Штанговый дизель молот: Штанговый дизель молот DD (hd) 35. Видео дизель-молота

L.V. Ерофеев, ВНИИстройдормаш

Примечания

1. Эта статья впервые появилась в первом майском номере журнала Pile Buck за 1993 год. Здесь он воспроизводится с некоторыми изменениями. .
2. Дополнительную информацию (включая подробную теорию работы дизель-молота) можно найти в статье «Трубчатые дизель-молоты», написанной одним из авторов этой статьи.
3. Полную историю взаимоотношений «Вулкана» с русскими в отношении дизель-молотов, включая их импорт дизель-молотов из различных российских источников и ввод в эксплуатацию новой серии дизель-молотов, можно найти здесь.

Введение

Свайные фундаменты существуют уже довольно давно, и многим людям их обоснование кажется излишним. Тем не менее, учитывая скорость развития технологий и техническую амнезию, которую это может вызвать, стоит остановиться и напомнить себе, что свайные фундаменты имеют как экономическую ценность, так и техническую привлекательность. Весь процесс чрезвычайно сложен во всех его аспектах, независимо от того, рассматриваем ли мы механику удара или передачу нагрузки от сваи в грунт и реакцию грунта на это.

В России, заведомо готовой к фундаментам глубокого заложения, свайные фундаменты являются наиболее распространенными основаниями зданий и сооружений в гражданском, военном, промышленном и гидротехническом строительстве, поскольку их применение вместо кольцевых фундаментов позволяет значительно сократить объемы земляных работ, снизить трудоемкость на 50%, а расход бетона на 33-50%. Свайные фундаменты дополнительно обеспечивают более низкую и равномерную осадку здания, чем кольцевые фундаменты. Этот факт особенно важен при строительстве блочных и крупнопанельных домов, таких как высотные многоквартирные дома, которые обычно ассоциируются с Россией.

Для забивания этих свай и, таким образом, использования этих преимуществ наиболее распространенными машинами для забивания свай являются дизель-молоты. Их основные преимущества: 1) независимость от внешних источников энергии, таких как паровые котлы, воздушные компрессоры, генераторы или гидростанции, 2) высокая производительность, 3) простота и удобство эксплуатации, 4) относительно низкая стоимость изготовления. Восемьдесят процентов (80%) всех свайных работ в России выполняются дизель-молотами. Каждый дизель-молот в течение года выполняет сваебойные работы, стоимость которых в сорок (40) раз превышает стоимость самого дизель-молота.

Обзор и разработка отечественных дизель-молотов

Принцип работы всех дизель-молотов основан на двухтактном двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Ударная сила дизель-молота является результатом как непосредственного удара ползуна о наковальню, так и давления сгорания топливовоздушной смеси. Дизель-молоты по своей конструкции делятся на два типа трубчатые и стержневые. Дизель-молоты стержневого типа, как показано на рисунке 1, используются для забивания легкого бетона и шпунтовых свай. Трубчатые дизель-молоты в основном используются для забивки средних и тяжелых бетонных и стальных свай. Высокая проходимость трубчатых дизель-молотов достигается за счет относительно небольшой степени сжатия (Кр = 15) и большого хода (s = 3000-3300 мм) по сравнению со штанговыми дизель-молотами (Кр = 25-28 с = 2000-2500 мм). ). Поскольку трубчатые дизель-молоты являются наиболее распространенными дизель-молотами как в России, так и за рубежом, в данной статье речь пойдет именно о трубчатых дизель-молотах.

В нормальных условиях общий годовой выпуск трубчатых дизель-молотов в России составляет около 1500 шт. Дизель-молоты для гражданских нужд выпускают три производителя. Дивизион «СЗСМ» является основным производителем дизель-молотов в России. Он производит дизель-молоты пяти (5) типоразмеров с массой ползуна, как показано в таблице 1.

