RU2209879C2 - Hydraulic hammer - Google Patents

Abstract

FIELD: equipment of percussion type with hydraulic drive intended for sinking and driving out steel piles. SUBSTANCE: hydraulic hammer includes tubular body with upper and lower flanges fitted with grippers to link body with pile under mode of pile driving out, striking mass mounted in body for reciprocating motion along body, power cylinder anchored on upper flange of body which rod-piston is joined to strike mass, pump of hydraulic drive of hammer with pressure and drain lines connected through hydraulic distributor to spaces of power hydraulic cylinder, dampers installed in upper flange of body. Hammer has two or more dampers coming in the form of damping hydraulic cylinders with plungers. Spaces of damping hydraulic cylinders are filled with elastic medium, plungers face striking mass and their butts are positioned for interaction with striking mass at moment of strike under mode of pile driving out. Spaces of damping hydraulic cylinders communicate with pressure and drain lines through non-return valve with direction of flow towards damping hydraulic cylinders. Each plunger of mentioned damping hydraulic cylinders has two outer cylindrical surfaces of different diameters and circular belt connecting them. Outer cylindrical surfaces are aligned with corresponding two inner cylindrical surfaces of damping hydraulic cylinder and with similar circular belt joining them. Surface of plunger of smaller diameter faces striking mass. Annular groove which space communicates with drain line is cut in surface of smaller diameter of each plunger or damping hydraulic cylinder bordering on circular belt. Each plunger and damping hydraulic cylinder carries seal on side of groove opposite to circular groove. EFFECT: enhanced functional reliability and prolonged service life of hydraulic hammer. 3 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к оборудованию ударного типа с гидравлическим приводом ударной массы для погружения в грунт и выбивания из грунта стальных свай разного профиля: трубчатых, коробчатых, сваренных из профилей и т.д. The present invention relates to shock-type equipment with a hydraulic drive of the shock mass for immersion in the soil and knocking out steel piles of various profiles: tubular, box-shaped, welded from profiles, etc.

Одной из наиболее острых проблем при разработке гидромолотов, способных выбивать сваю из грунта, является проблема снижения пиковых нагрузок, действующих на детали молота в процессе преобразования кинетической энергии ударной массы в работу вытягивания сваи из грунта. One of the most acute problems in the development of hydraulic hammers capable of knocking a pile out of the ground is the problem of reducing peak loads acting on the parts of the hammer in the process of converting the kinetic energy of the shock mass into the work of pulling the pile out of the ground.

Известен английский молот типа BSP (Specification sheet Hydropile Hammer, International Foundations Limited), содержащий гидроцилиндр со шток-поршнем, ударную массу, бьющую снизу вверх по двум противолежащим скобам, которые посредством тросов подвешены к грузовой тележке и далее к тросу лебедки копра. Энергия удара от скоб передается двум скобам, сцепленным со сваей, по двум сдвоенным тросам. В этом случае основная цель достигается: пиковые ударные перегрузки практически отсутствуют, так как длинные тросы - прекрасный амортизатор. An English hammer of the BSP type (Specification sheet Hydropile Hammer, International Foundations Limited) is known, which contains a hydraulic cylinder with a piston rod, an impact mass that strikes from the bottom up by two opposite brackets, which are suspended by ropes from a freight trolley and then to the copra winch cable. The energy of the impact from the brackets is transmitted to two brackets coupled to the pile, along two twin cables. In this case, the main goal is achieved: peak shock overloads are practically absent, since long cables are an excellent shock absorber.

Однако цена этого достижения слишком велика: на упругую деформацию тросов расходуется почти половина энергии удара, т.е. эффективность передачи ударной энергии свае очень низкая. Кроме того, все устройство вытягивания свай расположено снаружи молота, громоздко и увеличивает габариты молота. Третий недостаток состоит в том, что по конструктивным и технологическим соображениям диаметр тросов, пригодных для использования в этом устройстве, ограничен по величине, соответственно ограничена и максимально возможная сила вытягивания сваи из грунта, что делает молот неприменимым, например, для извлечения из грунта труб большого диаметра или большой длины. Все три указанных недостатка являются следствием применения амортизирующего устройства слишком малой жесткости - длинных стальных тросов, обладающих большой энергоемкостью при растяжении. However, the price of this achievement is too high: almost half of the impact energy is spent on the elastic deformation of the cables, i.e. pile shock energy transfer efficiency is very low. In addition, the entire device for pulling piles is located outside the hammer, bulky and increases the dimensions of the hammer. The third drawback is that, for structural and technological reasons, the diameter of the cables suitable for use in this device is limited in size, and accordingly the maximum possible pulling force of the pile from the ground is limited, which makes the hammer inapplicable, for example, to extract large pipes from the ground diameter or long length. All three of these drawbacks are a consequence of the use of a shock-absorbing device of too low stiffness - long steel cables with high energy consumption in tension.

