ПРИВОДНОЙ ЦИЛИНДР СВАЕБОЙНОЙ УСТАНОВКИ И СВАЕБОЙНАЯ УСТАНОВКА
PILE-DRIVING EQUIPMENT DRIVE CYLINDER AND PILE-DRIVING EQUIPMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Объектом изобретения являются приводной цилиндр сваебойной установки и сваебойная установка.
Уровень техники
Приводной цилиндр представляет собой гидравлический привод, расположенный внутри молотка гидравлической сваебойной установки, причем целью приводного цилиндра является совершение возвратно-поступательного движения копровой бабы, воздействующей на забивную сваю во время забивания сваи в землю. В известных в настоящее время гидравлических сваебойных установках приводной цилиндр обычно представляет собой дифференциальный гидравлический цилиндр двойного действия, в котором камера цилиндра со стороны поршневого штока соединена с камерой цилиндра со стороны поршня, чаще всего посредством гидравлического шланга, или таким образом, что цилиндрическая деталь состоит из двух цилиндрических гильз друг в друге, и в этом случае рабочая среда под давлением может перемещаться из одной камеры цилиндра в другую через пустое пространство, оставшееся между цилиндрическими гильзами, установленными друг в друге. Посредством этой конструкции перемещение подвижного конца приводного цилиндра осуществляется настолько быстро, насколько это возможно, потому что рабочая среда под давлением, вытекающая из камеры цилиндра со стороны направления движения поршня (то есть камеры цилиндра, уменьшающейся в объеме) может перемещаться на сторону рабочей камеры цилиндра (то есть камеры цилиндра, увеличивающейся в объеме). Этот тип компоновки также упрощает конструкцию и работу системы клапанов для управления рабочей средой под давлением, поскольку при использовании функционирующего таким образом приводного цилиндра для управления рабочей средой под давлением для совершения возвратно-поступательного движения подвижного конца приводного цилиндра, достаточно того, чтобы выпускной канал для рабочей среды под давлением, соединенный с камерой со стороны поршня, и канал для рабочей среды под давлением между камерами цилиндров поочередно закрывались и открывались.
При использовании сваебойной установки на приводной цилиндр воздействуют высокие удароподобные нагрузки, которые также создают поперечные нагрузки на приводной цилиндр. Из-за этого целью было прикрепление приводного цилиндра к конструкциям молотка с помощью подходящего гибкого крепления. В известных решениях приводной цилиндр прикреплен, например, со своего конца со стороны поршня (верхнего конца) с помощью шарнирного соединения и со своего конца со стороны поршневого штока (нижнего конца) с помощью гибкого крепления. Другая альтернатива заключалась в том, чтобы прикрепить приводной цилиндр к молотку с помощью шарнирного соединения от точки крепления в его центре, с целью, заключающейся в том, чтобы расположить точку крепления как можно ближе к центру тяжести приводного цилиндра, насколько это возможно. Обычно подвижный конец приводного цилиндра прикреплен к копровой бабе шарнирным способом с помощью скобы.
В известных в настоящее время приводных цилиндрах электромагнитный клапан приводного цилиндра обычно расположен снаружи цилиндрических гильз головок приводного цилиндра. Недостаток этих известных в настоящее время решений для приводных цилиндров состоит в том, что исполнение электромагнитного клапана, закрывающего и открывающего каналы для рабочей среды под давлением между камерами цилиндра и ведущего из камер, является сложным, требует значительного количества прокладок из-за нескольких соединений и поэтому трудоемко в обслуживании и ремонте.
Сущность изобретения
Целью изобретения является создание нового типа приводного цилиндра для сваебойной установки, который конструктивно проще, чем раньше, более долговечен и имеет электромагнитный клапан, который требует меньшего технического обслуживания и ремонта, чем раньше. Еще одной целью изобретения является создание сваебойной установки, оснащенной приводным цилиндром в соответствии с изобретением.
Цели изобретения достигают с помощью приводного цилиндра, в котором электромагнитный клапан, направляющий рабочую среду под давлением в цилиндрическую деталь, представляет собой золотниковый клапан, который расположен по меньшей мере частично внутри на головке со стороны поршня приводного цилиндра, и стержень этого золотникового клапана по меньшей мере частично находится снаружи внутренней цилиндрической гильзы в направлении движения поршневой детали, и в этом случае электромагнитный клапан может быть реализован более простым способом и, например, с меньшим количеством прокладок между различными частями электромагнитного клапана и приводного цилиндра и внешних проточных каналов золотникового клапана. Более конкретно, приводной цилиндр сваебойной установки в соответствии с изобретением отличается тем, что описано в независимом пункте 1 формулы изобретения, а сваебойная установка отличается тем, что описано в независимом пункте 12 формулы изобретения. В зависимых пунктах 2-11 формулы изобретения описаны предпочтительные варианты осуществления приводного цилиндра сваебойной установки в соответствии с изобретением, а в зависимых пунктах 13-21 формулы изобретения описаны предпочтительные варианты осуществления сваебойной установки в соответствии с изобретением.