Таблица 1
Основные технические данные дизель-молотов производства «СЗСМ

Модель	СП-75	СП-76	СП-77	СП-78	СП-79
Масса ударной части, кг	1250	1800	2500	3500	5000
Фотография Рисунок	Рисунок 2	Рисунок 3	Рисунок 4	Рисунок 5	Рисунок 6
Максимальная энергия удара, кДж	40	56	82	115	160
Частота ударов, Гц	0,7 (42 удара в минуту)
Размер квадратных бетонных свай для забивки, см	30	30	35	40	40
Длина забиваемой сваи, м	8	12	16	20	24
Расход топлива, кг/ч	6. 1	6,4	11,8	17,0	19,0
Расход масла, кг/ч	1,3
Масса молота общая, кг	2700	3850	5500	7700	10000
Высота молотка, мм	4400	4400	5200	5500	5500
Диаметр цилиндра, мм	300	345	400	470	470
Рабочий ход, мм (расстояние от удара до отверстия выпускных отверстий)	285	310	420	385	680
Тип системы охлаждения	с водяным охлаждением

Изначально разработаны НПО «ВНИИстройдормаш» по принципу геометрического подобия; общий вид этих машин показан на рис. 7. Главной особенностью этих дизель-молотов является наличие сменного цилиндра (5) с водяной системой охлаждения. Замена этого баллона на новый (входящий в комплект поставки) производится в случае, если строителям удается стереть внутренние стенки баллона на 1 мм, параметр, почерпнутый из источников за пределами России. В этом случае нет необходимости отправлять молоток в ремонтную мастерскую. Технические характеристики этих молотов приведены в таблице 1.

Хотя первоначальный дизайн был в основном успешным как в производстве, так и в использовании, было несколько трудностей. Первый касался центровки цилиндров. Сменный цилиндр содержит два фланцевых соединения, и иногда при сборке очень трудно добиться должной осевой точности. Кроме того, болты, скрепляющие цилиндры, не оставались затянутыми, и в некоторых случаях срок их службы был слишком коротким. В ответ на эти проблемы «ВНИИстройдормаш» разработал молоты серии «А» с обозначениями СП-75А, СП-76А и др. Технические характеристики каждой из машин такие же, как у предыдущей конструкции, однако в модифицированном В моделях имеется только одно фланцевое соединение между рабочим и верхним цилиндром. Эта особенность позволяет получить лучшую осевую точность при сборке. Сменный цилиндр выполнен из износостойкого материала, кроме того, был установлен дополнительный маслопровод, а смазочное масло от насоса подавалось не только к компрессионным кольцам наковальни, но и к верхнему цилиндру. Болтовые соединения были заменены на зажимные Стендовые испытания подтвердили преимущество этого типа соединения.

Эксплуатация

Трубчатый дизель-молот работает следующим образом (рис. 8): поршень при помощи краба (русское название пускового устройства) приводится в движение от лебедки сваебойной установки (как и машины, эксплуатируемые во многих других места, российские молоты работают от специальной сваебойной установки) поднимается в верхнее положение, в котором он высвобождается крабом и падает вниз под собственным весом. Прежде чем днище плунжера пройдет через выпускные окна, поршень толкает рычаг топливного насоса, и топливо из насоса подается в сферическую выемку наковальни. В нижней части хода поршень ударяется о наковальню. Энергия удара распределяется между испарением топлива и его смешиванием с нагретым воздухом и забиванием сваи. Через короткий промежуток времени происходит воспламенение воздушно-топливной смеси и за счет давления расширяющихся выхлопных газов поршень поднимается вверх и на сваю передается дополнительный приводной импульс.

Дизель-молоты с водяным охлаждением могут длительно работать при температуре окружающего воздуха выше +40 град. С без перегрева. Увеличить теплоотвод можно за счет использования в конструкции дизель-молота циркуляционно-испарительной системы охлаждения. Эта система состоит из отдельных труб, заполненных охлаждающей водой. Эти трубы расположены снаружи нижнего цилиндра и соединены в нижних частях друг с другом кольцевым бачком, расположенным на уровне камеры сгорания. В процессе работы охлаждающая вода очень интенсивно нагревается в баке и начинает циркулировать внутри вертикальных труб, обеспечивая равномерное охлаждение нижнего цилиндра. Охлаждающая поверхность при использовании данного типа системы охлаждения достаточно велика, поэтому работа дизель-молота при высоких температурах окружающей среды более эффективна за счет лучшего отвода тепла. При отрицательных температурах окружающей среды вода из системы охлаждения удаляется через завинчивающуюся пробку, расположенную на дне циркулярной емкости, и молот работает как молот с воздушным охлаждением, но с циркуляцией воздуха через отверстия в верхней части бака. вертикальные трубы.