Известен нидерландский гидромолот типа IНС (ИХЦ ГИДРОХАММЕР Уникальный гидравлический молот Kinderijk-Netherlads), содержащий корпус с верхним и нижним фланцами, снабженный захватами для соединения корпуса со сваей в режиме вытягивания сваи. Ударную массу, размещенную внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль корпуса, силовой гидроцилиндр на верхнем фланце корпуса, шток-поршень которого соединен с ударной массой, насос гидропривода молота с напорной и сливной магистралями, соединенными через гидрораспределитель с полостями силового гидроцилиндра. Усилие вытягивания сваи передается от корпуса молота на сваю через жесткую короткую тягу: тяга захватывает упор на корпусе молота и аналогичный упор на свае. Энергия ударной массы передается на корпус молота через тонкостенную втулку, размещенную на верхнем фланце корпуса. Таким образом, удар амортизирует упругая деформация упомянутых втулки, корпуса молота и тяги. Known Dutch type INS hydraulic hammer (IHC HYDROHAMMER Unique hydraulic hammer Kinderijk-Netherlads), comprising a housing with upper and lower flanges, equipped with grippers for connecting the housing to the pile in the mode of pulling piles. The shock mass placed inside the body with the possibility of reciprocating movement along the body, a power hydraulic cylinder on the upper flange of the body, the piston rod of which is connected to the shock mass, a hydraulic hammer pump with pressure and drain lines connected through the valve to the cavities of the power hydraulic cylinder. The pulling force of the pile is transferred from the hammer body to the pile through a rigid short rod: the rod captures the stop on the hammer body and a similar stop on the pile. The energy of the shock mass is transmitted to the hammer body through a thin-walled sleeve located on the upper flange of the body. Thus, the shock absorbs the elastic deformation of said sleeve, hammer body, and thrust.

Недостатком данной конструкции является слишком жесткий амортизатор и, как следствие, неэффективное снижение пиковых нагрузок на детали молота. The disadvantage of this design is that the shock absorber is too rigid and, as a result, the inefficient reduction of peak loads on the hammer parts.

Наиболее близким аналогом является гидравлический молот по патенту 2059045 С1, Е 02 D 7/10, состоящий из корпуса с нижними и верхними фланцами, снабженного захватами для соединения корпуса со сваей в режиме выбивания; ударной массы, размещенной внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль корпуса; силового гидроцилиндра, закрепленного на верхнем фланце корпуса, шток-поршень которого соединен с ударной массой; насоса гидропривода молота с напорной и сливной магистралями, соединенными через гидрораспределитель с полостями силового гидроцилиндра; упругого эластичного буфера, установленного в верхнем фланце корпуса. The closest analogue is the hydraulic hammer according to patent 2059045 C1, E 02 D 7/10, consisting of a housing with lower and upper flanges, equipped with grippers for connecting the housing with a pile in the knockout mode; shock mass placed inside the housing with the possibility of reciprocating movement along the housing; a power hydraulic cylinder mounted on the upper flange of the housing, the piston rod of which is connected to the shock mass; hammer hydraulic drive pump with pressure and drain lines connected through a hydraulic distributor to the cavities of the power hydraulic cylinder; elastic elastic buffer mounted in the upper flange of the housing.

