Дизельные молоты для забивки железобетонных свай и шпунта. Аренда свайного оборудования.

ДИЗЕЛЬНЫЕ МОЛОТЫ для забивки железобетонных свай и шпунта. Аренда сваебойного, свайного оборудования на гусеничном и колесном ходу. Выполним погружение, установку свай в Москве и регионах России. Спецтехника в собственности.

Дизельные молоты представляют собой прямодействующие двигатели внутреннего сгорания, работающие по принципу двухтактного дизеля. Они получили преимущественное распространение в строительстве благодаря энергетической автономности, мобильности, простой и надежной конструкции и высокой производительности.

По типу направляющих для ударной части дизель-молоты делятся на штанговые и трубчатые. У трубчатого дизель-молота направляющей ударной части в виде массивного подвижного поршня служит неподвижная труба, у штангового направляющими ударной части в виде массивного подвижного цилиндра служат две штанги. Распыление дизельного топлива в камере сгорания у штанговых молотов - форсуночное, а у трубчатых - ударное.

Дизель-молоты подвешиваются к копровой стреле с помощью захватов подъемно-сбрасывающего устройства («кошки»), предназначенного для подъема и пуска молота и прикрепленного к канату лебедки копровой установки.

По массе ударной части различают легкие (масса ударной части до 600 кг), средние (до 1800 кг) и тяжелые (свыше 2500 кг) дизель-молоты.

Штанговые дизель-молоты СП серийно выпускает ОАО «Завод «Строймаш» (Башкортостан).

Техническая характеристика дизельных молотов приведена в таблице.

Легкий дизель-молот СП-60 с подвижными штангами предназначен для забивки деревянных свай с помощью копра СП-1ЗБ. Дизель-молот СП-6Б применяют для забивки в грунт железобетонных и металлических свай с помощью копра грузоподъемностью не менее 9 т.

Дизель-молот СП (рис. 1) состоит из следующих основных узлов: поршневого блока 1 с шарнирной опорой, ударной части - подвижного рабочего цилиндра 3, двух направляющих штанг 4 с траверсой 6, механизма подачи топлива и захвата - «кошки» 5. Поршневой блок включает поршень 2 с компрессионными кольцами, отлитый заодно с основанием. В центре днища поршня установлена распылительная форсунка 12, соединенная топливопроводом 13 с плунжерным топливным насосом высокого давления (до 50 МПа), питающимся из топливного резервуара. Основание поршневого блока опирается на шарнирную опору, состоящую из сферической пяты 15 и наголовника 17, которые соединены серьгой 16 и пальцем 14. Шарнирная опора обеспечивает направление удара по центру сваи в случае некоторого несовпадения осей молота и сваи. В основании блока закреплены нижние концы направляющих штанг 4, верхние концы которых соединены траверсой 6.


Рис. 1. Штанговый дизель-молот СП

По штангам перемещается чугунный ударный цилиндр с камерой сгорания в донной части. На внешней поверхности цилиндра укреплен штырь (выступающий стержень) 8, воздействующий на рычаг 7 топливного насоса при падении ударной части вниз. Для управления топливным насосом при запуске молота в работу служит рычаг 9. Для запуска молота захват 5, подвешенный к канату лебедки копра, опускают вниз для обеспечения автоматического зацепления крюка «кошки» за валик 11 ударного цилиндра, после чего «кошку» и сцепленную с ней ударную часть поднимают лебедкой в верхнее крайнее положение. Далее поворотом вручную (через канат) рычага сброса 10 освобождают от «кошки» ударный цилиндр, который под действием собственного веса скользит по направляющим штангам вниз. При надвижении цилиндра на поршень 2 воздух, находящийся во внутренней полости цилиндра, сжимается (в 16...25 раз), а температура его резко повышается (до 600 °С). При нажатии штыря 8 цилиндра на приводной рычаг 7 топливного насоса дизельное топливо по топливопроводу 13 подается к форсунке 12 и распыляется в камере сгорания, смешиваясь с горячим воздухом. При дальнейшем движении цилиндра вниз горячая смесь самовоспламеняется, и в то же мгновение цилиндр наносит удар по шарнирной опоре, наголовник 17 которой надет на головку сваи. Расширяющиеся продукты сгорания смеси (газы) выталкивают ударную часть вверх и выходят в атмосферу. Поднимающийся рабочий цилиндр быстро теряет скорость, под действием собственного веса начинает опять падать вниз, и цикл повторяется. Дизель-молот работает автоматически до выключения топливного насоса.

Штанговый дизель-молот СП-60 с ударной частью массой 240 кг предназначен для погружения деревянных свай длиной до 4,5 м. Ударная часть дизель-молота (рис. 2) состоит из цилиндра 1 и двух штанг 2, движущихся вместе с ним. На поршневом блоке 5 молота, смонтирован топливный резервуар 4, на котором установлен топливный насос 3 с механизмами привода и регулирования подачи. Для крепления дизель-молота на свае служит патрон 6.