Конструкция

На рис. 7 показан общий вид дизель-молота СП-79, типичный для молотов, представленных в табл. 1. Сам молот состоит из нижнего (рабочего) цилиндра (5), верхнего цилиндра (1, направляющей трубка), поршень (2, ударная часть), наковальня, топливный насос (4) и краб (11). Нижний цилиндр расположен в зоне максимального износа внутренней поверхности, имеет небольшую высоту (не более 1/3 высоты дизель-молота) и очень простую конструкцию. В нижнем цилиндре происходят процессы сжатия, смешения, сгорания, расширения выхлопных газов и наполнения зарядом свежего воздуха. Верхний цилиндр укомплектован маслобаками, топливными баками и насосами, а также крабом с направляющей (12). Для крепления тросов подъема молота снаружи на вершине верхнего цилиндра приварены два подъемных крюка (ушки). В нижней части верхнего цилиндра имеется фланец для болтового соединения с фланцем рабочего цилиндра. Топливный бак (3) и насос соединены гибким шлангом, который крепится снаружи к цилиндрам. К нижнему фланцу рабочего цилиндра винтами прикреплено кольцо наковальни, удерживающее наковальню при опускании. В средней части цилиндра расположены разъемные направляющие для соединения молота с лидером сваебойной установки. Поршень (2) расположен внутри цилиндров. Система водяного охлаждения содержит водяной бак (8), расположенный на уровне камеры сгорания, с заливным (14) и сливным (15) портами.

Топливный насос низкого давления плунжерного типа показан на рисунке 9 и предназначен для подачи топлива в камеру сгорания. Он прикреплен к цилиндру с помощью шпилек и гаек и содержит вращающийся рычаг для бесступенчатой ​​регулировки подачи топлива. Специальный хомут, приваренный к цилиндру, защищает топливный насос от повреждений. Топливный насос работает следующим образом: поршень давит на плунжер (2) через приводной рычаг (1). Таким образом, топливный насос находится под давлением, впускной клапан насоса закрывается, и топливо, скопившееся в насосе, выбрасывается через шаровой кран (3) в камеру сгорания. При возвращении плунжера в исходное положение клапан (3) начинает закрываться, клапан (4) открывается и топливный насос заполняется топливом через гибкий шланг из топливного бака. В топливном насосе имеется плавно регулируемая подача топлива. При вращении регулировочного рычага (5) по часовой стрелке количество топлива, подаваемого в камеру сгорания, уменьшается, а при вращении против часовой стрелки — увеличивается.

Возвращаясь к рисунку 7, система смазки трубчатого дизель-молота состоит из маслобака (10), прикрепленного к направляющей трубе, из которой масло с помощью масляного насоса (9) подается по гибким шлангам (7) и ( 13) к нижнему опорному кольцу и к направляющей трубке для смазки поршневых компрессионных колец. Конструкция и принцип работы масляного насоса аналогичны топливному насосу, а его общая конструкция показана на рисунке 10.

Краб (см. рис. 11) помогает запустить дизель-молот. Он установлен на направляющей, расположенной у верхнего цилиндра молота. При опускании краба по направляющим его рычажный механизм входит в зацепление с поршнем с крюком (1). При поднятии краба до крайнего положения курка и спускового рычага (2) крюк выходит из зацепления с поршнем, и он под собственным весом падает вниз.

Трубчатые дизель-молоты комплектуются наголовниками свай, которые устанавливаются между наковальней и сваей, как показано на рисунке 12. Эти наголовники обеспечивают распределение усилия на вершину сваи. Оголовок сваи должен обеспечивать забивку сваи в крепкие грунты без повреждения головы сваи. В нижний конец наковальни ввинчивается стержень. Целью этого стержня является правильное центрирование вершины сваи с помощью молотка. Во время забивания стержень под весом молота вдавливается в деревянную шайбу наголовника сваи. Наковальня окружена двумя парами полуколец, верхним и нижним. Эти полукольца предотвращают износ контактных поверхностей и повышают долговечность деталей. В верхней части поршня просверлено маслобак с завинчивающейся крышкой. В этой крышке имеется резьбовое отверстие для небольшой заглушки, которую можно ввинтить во время работы, или кольцевого болта, который можно ввинтить при монтаже и демонтаже в случае технического обслуживания или ремонта.

Помимо описанных здесь молотов с водяным охлаждением, трубчатые дизель-молоты производятся с системами воздушного охлаждения. Эти молоты аналогичны молотам с водяным охлаждением по своей конструкции, за исключением того, что водяной бак заменен ребрами, которые способствуют конвективному охлаждению молота. При интенсивной работе дизель-молота, особенно при забивке тяжелых свай в твердые грунты или при температуре окружающего воздуха выше +30 град. C и дизельный молот в течение двух (2) смен в день, нижняя температура цилиндра будет очень высокой. В этом случае уменьшается ход, что снижает энергию удара.