Недостатком данного молота является то, что не существует такого упругого материала, который можно было бы применить в этом случае для получения удовлетворительных качеств демпфирования и обеспечения долговечности демпфера. The disadvantage of this hammer is that there is no such elastic material that could be applied in this case to obtain satisfactory damping qualities and ensure the durability of the damper.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности процесса выбивки сваи и обеспечение надежности и долговечности молота за счет применения оптимального амортизирующего устройства. The objective of the present invention is to increase the efficiency of the process of knocking piles and ensuring the reliability and durability of the hammer through the use of optimal shock absorbing devices.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом молоте для забивания в грунт и выбивания из грунта стальных свай, включающем трубчатый корпус с верхним и нижним фланцами, снабженный захватами для соединения корпуса со сваей в режиме выбивания сваи, ударную массу, размещенную внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль корпуса, силовой гидроцилиндр, закрепленный на верхнем фланце корпуса, шток-поршень которого соединен с ударной массой, насос гидропривода молота с напорной и сливной магистралями, соединенными через гидрораспределитель с полостями силового гидроцилиндра, в верхнем фланце корпуса установлены два или более демпферных гидроцилиндра с плунжерами, причем полости демпферных гидроцилиндров заполнены упругой средой, а плунжеры обращены в сторону ударной массы и их торцы взаимодействуют с ударной массой в момент удара в режиме выбивания сваи. The problem is solved in that in a hydraulic hammer for driving steel piles into the ground and knocking out of the ground, including a tubular body with upper and lower flanges, equipped with grippers for connecting the body to the pile in the pile driving mode, the shock mass placed inside the body with the possibility of return - translational movement along the housing, a power hydraulic cylinder mounted on the upper flange of the housing, the piston rod of which is connected to the shock mass, a hydraulic hammer pump with pressure and drain lines, with two or more damper hydraulic cylinders with plungers installed in the upper flange of the casing, hydrodistributed with a hydraulic distributor with cavities of the power cylinder, the cavities of the damper hydraulic cylinders are filled with an elastic medium, and the plungers face the shock mass and their ends interact with the shock mass at the time of impact in the mode of pile driving .

Полости демпферных гидроцилиндров могут быть соединены с напорной или сливной магистралью через обратный клапан с направлением потока в сторону демпферных гидроцилиндров. The cavities of the damper hydraulic cylinders can be connected to the pressure or drain line through a non-return valve with the flow direction towards the damper hydraulic cylinders.

Каждый плунжер упомянутых демпферных гидроцилиндров может иметь две наружные цилиндрические поверхности и соединяющий их кольцевой поясок, которые сопряжены с соответствующими внутренними цилиндрическими поверхностями демпферного гидроцилиндра и соединяющим их кольцевым пояском причем поверхность плунжера меньшего диаметра обращена в сторону ударной массы. Each plunger of said damper hydraulic cylinders can have two outer cylindrical surfaces and an annular belt connecting them, which are interfaced with the corresponding inner cylindrical surfaces of the damper hydraulic cylinder and an annular belt connecting them, and the surface of the plunger with a smaller diameter is facing toward the shock mass.

На поверхности меньшего диаметра каждого плунжера или демпферного гидроцилиндра, примыкающей к кольцевому пояску, может быть выполнена кольцевая канавка, полость которой соединена со сливной магистралью, а сопряжение каждого плунжера и демпферного гидроцилиндра со стороны канавки, противолежащей кольцевому пояску, может иметь уплотнение. On the surface of the smaller diameter of each plunger or damper hydraulic cylinder adjacent to the annular belt, an annular groove can be made, the cavity of which is connected to the drain line, and the interface of each plunger and damper hydraulic cylinder on the side of the groove opposite the annular belt can have a seal.

