ОГОЛОВОК СВАЕБОЙНОГО МОЛОТА
HEAD OF PILE DRIVING HAMMER

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано в молотах, используемых для погружения железобетонных свай или свай-оболочек при возведении свайных фундаментов зданий и сооружений.
Близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является оголовок молота [Матвеев И.Б. Гидропривод машин ударного и вибрационного действия. М.: Машиностроение, 1974, - рис.62, стр.118], который содержит корпус оголовка, устанавливаемого своей нижней частью на погружаемую сваю, плунжер с гидросистемой, поднимающий ударную массу.
Эта конструкция оголовка отличается сложностью и ненадежностью в работе из-за прямого удара ударной массой - бойком по торцу сваи, что приводит к ее разрушению.
Известен также оголовок сваебойного молота, наиболее близкий к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, являющийся прототипом [Патент РФ №2282029 С2. Малахов А.П., Аносов В.Н., Глазырин М.В. Патентообладатели НГТУ, г.Новосибирск. Опубл. 20.08.2006. Бюл. №23], в котором этот оголовок сваебойного молота состоит из корпуса, подвижно устанавливаемого в корпусе молота. Амортизационная камера оголовка связана с внешней средой через предохранительный клапан высокого давления, который связан с компрессором через обратный клапан, а амортизационная камера в нижней части имеет передаточную силовую пластинку, установленную герметично относительно корпуса оголовка.
Эта конструкция оголовка сваебойного молота также ненадежна из-за ограниченной длины его корпуса и из-за воздействия ударного импульса ударной массы-бойка только по торцу сваи, что приводит к ее разрушению при погружении.
Задачей изобретения является повышение надежности процесса погружения свай без их разрушения.
Указанная задача достигается тем, что в оголовок сваебойного молота, содержащего корпус с гидравлической канвой и в этот оголовок введены направляющие и гидравлические системы передачи энергии удара с гидрозажимом, причем система передачи энергии удара выполнена в виде основного гидроцилиндра в верхней части тела оголовка с поршнем и с ограничителем хода этого поршня, и вспомогательные гидроцилиндры, в нижней части тела оголовка также с поршнями с ограничителями их хода и амортизаторами, поршень основного гидроцилиндра своей нижней частью опирается на торец сваи, а поршни вспомогательных гидроцилиндров охватывают боковые поверхности сваи, образованная полость основного гидроцилиндра трубопроводом с одной стороны через обратный клапан в проводящем направлении связана с полостями вспомогательных гидроцилиндров, а с другой стороны через обратный клапан в непроводящем направлении и далее через первый запорный клапан основного гидроцилиндра связана с масляным баком, установленным на корпусе сваебойного молота, образованные полости вспомогательных гидроцилиндров через второй запорный клапан связаны с газовой (верхней) полостью масляного бака, снабженного штуцером с обратным клапаном, оба запорных клапана связаны между собой механически и снабжены органом их поочередных переключений, упомянутая выше направляющая выполнена герметичной, но подвижной в верхней части оголовка между бойком и корпусом сваебойного молота и имеет длину не менее хода бойка в верхнее положение, все вспомогательные гидроцилиндры в количестве не менее двух своими полостями связаны между собой трубопроводами.
На чертеже изображен предлагаемый оголовок сваебойного молота, установленный на погружаемой свае.
Оголовок сваебойного молота состоит из верхней 1, нижней частей 2 и направляющей 3 между ударной массой-бойком 4 и корпусом самого сваебойного молота 5. Корпус самого сваебойного молота 5 установлен на амортизатор 6, опирающийся на верхнюю часть оголовка сваебойного молота 1. Внутри нижней части оголовника 2 установлены основной 7 и вспомогательные гидроцилиндры 8 с поршнями соответственно 9 и 10. Эти поршни в своих гидроцилиндрах имеют соответственно ограничители ходов 11, 12, выполненные непосредственно в теле нижней части оголовка. Основной гидроцилиндр 7 имеет гидравлическую камеру 13, а вспомогательные гидроцилиндры имеют полости 14, заполненные маслом с помощью гидропроводов 15, 16, связанных между собой гидропроводом с обратным клапаном 17. Гидропровод 15, кроме того, через обратный клапан 18 и первый запорный клапан 19 гидропроводом 20 соединен с маслобаком 21, установленным на фланце корпуса молота 5. Гидропровод 16 вспомогательных гидроцилиндров также через второй запорный клапан 22 гидропроводом соединен с верхней полостью 24 маслобака 21. Маслобак также снабжен быстроразъемным клапаном (на чертеже не показан) и газопроводом с обратным клапаном 25. Оголовок поршнем 9 установлен на погружаемой свае 26. Полости вспомогательных гидроцилиндров 8 связаны между собой гидропроводами 27, а между поршнями этих вспомогательных гидроцилиндров и их ограничителями ходов установлены амортизаторы 28. Запорные клапаны 19 и 22 связаны между собой механически с помощью органа поочередных переключений 29.
