

I

Изобретение относится к сваебойному оборудованию и может быть использовано при забивке свай, шпунта и других строительных конструкций в грунт.

Известен свайный дизель-молот трубчатого типа, включающий корпус, поршень, шабот, камеру сгорания и топливную систему I. 121- При ударе поршня по шаботу в свае формируется погружающий ее в грунт ударный импульс, состоящий из прямоугольных импульсов длительностью, равной удвоенному времени пробега по поршню волны сжатия. Вследствие того, что динамическая жесткость поршня значительно превосходит динамическую жесткость сваи, формирующийся в голове сваи ударный импульс получает резко выраженную пиковую форму в головной части, несущую небольшую часть энергии удара, которая может быть использована на погружение сваи. Значительная же часть энергии удара приходится на хвостовую часть импульса и не может быть использована для погружения сваи. Увеличение веса поршня при сохранении прежних размеров копрового оборудования еще больше ухудшает структуру импульса. Таким образом, известные молоты не обеспечивают

высокой производительности и могут привести к разрушению свай.

Цель изобретения - повышение производительности молота путем увеличения длительности и оптимизации формы импульса.

Это достигается тем, что в свайном дизель-молоте, включающем корпус, рпзмещенные в нем ударный поршень, шабот и камеру сгорания, а также топливную систему, ударный поршень выполнен со ступенчатым

ударным торцом и с кольцевыми проточками, которые образованы поочередно с обоих торцов поршня концентрнчно его оси, при этом ударный торец поршня снабжен защитной крышкой, соединенной с его наружной и центральной ступенями, причем с

последней - посредством компрессионных колец. Динамическая жесткость каждой ступени, включая центральную, берется равной динамической жесткости погружаемой конструкции А /)CF, где/) -плотность матернала, С - стержневая скорость волн напряжений в нем, F - площадь поперечного сечения.

Начертеже показан предлагаемый дизельмолот в разрезе.

Дизель-молот включает корпус I, шабот 2, камеру сгорания 3, ударный поршень 4 с проточками 5, защитную крышку 6, соединенную с центральной ступенью поршня посредством компрессионных колец 7, а также .топливную систему (на чертеже не показана).

Устройство работает следующим образом.

Поршень, падая из верхнего положения, сжимает горючую смесь в камере сгорания. Заш,итная крышка, перекрывающая доступ воздуха из камеры сгорания в проточки ударного поршня, обеспечивает в камере сгорания известную степень сжатия, приводящую к воспламенению горючей смеси при обычной работе молота.

В крайнем .нижнем положении поршень нижней частью центральной ступени бьет по шаботу, создавая ударный импульс, погружающий сваю в грунт. Импульс сжатия, распространяющийся в центральной ступени со скоростью звука от зоны контакта с шаботом, по приходе к верхнему торцу центральной ступени поршня переходит в жестко сопряженную с ним ближайшую первую ступень в виде импульса растяжения с прежней абсолютнойвеличиной амплитуды, вызывая в центральной ступени продолжение импульса сжатия, т.е. продолжение погружения сваи. Импульс растяжения движется вниз по первой ступени и по приходе в нижнюю часть, жестко сопряженную со второй (от центральной) ступенью, переходит в эту ступень в виде импульса сжатия, оставляя первую ступень в состоянии растяжения, а центральная ступень по-прежнему остается в состоянии сжатия. Этот процесс длится до тех пор, пока волна состояния, движущаяся по ступеням порщня, не достигнет свободного торца наружной ступени и, отразившись от нее импульсом прежней амплитуды, но обратного знака, и погасив напряженное состояние всех промежуточных ступеней, не вернется в контактную зону центральная ступень порщня - шабот. В этот момент жесткий удар поршня о шабот оканчивается. Весь этот период на сваю передается постоянный импульс усилий и скоростей смещений, т. е. достигается опти.мальный режим использования энергии удара

на погружение сваи.

По окончан 111 жесткого удара давлением газов, возникших при горении горючей смеси в камере, сгорания, поршень подбрасывается в верхнее положение. Защитная крышка, перекрывающая доступ газов в полости между ступенями, при этом снижает шум, увеличивает высоту подскока поршня и ограждает проточки от загрязнения.

По достижении порщнем верхнего положения цикл повторяется.

В результате использования изобретения ударный импульс приобретает оптимальную по погружающей способности форму, а длительность его возрастает пропорционально суммарной длине ступеней поршня по сравнению со сплошным.

Формула изобретения

Свайный дизель-молот, включающий корпус, размещенные в нем ударный поршень, шабот и камеру сгорания, а также топливную систе.му, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности молота, ударный поршень выполнен со ступенчатым ударным торцом и с кольцевыми проточками, которые образованы поочередно с обоих торцов поршня концентрично его оси, при этом ударный торец порш.ня снабжен защитной крышкой, соединенной с его наружной и центральной ступенями, приче.м с 35 последней - посредством компрессионных колец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 294903, кл. Е 02 D 7/12, 1969. 2. Лызо Б. Г. Свайные дизель-молоты, серия I. Строительные и дорожные машины НИИстройдоркоммунмащ, М., 1967, с. 8.