При таком конструктивном решении молота ударная масса в режиме выбивания сваи бьет по торцам плунжеров демпферных гидроцилиндров, вдвигая плунжеры внутрь демпферных гидроцилиндров. При этом давление среды в полостях демпферных цилиндров увеличивается, а кинетическая энергия ударной массы переходит в упругую энергию сжатой в демпферных гидроцилиндрах среды. В свою очередь, энергия упругосжатой в демпферных гидроцилиндрах упругой среды переходит в работу перемещения корпуса молота и соединенной с ним сваи. При этом на корпусе действует сила, равная произведению давления упругой среды в полостях демпферных гидроцилиндров на суммарную площадь торцевых поверхностей всех плунжеров со стороны большого диаметра. Величина давления зависит от объема упругой среды в полостях демпферных гидроцилиндров, следовательно, для каждого типоразмера молота можно подобрать оптимальное сочетание величин торцевой площади плунжера, количества демпферных гидроцилиндров и объема упругой среды, чтобы получить необходимую силу, действующую на корпус молота и сваю. With such a constructive solution of the hammer, the shock mass in the mode of driving the piles hits the ends of the plungers of the damper hydraulic cylinders, pushing the plungers inside the damper hydraulic cylinders. In this case, the pressure of the medium in the cavities of the damper cylinders increases, and the kinetic energy of the shock mass passes into the elastic energy of the medium compressed in the damper hydraulic cylinders. In turn, the energy of elastically compressed in the damper hydraulic cylinders of the elastic medium passes into the work of moving the hammer body and the piles connected to it. In this case, a force acts on the casing equal to the product of the pressure of the elastic medium in the cavities of the damper hydraulic cylinders by the total area of the end surfaces of all the plungers from the side of the large diameter. The pressure value depends on the volume of the elastic medium in the cavities of the damper hydraulic cylinders, therefore, for each size of the hammer, you can choose the optimal combination of the values of the end area of the plunger, the number of damper hydraulic cylinders and the volume of the elastic medium to obtain the necessary force acting on the hammer body and pile.

На фиг.1 представлен молот согласно изобретению, в продольном разрезе на фиг.2 представлен продольный разрез демпферного гидроцилиндра согласно изобретению в одном из вариантов исполнения в исходном положении, когда воздействие ударной массы на плунжер отсутствует; на фиг.3 представлен частичный продольный разрез демпферного гидроцилиндра согласно изобретению в другом варианте исполнения; на фиг. 4 представлен частичный продольный разрез демпферного гидроцилиндра еще в одном варианте исполнения. Figure 1 shows the hammer according to the invention, in longitudinal section, figure 2 shows a longitudinal section of a damper hydraulic cylinder according to the invention in one embodiment in the initial position, when there is no impact of shock mass on the plunger; figure 3 presents a partial longitudinal section of a damper hydraulic cylinder according to the invention in another embodiment; in FIG. 4 is a partial longitudinal section through a damper hydraulic cylinder in yet another embodiment.

Гидромолот для забивки и выбивки из грунта стальной сваи 1 включает в себя трубчатый корпус 2 с верхним 3 и нижним 4 фланцами, захваты 5, соединяющие корпус 2 со сваей 1, ударную массу 6, силовой гидроцилиндр 7, закрепленный на верхнем фланце 3, шток-поршень 6 силового гидроцилиндра, соединенный с ударной массой 8, насос гидропривода молота 9 с напорной 10 и сливной 11 магистралями, соединенными через гидрораспределитель 12 с полостями силового гидроцилиндра 7 каналами 13 и 14. В верхнем фланце 3 размещены демпферные гидроцилиндры 15 с плунжерами 16. The hydraulic hammer for driving and knocking steel piles 1 from the ground includes a tubular body 2 with an upper 3 and lower 4 flanges, grippers 5 connecting the body 2 with a pile 1, shock mass 6, a power hydraulic cylinder 7 mounted on the upper flange 3, the rod the piston 6 of the power hydraulic cylinder connected to the shock mass 8, the hydraulic pump of the hammer 9 with the pressure 10 and drain 11 lines connected through the valve 12 with the cavities of the power hydraulic cylinder 7 channels 13 and 14. In the upper flange 3 there are damper hydraulic cylinders 15 with plungers 16.

Полости 17 демпферных гидроцилиндров 15 могут быть соединены с напорной магистралью каналом 18 или со сливной магистралью 11 каналом 19. The cavity 17 of the damper hydraulic cylinders 15 can be connected to the pressure pipe by channel 18 or to the drain pipe 11 by channel 19.

В каналах 18 или 19 может быть установлен обратный клапан 20 с направлением потока в сторону демпферных гидроцилиндров 15. In the channels 18 or 19, a check valve 20 can be installed with the flow direction in the direction of the damper hydraulic cylinders 15.

