VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

В настоящее время десятки различных фирм по всему миру производят множество моделей гидравлических молотов, пригодных для навески в качестве сменного рабочего органа на гидрофицированные строительные машины – экскаваторы, погрузчики, манипуляторы и т.д.

Гидромолот (гидроударный инструмент) – сменное оборудование гидравлических экскаваторов, погрузчика или трактора – предназначен для вскрытия асфальтобетонных покрытий, разрушения бетонных и железобетонных конструкций, рыхления скальных и мерзлых грунтов (при использовании сменных инструментов зубило и пика), уплотнения рыхлого грунта (при использовании сменного рабочего органа – трамбовки) и других работ. Гидромолот устанавливают на экскаватор вместо снятой рукояти или ковша и подключают к гидравлической системе, используется при вскрытии подземных сооружений; в промышленном и гражданском строительстве, при строительстве дорог, для разрушения отслуживших срок сооружений, а также безвзрывной проходки горных выработок.

Виды гидромолотов. По принципу работы различают гидромолоты простого и двойного действия. У первых подъем ударной части осуществляется под воздействием рабочей жидкости в гидросистеме, а рабочий ход — под действием ее собственной силы тяжести и давления газа в поршневом аккумуляторе (пневмокамере); у вторых воздействие рабочей жидкости на ударную часть молота происходит в течение полного цикла работы. В исполнительный механизм гидромолота, входят гидропневматические аккумуляторы (мембранные и поршневые) или аккумуляторы с «жидкой пружиной». Достоинство принципа «жидкой пружины» в исключении из гидравлической системы ударного инструмента пневматические камеры, упрощая эксплуатацию - не требуется контроль за зарядкой аккумулятора.

В диафрагменных (мембранных) гидроаккумуляторах энергия накапливается за счет сжатия азота в замкнутой камере, отделенной от гидросистемы эластичной диафрагмой. Такие гидроаккумуляторы применяются в большинстве конструкций гидромолотов в качестве сетевых аккумуляторов напорной, а иногда и сливной линии. Такой аккумулятор напорной линии накапливает энергию, когда скорость бойка мала, т.е. на ходе взвода бойка и его торможения перед верхней мертвой точкой, и отдает энергию при рабочем ходе бойка. Сетевые гидроаккумуляторы обеспечивают плавное измерение давления в гидроприводе и высокий КПД.

К недостаткам диафрагменных гидроаккумуляторов можно отнести снижение в условиях холода эластичности резиновой мембраны, поэтому при температуре ниже – 20⁰С масло в гидросистеме необходимо предварительно разогреть до рабочей температуры, а затем подогреть весь молот. Кроме этого, в связи с использованием в качестве упругого элемента сжатого азота требуется дозаправка.

Во многих конструкциях гидромолотов применяются аккумуляторы поршневого типа, в которых азот сжимается непосредственно бойком гидромолота. В зависимости от параметров такого аккумулятора (объем газа, давление зарядки) и соотношения рабочих площадей поршня-бойка гидромолота в нем накапливается энергия, доля которой в формировании энергии удара составляет от 10...15% до 100%. Поршневые аккумуляторы менее чувствительны к отрицательным температурам, но наличие компактных уплотнений не исключает перенос масла в газовую полость и утечку азота. Поэтому контроль за уровнем зарядки азотом должен выполняться значительно чаще, чем в диафрагменных аккумуляторах.

Устройство гидромолота. В состав гидромолота входит ударный блок и блок управления. Ударный блок гидромолота состоит из корпуса, направляющей втулки, гильзы и бойка. Сжатый воздух к гидромолоту поступает из пневмосистемы экскаватора. Заправка пневмопружины гидромолота происходит сжатым азотом из баллона через редукционный клапан. Подвеска гидромолота может изменяться в зависимости от модели базовой машины. Гидромолот подсоединяется с помощью адаптера к рукояти рабочего оборудования экскаватора.

Гидравлический привод экскаватора необходим для осуществления работы гидромолота. Гидромолот работает только в случае прижатия инструмента гидромолота к объекту разрушения. Эффективнее гидромолот работает в случае применения: клина гидромолота для рыхления мерзлого грунта, разрушения дорог и бетона, а пику гидромолота для работы с негабаритами твердых и горных пород. Если необходимо при помощи гидромолота уплотнить рыхлый грунт - используется трамбовочная плита.

В гидромолотах лёгкой серии (рисунок 1) энергия удара формируется за счет энергии, которая накапливается в пневмокамере гидромолота во время взвода бойка. Состав ударного блока гидромолота:

- нижний корпус (букса), в котором находятся: втулки рабочего инструмента, сменный инструмент и стопор, предотвращающий выпадение инструмента, клапан-сапун, соединяющий пространство между бойком и инструментом с атмосферой;

- рабочий цилиндр, со встроенным гидрораспределителем, обеспечивающим реверсивное движение поршня-бойка и верхняя направляющая втулка с уплотнениями;

- крышка цилиндра, в котором находится пневмогидроаккумулятор и клапан обеспечивающий зарядку пневмокамеры сжатым азотом.

