Техническая характеристика паровоздушных молотов двойного действия

Молоты двойного действия используют для забивки свай и шпунта массой до 6 - 7 т в нескальные грунты любой плотности.

Частота ударов молота имеет большое значение. Если они быстро следуют один за другим, изменения в сопротивлении грунта погружению не успевают закончиться между двумя подледовательными ударами. Окружающий сваю грунт будет постоянно разрыхленным, и, следовательно, его сопротивление погружению свай будет пониженным.

Благодаря автоматическому парораспределению, частота ударов молотов двойного действия доходит до 130-140 в минуту, что делает их существенно более эффективными и производительными. Кроме того, у молотов двойного действия удобно регулировать силу удара. Молоты имеют закрытый корпус, что обеспечивает возможность их использования для забивки свай, в том числе наклонных, под водой на глубине до 20 м.

Паровоздушные молоты широко использовались в отечественной практике в 30-е-50-е годы XX в., но в дальнейшем они уступили первенство дизель-молотам, которые работают автономно, имея более высокие частоту ударов и к.п.д. Но за рубежом паровоздушные молоты продолжают использовать. Там считаются эффективными молоты одиночного действия с массой ударной части до 27 т и энергией удара до 249 кДж, а также молоты двойного действия с соответствующими значениями параметров 18 т и 157 кДж. Их применяют для подводной забивки свай.

Эти представления находятся в русле тенденции к возрождению паровых машин. По расчетам специалистов, коэффициент полезного действия паровоза можно поднять до 15%. При этих условиях затраты на эксплуатацию паровых машин станут существенно ниже затрат на двигатели внутреннего сгорания. Современная паровая машина экономична из-за использования микропроцессорных систем автоматического управления, а исключение выбросов в атмосферу и замкнутый цикл придают ей высокую экологичность.

Дизель-молоты. Идея создания дизельного молота возникла в СССР в 1928 г., но авторство приписывают немецкому инженеру Шмидту. Начало широкого применения дизель-молотов в нашей стране относится к 1940-м годам.

Дизель-молот представляет собой прямодействующий двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу двухтактного дизеля. Ударная часть молота при совершении рабочего хода сжимает заключенный в цилиндре воздух, значительно повышая его температуру. Подаваемая в это время в цилиндр горючая смесь (дизельное топливо) взрывается и отбрасывает ударную часть вверх, совершая холостой ход. При падении ударной части рабочий цикл повторяется и т.д.

По типу направляющих для ударной части дизель-молоты делятся на штанговые и трубчатые (рис. 7).

Рис. 7. Дизельные молоты:

а - штанговый; б - трубчатый; 1 - свая; 2 - шабот; 3 - поршень; 4 - направляющие штанги; 5 - цилиндр; 6 - устройство для подъема цилиндра; 7 - штырь; 8 - рычаг подачи топлива; 9 - топливный насос; 10 - топливный бак; 11 - трубка для подачи топлива; 12 - выхлопное отверстие

В штанговых молотах ударной частью является цилиндр, перемещающийся по двум направляющим штангам (рис. 7, а). Молоты такого типа имеют небольшие габариты и массу ударной части 600-2500 кг, а также низкий к.п.д. и энергию удара до 20 кДж. Поэтому их в основном используют для забивки (может быть, бескопровой) легких деревянных свай.

В трубчатых молотах одиночного действия ударная часть представляет собой поршень, который перемещается внутри цилиндра и направляющей трубы и создает давление (компрессию) в цилиндре (рис. 7, б). Молот подвешивают на направляющей стреле копра. Его запуск производится специальным механизмом - «кошкой», которая входит в зацепление с кольцевой выточкой поршня. «Кошка», перемещаемая лебедкой вверх по направляющей копра, поднимает ударную часть и автоматически сбрасывает ее на заданной высоте. Падающий поршень надавливает на рычаг топливного (плунжерного) насоса, который впрыскивает топливо в камеру сгорания. В камере под действием удара поршня о шабот горючая смесь разбрызгивается и воспламеняется. От давления образовавшихся газов поршень подбрасывается вверх, а выхлоп выходит в атмосферу через отверстия в цилиндре.

Отечественной промышленностью выпускается параметрический ряд дизель-молотов с воздушным и водяным охлаждением (табл. 4). Зарубежные фирмы Dellmag, Menck (Германия), Gera Hummers (Голландия), Mitsubishi, Kobe Steel (Япония) и др. также широко выпускают трубчатые дизель-молоты с близкими нашим значениями параметров. При этом масса ударной части отдельных образцов в средних условиях может доходить до 10-15 т, а энергия удара - до 400 кДж. Используются (например, фирмой Link Belt) и трубчатые дизель-молоты двойного действия (по принципу, аналогичному паровоздушным молотам), имеющие в 1,5-2 раза большую частоту ударов.

Таблица 4