Плунжеры 16 демпферных гидроцилиндров 15 имеют две наружные цилиндрические поверхности разных диаметров: большего диаметра 21 и меньшего диаметра 22. Торец 23 поверхности плунжера 16 меньшего диаметра контактирует во время удара с ударной массой 6. Поверхности 21 и 22 соединены кольцевым пояском 24. Упомянутые поверхности плунжера 21, 22 и 24 сопряжены с соответствующими поверхностями 25, 26 и 27 гидроцилиндра 15. На поверхности 22 плунжера 16 выполнена кольцевая канавка 28, примыкающая к кольцевому пояску 24 плунжера, полость которой соединена со сливной магистралью 11 каналом 29. Сопряжение поверхностей 22 плунжера и 26 гидроцилиндра имеет уплотнение 30. The plungers 16 of the damper hydraulic cylinders 15 have two outer cylindrical surfaces of different diameters: a larger diameter 21 and a smaller diameter 22. The end face 23 of the surface of the plunger 16 of a smaller diameter is in contact with the shock mass 6. The surfaces 21 and 22 are connected by an annular girdle 24. The mentioned surfaces of the plunger 21 , 22 and 24 are associated with the corresponding surfaces 25, 26 and 27 of the hydraulic cylinder 15. On the surface 22 of the plunger 16, an annular groove 28 is made adjacent to the annular belt 24 of the plunger, the cavity of which is connected to the drainage ma channel 11 on lines 29. The mating surface 22 of the plunger 26 and cylinder 30 is sealed.

Демпферный гидроцилиндр 15 может быть выполнен с крышкой 31 различной конструкции, например в виде крышки 32 с внутренней полостью 33 или в виде крышки 34, имеющей выступ 35, входящий внутрь демпферного гидроцилиндра 15. Damper hydraulic cylinder 15 can be made with a cover 31 of various designs, for example in the form of a cover 32 with an internal cavity 33 or in the form of a cover 34 having a protrusion 35, which is included inside the damper hydraulic cylinder 15.

Предлагаемый гидромолот в режиме забивки сваи работает следующим образом. The proposed hydraulic hammer in the pile driving mode works as follows.

От насоса 9 жидкость по каналу 14 подается в полость силового гидроцилиндра 7, которая расположена ниже шток-порня 8 (далее штоковая полость), перемещая шток-поршень 8 и соединенную с ней ударную массу 6 вверх. При этом жидкость из полости силового гидроцилиндра 7, расположенной над шток-поршнем 8 (далее поршневая), вытесняется по каналу 13 через распределитель 12 в сливную магистраль 11. После подъема ударной массы 6 на заданную высоту гидравлический распределитель 12 переключается, отсоединяя канал 13 от сливной магистрали 11 и соединяя его с каналом 10. В результате давление в поршневой полости повышается до рабочего. При этом на шток-поршень 8 начинает действовать направленная в сторону ударной массы 6 гидравлическая сила, равная произведению давления рабочей жидкости на разницу площадей пошневой и штоковой полостей. Под действием этой гидравлической силы и веса ударная масса 6 затормаживается в своем движении вверх, останавливается и затем начинает двигаться вниз, разгоняясь по мере движения под действием указанных выше сил. From the pump 9, the liquid through the channel 14 is fed into the cavity of the power hydraulic cylinder 7, which is located below the rod-porn 8 (hereinafter the rod cavity), moving the rod-piston 8 and the shock mass 6 connected to it up. In this case, the liquid from the cavity of the power hydraulic cylinder 7 located above the piston rod 8 (hereinafter referred to as the piston) is displaced along the channel 13 through the distributor 12 into the drain line 11. After raising the shock mass 6 to a predetermined height, the hydraulic distributor 12 switches by disconnecting the channel 13 from the drain line 11 and connecting it to the channel 10. As a result, the pressure in the piston cavity rises to the working one. In this case, the hydraulic force directed toward the shock mass 6 begins to act on the piston rod 8, equal to the product of the working fluid pressure and the difference between the areas of the sutural and stock cavities. Under the influence of this hydraulic force and weight, the shock mass 6 is braked in its upward movement, stops and then begins to move downward, accelerating as it moves under the action of the above forces.

При достижении ударной массой 6 исходного положения происходит удар по свае 2 (через промежуточную деталь - шабот), в результате которого кинетическая энергия ударной массы 6 превращается в работу по перемещению сваи 1 с преодолением сопротивления грунта. Во время удара гидрораспределитель 12 переключается, отсоединяя канал 13 от магистрали 10 и соединяя его с магистралью 11. Давление в поршневой полости падает, и цикл повторяется. When the shock mass 6 reaches its initial position, a strike occurs on the pile 2 (through an intermediate part - a breaker), as a result of which the kinetic energy of the shock mass 6 turns into work on moving the pile 1 with overcoming the soil resistance. During the impact, the control valve 12 switches by disconnecting the channel 13 from the line 10 and connecting it to the line 11. The pressure in the piston cavity drops, and the cycle repeats.