Устройство работает следующим образом.
2
Вначале образованные гидравлические камеры 13, 14 основного гидроцилиндра 7 и вспомогательных гидроцилиндров 8 и маслобак 21 заполняются маслом. Затем через обратный клапан 25 в маслобаке создается первоначальное повышенное давление (4-5 кгс/см). С помощью органа поочередных переключений 29 первый запорный клапан 19 устанавливается в открытое состояние, а соответственно второй запорный клапан 22 закрывается. При этом поршень 9 гидроцилиндра 7 опускается на ограничитель его хода 11, а поршни 10 вспомогательных гидроцилиндров 8 приходят в соприкосновение с амортизаторами 28, а они прижимаются к ограничителям 12 хода поршней 10.
2
Затем в оголовок сваебойного молота, состоящий из направляющей 3, верхней части 1 и нижней части 2 заводится свая 26. На верхний торец сваи устанавливается поршень 9 основного гидроцилиндра 7 с гидравлической камерой 13. При этом давление в гидравлической камере 13 выбирается таким, чтобы скомпенсировать вес молота с корпусом 5 и ударной массой-бойком 4. Корпус молота 5 при этом опущен на амортизатор 6. После этого молот готов к работе. Вначале ударной массой-бойком 4, возвратно поступательно перемещающемся в направляющей 3 и корпусе самого сваебойного молота 5, наносят по оголовку удары с небольшой энергией. В гидравлической камере 13 создается повышенное давление (до 100-150 кгс/см), и оно через гидропровод 15 и обратный клапан 17 в проводящем направлении через гидропроводы 16 и 27 передается в полости 14 вспомогательных гидроцилиндров 8. Поршни 10 этих вспомогательных гидроцилиндров через амортизаторы 28 в соответствии с создавшимся в этих полостях давлением дополнительно прижимаются к боковым поверхностям сваи 26. В результате большое ударное усилие, создаваемое при ударе об оголовок ударной массой - бойком по его верхней поверхности, распределяется между усилиями, приходящимися на верх (торец) сваи и боковые поверхности этой сваи. Кроме того, что гидравлическая камера 13 основного гидроцилиндра создает амортизирующее воздействие при ударе, это воздействие еще и распределяется на такие же или большие поверхности, создаваемые поршнями 10, что обеспечивает погружение железобетонных свай в любые грунты без их разрушения.
Верхняя направляющая 3 оголовка сваебойного молота обеспечивает уменьшение боковых воздействий при ударе бойка об оголовок и увеличивает надежность его работы при введении в оголовок сваи перед началом работ, когда свая копром вводится в оголовок под значительными углами, что создает большие боковые усилия, приводящие к повреждению и оголовка, и арматуры его связи с корпусом сваебойного молота 5.
После забивки сваи рычажным устройством 29 первый запорный клапан 19 закрывается, а второй запорный клапан 22 открывается, и масло из гидравлических камер 13, 14 под создавшимся в работе молота большим давлением через гидропроводы 15, 16, 27 через обратный клапан 17 в прямом направлении и через второй запорный кран 22, трубопровод 23 сбрасывается в верхнюю полость 24 маслобака 21. Обратный клапан 25 необходим для создания предварительного давления масла в гидросистеме оголовка сваебойного молота. С боковых поверхностей сваи снимаются прижимающие усилия, а поршнем 9 корпус молота с оголовком несколько сдвигается в нижнем направлении. Копром или спускоподъемным механизмом молот может сниматься со сваи и устанавливаться на следующую. Операция органом поочередных переключений 29 по освобождению сваи выполняется кратковременно (за 1-2 сек), после чего запорный кран 22 вновь закрывается, а кран 19 открывается.
Предложенная конструктивная схема оголовка обеспечивает погружение свай без их разрушения, а снабжение оголовка направляющей 3 обеспечивает безаварийность операций по введению сваи в оголовок, что значительно повышает надежность его работы.