Свайные молоты

Свайный молот включает в себя ударник — падающую или удар­ную часть, наковальню или шабот — неподвижную часть, жестко соединенную с головой сваи. Кроме того, в состав свайного моло­та входят устройства для подъема ударной части и ее направления. Различают механические, паровоздушные, дизельные и гидрав­лические свайные молоты.

Механический молот - простейший механизм в виде металлической отливки массой до 5 т, поднимаемой вдоль мачты копра канатом подъемной лебедки и сбрасываемой на погружа­емую сваю путем отсоединения каната специальным расцепля­ющим устройством или отключением барабана лебедки от транс­миссии. Из-за низкой производительности (4... 12 ударов в мин) механические молоты применяют в основном при незначитель­ных объемах свайных работ.

Рис. 21.8. Принцип работы паровоздуш­ных молотов одиночного (а и б) и двой­ного (в и г) действия

Паровоздушный молот представляет собой пару «цилиндр — пор­шень». В молотах одиночного действия (рис. а) поршень 3 через шток 2 соединен с наголовником / сваи, а ударной частью являет­ся цилиндр 4. Под действием сжатого воздуха или пара, подаваемо­го в поршневую полость цилиндра от компрессора или паросило­вой установки, цилиндр поднимается вверх, а после перекрытия впускного трубопровода и соединения поршневой полости с ат­мосферой (б) цилиндр падает, ударяя по наголовнику сваи. Впуском и выпуском сжатого воздуха (пара) управляют вруч­ную, полуавтоматически или автоматически. Молоты с автомати­ческим управлением работают с частотой ударов 40...50 мин¹.

В молотах двойного действия (в) ударной частью явля­ется соединенный с поршнем 3 боек 5, движущийся внутри ци­линдра 4. Сжатый воздух (пар) подают поочередно в нижнюю штоковую и верхнюю поршневую (г) полости цилинд­ра, обеспечивая этим подъем поршня с бойком и его при­нудительное падение на удар­ную плиту — наковальню 6 (в) с частотой 3 с¹. По сравнению с молотами одиночного действия описан­ные молоты производительнее при меньшем отношении мас­сы ударной части к общей мас­се молота, не превышающем 1/4, в то время как у молотов одиночного действия это от­ношение равно в среднем 2/3.

Паровоздушные молоты используют для забивки вер­тикальных и наклонных свай на суше, а также под водой. Основным их недостатком яв­ляется зависимость от комп­рессорных или паросиловых установок.

Гидравлический молот рабо­тает по схеме паровоздушного молота двойного действия с тем отличием, что вместо воз­духа или пара в рабочий ци­линдр подают жидкость, для чего сваебойный агрегат оборудуют насосной установкой. Для придания ударной части ускорения в мо­мент удара к насосу подсоединяют гидравлический аккумулятор, который подзаряжается во время обратного хода поршня. Гидравли­ческие молоты с массой ударной части 210... 7500 кг развивают энер­гию удара от 3,5 до 120 кДж при частоте ударов 50... 170 мин~'.

Дизельные молоты (рис), работающие независимо от вне­шних источников энергии в режиме двухтактного дизеля получи­ли наибольшее распространение в строительстве. Различают ди­зель-молоты с направляющими штангами {штанговые) и с на­правляющим цилиндром (трубчатые).

У штанговых дизель-молотов (а) две направляю­щие штанги 4 объединены в нижней части основанием 2, отли­тым заодно с поршнем 12. Основание поршневого блока опирает­ся на сферическую пяту 1 и наголовник 15. По штангам переме­щается цилиндр 10, являющийся ударной частью молота. В верхней части штанги объединены траверсой 7 захвата («кошки»), свободно перемещающейся по ним и подвешенной к канату 8 лебедки копра. Для запуска молота «кошку» опускают до зацепления под­пружиненным крюком б пальца 5 ударной части, после чего удар­ную часть 10 поднимают и рывком нажатием на рычаг 9 через при­соединенный к нему канат расцепляют «кошку» с ударной частью. Последняя падает вниз, нанося удар по основанию 2 и сжимая воз­дух в закрытой поршнем 12 полости цилиндра. Одновременно выс­тупающий на ударной части штырь 11 нажимает на рычаг топливно­го насоса 14, которым по центральному каналу 13 в поршне топливо подается в цилиндр с некоторым опережением конца хода, распыляется форсункой 3 и смешивается с нагретым вследствие сжатия воздухом. В последней фазе движения ударной части вниз вследствие дополнительного сжатия топливно-воздушной смеси происходит ее воспламенение. Расширяющиеся вследствие сгорания топлива газы отбрасывают ударную часть вверх, откуда она снова падает, повто­ряя процесс. Молот выключают прекращением подачи топлива.

Штанговые дизель-молоты не имеют принудительного охлаж­дения, в связи с чем в летнее время при температуре окружающего воздуха 25 °С они работают с получасовыми перерывами после каждо­го часа работы. Эти молоты обладают малой энергией удара — 3,2 и 65 кДж при частоте 50... 55 мин"¹ и массе ударной части 240 и 2500 кг соответственно. Их применяют для забивки легких железобетонных и деревянных свай в слабые и средние грунты, а также для погру­жения шпунта при ограждении траншей, котлованов и т.п.

В трубчатом дизель-молоте (б) ударной частью служит поршень 22, перемещающийся в направляющем цилиндре 21. Удары поршня воспринимаются шаботом 17, герметично по­саженным в нижнюю часть рабочей секции цилиндра. Молот цен­трируют на свае штырем 16. Для пуска молота его поршень подни­мают «кошкой» 20, подвешенной к канату 8, и сбрасывают. При движении вниз поршень отжимает рычаг 23, которым включается насос 14, впрыскивающий в цилиндр порцию топлива из полос­ти 19. Смешиваясь с воздухом, топливо стекает в сферическую выемку в шаботе. При дальнейшем падении поршень перекрывает канал 18, сообщающий цилиндр с атмосферой, и сжимает воздух в замкнутом уменьшающемся объеме. От удара поршня о шабот топливно-воздушная смесь разбрызгивается и воспламеняется. Рас­ширяющиеся при сгорании смеси газы подбрасывают поршень вверх, откуда он снова падает, сжимая воздух, удаляя отработав­шие газы через канал 18 в атмосферу и повторяя процесс. После прекращения подачи топлива молот останавливается.

Трубчатые дизель-молоты охлаждаются внешним воздухом или принудительно — водой. Они работают без перегрева при температу­ре окружающего воздуха до 30 °С в первом и до 40 °С — во втором случаях. Отечественная промышленность выпускает трубчатые ди­зель-молоты массой ударной части 500...5000 кг с энергией удара 15... 150 кДж при частоте ударов 43...45 мин"¹, в том числе для рабо­ты в условиях низких температур (до -60 °С). Эти молоты применяют для забивки железобетонных свай в любые нескальные грунты.