В режиме выбивки свай гидромолот работает следующим образом. In the mode of driving piles, the hydraulic hammer operates as follows.

Ударная масса 6 движется вверх и бьет в торцы 23 плунжеров 16. Плунжеры 26 вдвигаются в демпферные гидроцилиндры 15, при этом давление в полостях цилиндров 15 увеличивается пропорционально перемещению плунжеров 16. На ударную массу 6 в процессе удара действует тормозящая сила гидростатического давления среды в гидроцилиндрах 15 на плунжеры 16. Таким образом, кинетическая энергия ударной массы 6 преобразуется в упругую энергию сжатой в гидроцилиндрах 15 среды. Когда ударная масса 6 остановится, вся ее энергия превратится в упругую энергию сжатой в гидроцилиндрах 15 среды. Без учета потерь энергии в процессе удара можно записать равенство кинетической энергии ударной массы и упругой энергии среды:

где m - масса ударной массы;
v - скорость ударной массы в начальный момент удара;
V - объем среды в демпферных гидроцилиндрах;
ΔV - величина упругого сжатия объема среды;
Е - объемный модуль упругости среды.The shock mass 6 moves upward and hits the ends 23 of the plungers 16. The plungers 26 move into the damper hydraulic cylinders 15, while the pressure in the cavities of the cylinders 15 increases in proportion to the movement of the plungers 16. The impact mass 6 is affected by the braking force of the hydrostatic pressure of the medium in the hydraulic cylinders 15 on the plungers 16. Thus, the kinetic energy of the shock mass 6 is converted into elastic energy compressed in the hydraulic cylinders 15 of the medium. When the shock mass 6 stops, all its energy will turn into elastic energy compressed in the hydraulic cylinders 15 of the medium. Without taking into account energy losses during the impact, we can write the equality of the kinetic energy of the shock mass and the elastic energy of the medium:

where m is the mass of the shock mass;
v is the velocity of the shock mass at the initial moment of impact;
V is the volume of the medium in the damper hydraulic cylinders;
ΔV is the value of elastic compression of the medium volume;
E is the bulk modulus of elasticity of the medium.

Далее упругая энергия среды совершает работу по перемещению вверх корпуса 2 молота и соединенной с ним захватами 5 сваи 1, преодолевая сопротивление грунта. При этом максимальная сила, действующая на корпус 2 молота, будет равна

где ∑f - суммарная площадь поперечного сечения всех плунжеров 16 по большому диаметру.Further, the elastic energy of the medium does the work of moving up the hammer body 2 and the piles 1 connected to it by grippers 5, overcoming the soil resistance. In this case, the maximum force acting on the body 2 of the hammer will be equal to

where ∑f is the total cross-sectional area of all the plungers 16 over a large diameter.

Из данной формулы видно, что сила, действующая на корпус 2 и сваю 1, зависит прямо пропорционально от суммарной площади поперечного сечения плунжеров и обратно пропорционально от объема упругой среды в демпферных гидроцилиндрах. Очевидно, что в любом случае можно подобрать для каждого молота такое сочетание упомянутых двух параметров, которое обеспечит оптимальную величину силы, действующей на корпус молота и сваю. В этом заключается главное преимущество изобретения по сравнению с аналогами. From this formula it is seen that the force acting on the housing 2 and pile 1 depends directly on the total cross-sectional area of the plungers and inversely on the volume of the elastic medium in the damper hydraulic cylinders. Obviously, in any case, it is possible to choose for each hammer such a combination of the above two parameters, which will provide the optimal value of the force acting on the hammer body and pile. This is the main advantage of the invention in comparison with analogues.