Рис 2. Штанговый дизель-молот СП-60

Штанговые дизель-молоты обладают малой энергией удара (25...35 % потенциальной энергии ударной части). Их применяют для забивки в слабые и средней плотности грунты легких железобетонных и деревянных свай, стальных труб и шпунта при сооружении защитных шпунтовых стенок траншей, котлованов и каналов.

Трубчатые дизель-молоты предназначены для забивки в грунт преимущественно железобетонных свай массой 1,2...10 т и могут работать при температуре окружающего воздуха - 40...+40 °С. При температуре ниже — 25°С молоты при запуске подогревают.

ОАО «Завод «Строймаш» выпускает ряд моделей однотипных трубчатых дизель-молотов, различающихся между собой массой ударной части: дизель-молот СП-75А с ударной частью массой 1250 кг, СП-76А (1800кг), СП-77А(2500 кг), СП-78А(3500кг) и СП-79 (5000 кг). Техническая характеристика трубчатых дизель-молотов приведена в таблице.

Конструктивно-технологической особенностью трубчатых дизель-молотов является применение водяной системы охлаждения, кольцевой камеры сгорания типа «Тор» и принудительной смазки.

Все трубчатые дизель-молоты выполнены по единой конструктивной схеме, максимально унифицированы и состоят из следующих основных узлов (рис. 3): ударной части - поршня 8 с компрессионными кольцами 4, сменного рабочего цилиндра З и направляющей трубы 9, шабота 2, по которому наносит удар поршень, топливной и масляной систем, пускового устройства - «кошки» 12 с подъемно-сбрасывающим механизмом. В верхней части направляющей трубы имеются две проушины 21 для крепления каната при установке молота на копер. Рабочий цилиндр герметично закрыт снизу шаботом с компрессионными кольцами, передающим энергию удара поршня на сваю. К фланцу шабота прикрепляется свайный наголовник. Между фланцами рабочего цилиндра и шабота установлен кольцевой резиновый амортизатор 1, предотвращающий жесткое соударение корпуса цилиндра и шабота при больших осадках сваи. В нерабочем состоянии рабочий цилиндр и шабот соединяют планкой 18. Нижний торец поршня — сферический и по форме соответствует выемке в шаботе. При полном контакте сферических поверхностей поршня и шабота (в момент удара) кольцевая полость, образованная кольцевыми выточками в их сферах, представляет собой камеру сгорания. Топливо в сферу шабота подается под давлением 0,3...0,5 МПа плунжерным насосом 5, которым управляет падающий поршень, нажимающий на приводной рычаг 6. К насосу топливо поступает по гибким резиновым шлангам из топливного бака 7. Полость рабочего цилиндра 3 сообщатся с атмосферой через четыре всасывающе-выхлопных патрубка 20, направленных вверх.

Смазка трущихся рабочих поверхностей цилиндра и поршня осуществляется принудительно. Масло из бака 15 подается к трущимся поверхностям по гибкому маслопроводу с помощью масляного плунжерного насоса 16, аналогичного по устройству и принципу действия топливному. Отвод тепла от стенок рабочего цилиндра при повышенных температурах окружающего воздуха обеспечивается системой водяного охлаждения циркуляционно-испарительного типа, состоящей из расположенного в зоне камеры сгорания бака 19 для воды с заливной и сливной горловинами.


Рис. 3. Конструктивная схема трубчатого дизель-молота СП

В направляющей трубе со стороны, обращенной к копру, имеется продольный паз, в котором перемещается подъемный рычаг «кошки», входящий в зацепление с поршнем при его подъеме при запуске молота. На наружной поверхности направляющей трубы установлены: направляющая 11 «кошки» 12, упор 13 для взвода подъемного рычага «кошки», упор 10 для сброса поршня и два захвата (левый 17 и правый 14) для подъема дизель-молота «кошкой».

Работа трубчатого дизель-молота осуществляется в такой последовательности (рис. 4): перед пуском молота поршень 4 поднимается «кошкой» 5, подвешенной на канате 6 лебедки копра, в крайнее верхнее положение, после чего происходит автоматическое расцепление «кошки» и поршня (положение l).


Рис. 4. Последовательность работы трубчатого дизель-молота

При одном падении вниз по направляющей трубе 3 поршень нажимает на приводной рычаг 7 топливного насоса 8, который подает дозу топлива в сферическую выточку шабота 1 (положение II). При дальнейшем движении вниз поршень перекрывает отверстия всасывающе-выхлопных патрубков 2 и начинает сжимать воздух в рабочем цилиндре 9, значительно повышая его температуру. В конце процесса сжатия головка поршня наносит удар по шаботу, чем обеспечивается погружение сваи в грунт и распыление топлива в кольцевую камеру сгорания, где оно самовоспламеняется, перемешиваясь с горячим сжатым воздухом (положение III).