Ограничить перемещение инструмента при прижатии гидромолота к объекту работы позволяет верхняя втулка инструмента, выполненная с кольцевым упором. Длительный срок службы втулки инструмента обеспечивается легированной сталью с термообработкой, из которой она изготовлена. Встроенный в буксу обратный клапан (сапун) позволяет всасывать воздух при взводе бойка. При рабочем ходе между бойком и инструментом повышается давление воздуха в камере. Воздух выталкивается через зазоры между втулками и хвостовиком вместе с абразивными частицами и продуктами износа. Пресс-масленка в буксе предназначена для периодической смазки хвостовика инструмента.

Рисунок 1 - Принципиальная схема работы гидромолотов легкой серии

Гидромолоты со схожими техническими характеристиками могут отличаться по способу закрепления ударного блока и всего гидромолота на базовой машине. Чаще всего ударный блок крепится в несущих щеках, размещенных в коробчатом кожухе. Используемые в нем упругие амортизаторы снижают воздействие от работы гидромолота на экскаватор. Они могут быть выполнены как в виде спиральных пружин, так и резиновых или пластмассовых блоков. Самый простой вариант крепления - ударный блок размещается между двумя щеками, стянутыми между собой болтами или шпильками. Щеки также могут крепиться к базовой машине сбоку. В приводе большинства гидромолотов применены гидропневматические аккумуляторы (мембранные и поршневые), в которых в качестве упругого элемента используется сжатый азот. Конструкция нового поколения гидромолотов серии «Дельта» основана на использовании эффекта «жидкой пружины». Исполнительный механизм гидромолота серии «Дельта» способен рекуперировать возвратный, или откатный, импульс рабочего бойка, возникающий после удара, и в результате энергия упругих колебаний жидкости в гидросистеме молота затрачивается на полезную работу возвратно-поступательного движения рабочего инструмента. Рабочий элемент (боек) молота одновременно служит поршнем для накопления энергии гидросистемы при возвратном движении после совершения удара. Утилизация импульса обратного хода рабочего бойка в полезную энергию «жидкой пружины», совершающей возвратно-поступательное движение, позволяет исключить из гидравлической системы ударного инструмента пневматические камеры. Это техническое решение существенно упростило конструкцию и повысило надежность эксплуатации опытных образцов гидромолотов, а применение гидроаккумулятора с жидкостной пружиной упрощает эксплуатацию – не нужен контроль зарядки аккумулятора. Обтекаемая форма гидромолотов серии «Дельта» позволяет погружать их на глубину большую, чем рабочая часть инструмента

Главные «сбои» в работе гидромолота являются результатом нарушения правил его эксплуатации. Для того, чтобы избежать негативных последствий при работе с гидромолотом, специалисты сервисных служб рекомендуют придерживаться определенных правил по безопасному использованию молота.

Прежде всего, необходимо заботиться о регулярной смазке трущихся элементов. Отсутствие или нерегулярность смазки могут привести к появлению трещин, заусенец и, как следствие, усталостному разрушению конструкции. Специалисты сервисных служб советуют смазывать отдельные трущиеся элементы с определенной, рекомендованной производителем гидромолота, периодичностью.

Наличие у гидромолота системы автоматической смазки позволит не только не привлекать к работе оператора экскаватора, но и обеспечит бесперебойную смазку трущихся узловименно в тот момент, когда это действительно необходимо. В итоге сокращается время на обслуживание оборудования, увеличивается ресурс сменных частей гидромолота (пика, втулка рабочего инструмента) и полностью исключаются случаи пропуска регламентированных работ по смазке гидромолота. Система монтируется на корпус гидромолота и не зависит от базовой машины. Это удобно и безопасно, особенно если гидромолот эксплуатируется на нескольких экскаваторах.

Рисунок 2. Система автоматической смазки для гидромолота

Смазка потребуется гидромолоту и «вне» его рабочего состояния, т.е., при хранении, так как это позволит избежать появления ржавчины, которая также может стать причиной износа гидромолота.

Имея большой практический опыт эксплуатации и ремонта гидромолотов, специалисты заявляют, что не существует такого рабочего инструмента, который был бы не под силу нашему доблестному машинисту. Ломают как породистые инструменты легендарных производителей Hammer (Финляндия), Krupp (Германия), Montabert (Франция), так и любой другой, так как усилия рабочего оборудования экскаватора достаточно для того, чтобы сломать любую пику, при неправильной или неосторожной эксплуатации. Стойкость инструмента к такого рода поломкам характеризуют, прежде всего, прочность и ударная вязкость (величина обратно пропорциональная хрупкости). Износостойкость же инструмента характеризуется в основном твердостью.

Таким образом, соблюдение правил безопасной эксплуатации гидромолота позволит существенно продлить ресурс его работы, избежать поломок и раннего износа основных компонентов. Прежде, чем купить гидромолот, необходимо проанализировать все его технические характеристики и возможности.

Важно проводить квалифицированное и своевременное техническое обслуживание гидромолота. И тогда этот инструмент станет вашим самым надежным «партнером» при выполнении даже самых сложных задач, связанных с разработкой твердых типов грунта.

Список литературы:

1. Интернет-ресурс http://www.vashdom.ru/articles/tradicia-k.htm

2. Интернет-ресурс http://www.promsors.ru/pages/page22.html

3. Интернет-ресурс http://cxbreakerparts.ru/profile/precautions/175592/0

4. Интернет-ресурс http://remondom.ru/index.php/ladder/3195

Код для цитирования: Скопировать