Более того, жесткость амортизатора или, иными словами, объем среды в демпферных гидроцилиндрах согласно изобретению можно легко изменять на уже эксплуатируемом молоте. Вместо крышек 31 можно ставить сменные крышки другой формы, например крышки 32 с внутренней полостью 33, увеличивая объем среды и уменьшая силу, действующую на сваю, или крышки 34 с выступом 35, уменьшая объем среды и увеличивая силу, действующую на сваю. Таким образом, второе важное преимущество молота согласно изобретению - возможность оперативно изменять жесткость амортизатора удара при выбивании сваи и, следовательно, величину действующей на молот и сваю силы. Moreover, the stiffness of the shock absorber or, in other words, the volume of the medium in the damper hydraulic cylinders according to the invention can be easily changed on an already used hammer. Instead of covers 31, it is possible to put replaceable covers of another shape, for example covers 32 with an internal cavity 33, increasing the volume of the medium and reducing the force acting on the pile, or covers 34 with the protrusion 35, reducing the volume of the medium and increasing the force acting on the pile. Thus, the second important advantage of the hammer according to the invention is the ability to quickly change the rigidity of the shock absorber when knocking piles and, therefore, the magnitude of the force acting on the hammer and pile.

Следует также отметить, что молот согласно изобретению имеет пренебрежимо малые потери мощности на гидроутечки и низкое трение. Объясняется это следующим образом. Когда демпферные гидроцилиндры находятся в исходном положении, в полости гидроцилиндров 15 упругая среда находится под давлением около 1 МПа или 20-30 МПа, если полости гидроцилиндров 15 соединены соответственно со сливной 11 или напорной 10 магистралями. Указанное давление прижимает кольцевой поясок 24 плунжера 16 к соответствующему кольцевому пояску 27 гидроцилиндра 15, герметизируя сопряжение плунжера с гидроцилиндром. Т.е. в этом случае плунжер 16 выполняет функции клапана, а гидроцилиндр 15 - седла, и утечки отсутствуют. В процессе удара плунжер 16 вдвигается внутрь гидроцилиндра 15, и контакт кольцевых поясков 24 и 27 разрывается. В результате утечка жидкости происходит по кольцевому зазору между поверхностью 21 плунжера 16 и поверхностью 25 гидроцилиндра 15. Однако величина утечек в процессе удара пренебрежимо мала вследствие чрезвычайно малого интервала времени удара около 10 мс. It should also be noted that the hammer according to the invention has negligible power losses due to hydraulic leaks and low friction. This is explained as follows. When the damper hydraulic cylinders are in the initial position, in the cavity of the hydraulic cylinders 15 the elastic medium is under pressure of about 1 MPa or 20-30 MPa, if the cavities of the hydraulic cylinders 15 are connected respectively to the drain 11 or pressure 10 lines. The specified pressure presses the annular belt 24 of the plunger 16 against the corresponding annular belt 27 of the hydraulic cylinder 15, sealing the interface between the plunger and the hydraulic cylinder. Those. in this case, the plunger 16 acts as a valve, and the hydraulic cylinder 15 - the seat, and there are no leaks. In the process of impact, the plunger 16 moves into the inside of the hydraulic cylinder 15, and the contact of the annular belts 24 and 27 is broken. As a result, fluid leakage occurs along the annular gap between the surface 21 of the plunger 16 and the surface 25 of the hydraulic cylinder 15. However, the magnitude of the leakage during the impact is negligible due to the extremely short impact time interval of about 10 ms.

Малые потери на трение объясняются следующими обстоятельствами. Трение в сопряжении поверхностей 21 и 25 - только вязкостное; т.к. в этом сопряжении нет эластичных уплотнений. Кроме того, ход плунжера 16 очень мал - несколько миллиметров. В сопряжении поверхностей 22 и 26 есть эластичное уплотнение 30, но трение пренебрежимо мало, потому что давление среды, действующее на это уплотнение, всего около 1 МПа (примерно равно давлению в сливной магистрали 11). Small friction losses are explained by the following circumstances. Friction in conjugation of surfaces 21 and 25 is only viscous; because There are no elastic seals in this pairing. In addition, the stroke of the plunger 16 is very small - a few millimeters. In conjugation of surfaces 22 and 26 there is an elastic seal 30, but the friction is negligible, because the pressure of the medium acting on this seal is only about 1 MPa (approximately equal to the pressure in the drain line 11).