Часть энергии расширяющихся продуктов сгорания - газов (максимальное давление сгорания 7...8 МПа) передается на сваю, производя ее дополнительное (после механического удара) погружение, а часть расходуется на подброс поршня верх на высоту до 3 м. Вследствие воздействия на сваю последовательно двух ударов — механического и газодинамического - достигается высокая эффективность трубчатых дизель-молотов. При движении поршня вверх (положение IV) расширяющиеся газы по мере открывания всасывающе-выхлопных патрубков 2 выбрасываются в атмосферу. Через те же патрубки засасывается свежий воздух при дальнейшем движении поршня вверх. Достигнув крайнего верхнего положения, поршень начинает свободно падать вниз, рабочий цикл повторяется, и в дальнейшем молот работает автоматически до полного погружения сваи.

Таким образом, в течение первого такта цикла работы трубчатого дизель-молота происходит продувка цилиндра, сжатие воздуха, впрыск и разбрызгивание топлива, а в течение второго - самовоспламенение горячей смеси топлива с воздухом и расширение продуктов сгорания, выхлоп отработанных газов в атмосферу и засасывание в цилиндр свежего воздуха.

Высота подскока ударной части дизель-молотов регулируется путем изменения количества впрыскиваемого насосом топлива, что позволяет изменять величину энергии удара в зависимости от типа свай и плотности фунта.

Трубчатые молоты более эффективны, чем штанговые, так как при равной массе ударной части могут забивать более тяжелые (в 2...3 раза) сваи за один и тот же отрезок времени. Штанговые дизель-молоты имеют низкие энергетические показатели и невысокую долговечность (в 2 раза меньшую, чем трубчатые).

Общим недостатком дизель-молотов является большой расход энергии на сжатие воздуха (50...60 %) и поэтому сравнительно небольшая мощность, расходуемая на забивку сваи. Массу ударной части дизель-молота подбирают в зависимости от массы погружаемой сваи и типа применяемого молота. Так, масса ударной части штангового дизель-молота должна быть не менее 100...125 %, а трубчатого — 40. ..70%от массы сваи, погружаемой в грунт средней плотности.

Энергия удара, Дж, свайных молотов механических и одностороннего действия

?,

а молотов двойного действия —

E = (G + pA) h?,

где G - вес ударной части, H; h - величина рабочего хода ударной части, м; р - давление рабочей жидкости, сжатого воздуха или пара, Па; А - рабочая площадь поршня, м2; ? - КПД молота (для паровоздушных молотов ? - 0,85...0,9, для штанговых дизель-молотов ? = 0,35...0,4, для трубчатых ?= 0,6...0,65, для гидравлических молотов ? = 0,55...0,65).

Эффективность погружения сваи в грунт зависит от соотношения масс сваи mc и ударной части молота mм, частоты ударов молота nм и скорости соударения vc ударной части молота с шаботом. Практически установлена необходимость соблюдения следующих условий: 0,5 ? mс/mм ? 2,5 (при mс/mм > 2,5 эффективность погружения сваи резко снижается), vc ? 6 м/с (при vc > 6 м/с большая часть энергии удара затрачивается на разрушение наголовника и головки сваи), nм ? 30 мин-1 (при nм < 30 мин-1 свая успевает полностью остановиться и молоту приходится дополнительно преодолевать инерцию неподвижной сваи).

Отношение mс/mм в зависимости от типа свайного молота выбирают в следующих пределах: для штанговых дизель-молотов mс/mм = 1,2..Л,5; для трубчатых mс/mм = 0,6...0,9; для паровоздушных молотов mс/mм = 0,9... 1,25, для механических mс/mм = 0,8.. .1,2; для вибрационных mс/mм = 1,3...1,5.
Технические характеристикиПараметры Индекс машины
трубчатой штанговой
СП-75А СП-76А СП-77А СП-78А СП-79 СП -60 СП-60А СП-4 СП-5 СП-6В СП-7
Масса ударной части, кг 1250 1800 2500 3500 5000 240 250 1250 1800 2500 3000
Максимальная потенциальная энергия ударной части, кДж 40 56 82 115 160 1,7 1,75 14,7 21,2 36,7 56,0
Масса забиваемых свай, т 1,2...3 1,8...5 2,5…6,5 3,5...8 5...10 0,4 0,4 3,2 3,2 3,2 3,2
Масса молота, т 2,7 3,85 5,6 7,8 10,0 0,4 0,4 2,5 3,1 4,2 4,7
Габаритные размеры, мм:
длина 750 800 920 1000 1000 1980 2200 915 915 950 950
ширина 600 600 730 950 950 550 500 905 915 1100 1100
высота 440 4400 5200 5500 5500 500 550 3850 4000 4560