Таким образом, изобретение обеспечивает следующие преимущества молота:
- возможность амортизации удара в режиме выбивания свай с оптимальной величиной силы, действующей на молот и сваю, что в конечном счете увеличивает эффективность процесса выбивки сваи, надежность и долговечность молота;
- возможность оперативного изменения параметров амортизатора удара, что позволяет изменять в нужных пределах величину силы, действующей на молот и сваю, и таким образом расширять функциональность молота.Thus, the invention provides the following advantages of the hammer:
- the possibility of shock absorption in the mode of knocking piles with the optimal value of the force acting on the hammer and pile, which ultimately increases the efficiency of the process of knocking piles, reliability and durability of the hammer;
- the ability to quickly change the parameters of the shock absorber, which allows you to change within the required limits the amount of force acting on the hammer and pile, and thus expand the functionality of the hammer.

Claims (4)

1. Гидромолот, включающий трубчатый корпус с верхним и нижним фланцами, снабженный захватами для соединения корпуса со сваей в режиме выбивания сваи, ударную массу, размещенную внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль корпуса, силовой гидроцилиндр, закрепленный на верхнем фланце корпуса, шток-поршень которого соединен с ударной массой, насос гидропривода молота с напорной и сливной магистралями, соединенными через гидрораспределитель с полостями силового гидроцилиндра, демпферы, установленные в верхнем фланце корпуса, отличающийся тем, что он имеет два или более двух демпферов, которые выполнены в виде демпферных гидроцилиндров с плунжерами, причем полости демпферных гидроцилиндров заполнены упругой средой, а плунжеры обращены в сторону ударной массы и их торцы расположены с возможностью взаимодействия с ударной массой в момент удара в режиме выбивания сваи. 1. A hydraulic hammer, including a tubular housing with upper and lower flanges, provided with grippers for connecting the housing to the pile in the pile driving mode, the shock mass placed inside the housing with the possibility of reciprocating movement along the housing, a power hydraulic cylinder mounted on the upper housing flange, the rod -piston which is connected to the shock mass, a hydraulic hammer pump with pressure and drain lines connected through a control valve to the cavities of the power hydraulic cylinder, dampers installed in the upper m flange of the housing, characterized in that it has two or more two dampers, which are made in the form of damper hydraulic cylinders with plungers, the cavities of the damper hydraulic cylinders are filled with an elastic medium, and the plungers are turned towards the shock mass and their ends are arranged to interact with the shock mass at the time of impact in pile driving mode. 2. Гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что полости демпферных гидроцилиндров соединены с напорной или сливной магистралью через обратный клапан с направлением потока в сторону демпферных гидроцилиндров. 2. A hydraulic hammer according to claim 1, characterized in that the cavities of the damper hydraulic cylinders are connected to the pressure or drain line through a non-return valve with the flow direction towards the damper hydraulic cylinders. 3. Гидромолот по п. 1 или 2, отличающийся тем, что каждый плунжер упомянутых демпферных гидроцилиндров имеет две наружные цилиндрические поверхности разных диаметров и соединяющий их кольцевой поясок, которые сопряжены с соответствующими двумя внутренними цилиндрическими поверхностями демпферного гидроцилиндра и соединяющим их аналогичным кольцевым пояском, причем поверхность плунжера меньшего диаметра обращена в сторону ударной массы. 3. A hydraulic hammer according to claim 1 or 2, characterized in that each plunger of said damper hydraulic cylinders has two outer cylindrical surfaces of different diameters and an annular belt connecting them, which are interfaced with the corresponding two inner cylindrical surfaces of the damper hydraulic cylinder and connecting a similar annular ring, the surface of the plunger of a smaller diameter is facing the shock mass. 4. Гидромолот по п. 3, отличающийся тем, что на поверхности меньшего диаметра каждого плунжера или демпферного цилиндра, примыкающей к кольцевому пояску, выполнена кольцевая канавка, полость которой соединена со сливной магистралью, а сопряжение каждого плунжера и демпферного гидроцилиндра со стороны канавки, противолежащей кольцевому пояску, имеет уплотнение. 4. A hydraulic hammer according to claim 3, characterized in that on the surface of a smaller diameter of each plunger or damper cylinder adjacent to the annular belt, an annular groove is made, the cavity of which is connected to the drain line, and the interface of each plunger and damper hydraulic cylinder from the side of the groove is opposite annular girdle, has a seal.

Images