Преимущество приводного цилиндра сваебойной установки в соответствии с изобретением состоит в том, что электромагнитный клапан может быть сделан более простым, долговечным и надежным, чем раньше. Вследствие этого количество отдельных деталей, требующих герметичности и точных размеров, таких как шланги и клапаны снаружи приводного цилиндра, уменьшается, и, таким образом, приводной цилиндр и сваебойная установка, оснащенная таким приводным цилиндром, упрощаются и становятся более экономичны с точки зрения производственных затрат. Этот тип приводного цилиндра также имеет следующие преимущества:
- Золотниковый клапан может быть исполнен таким образом, что давление рабочей среды под давлением, которая воздействует на стержень золотникового клапана, всегда одинаково на обеих сторонах стержня, вследствие чего стержень золотникового клапана приводного цилиндра под давлением всегда находится в равновесии сил. За счет этого требуемый объемный расход управления ниже, что означает, что управляющие каналы золотникового клапана могут быть меньше, что делает общие внешние размеры приводного цилиндра меньше, а сам приводной цилиндр легче.
- Конструкции, подверженные давлению рабочей среды под давлением, не имеют сварных соединений, что приводит к улучшению усталостной прочности и более простому изготовлению.
- Подача рабочей среды под давлением от эффективно используемых аккумуляторов давления, установленных вместе с приводным цилиндром, может осуществляться по кратчайшему пути к головке со стороны поршневого штока. Это дает хорошую эффективность работы при низких вибрациях в напорном трубопроводе.
- Рабочую среду под давлением можно отводить от приводного цилиндра по короткому маршруту c помощью использования демпфирования аккумуляторов давления. Это повышает эффективность работы, уменьшая силу колебаний в обратном трубопроводе.
- В приводном цилиндре достигается равномерное распределение нагрузки по всей длине, поскольку поток рабочей среды под давлением можно заставить воздействовать как на электромагнитный клапан приводного цилиндра, так и на его цилиндрической детали и поршня симметрично.
- Стержень золотникового клапана приводного цилиндра под давлением находится в равновесии по отношению к силам, действующим на него. Стержень является полым, и на оба его конца действует одинаковое давление. На разных сторонах контрольного выступа преобладает либо управляющее давление стержня, либо он соединен с отводящим трубопроводом.
- Головка со стороны поршня является сменным модулем, что означает, что впоследствии приводному цилиндру можно добавлять новые функции (например, медленный привод) за счет модификации конца со стороны поршня и золотникового клапана, расположенного вместе с ним.
- Таким образом, диаметр стержня золотникового клапана может быть меньше, чем у стержня, расположенного снаружи внутренней цилиндрической гильзы, вследствие чего он становится легче и, таким образом, золотниковый клапан становится быстрее.
- Все отверстия в корпусе золотникового клапана могут быть выполнены симметрично вокруг стержня. В результате этого поток рабочей среды под давлением остается постоянным во всех направлениях, что означает, что на стержень не воздействуют поперечные нагрузки относительно его направления движения, причем эти нагрузки могли бы привести к захвату стержня корпусом золотникового клапана.
- Один и тот же приводной цилиндр может быть выполнен либо так, что он либо не имеет верхнего штока, либо имеет верхний шток, то есть поршневой шток может выходить за пределы части цилиндра либо только с одного конца приводного цилиндра (конца со стороны поршневого штока), либо с обоих концов, в этом случае имеется корпус прокладки на конце со стороны поршня, и в этом случае поршневой шток также проходит через конец, где находится золотниковый клапан, действующий как электромагнитный клапан приводного цилиндра.
- Модульная конструкция позволяет иметь широкий производственный диапазон, посредством которого можно реализовать различные силы подъема и ускорения и, таким образом, хорошо реагировать на различные производственные требования. Кроме того, возможно дальнейшее изменение производства благодаря модульной конструкции.
- Цилиндрическая конструкция без верхнего штока является функционально выгодной, поскольку она может быть использована для сокращения общей длины молотка приблизительно на одну длину хода (1 м). За счет этого для перемещения сваебойных установок на строительных площадках можно использовать краны меньшего размера.
В предпочтительном варианте осуществления приводного цилиндра сваебойной установки в соответствии с изобретением крепление приводного цилиндра на корпусе молотка сваебойной установки осуществляют посредством установки для демпфирования хода в центральной части в центре тяжести приводного цилиндра. Это уменьшает удароподобные нагрузки, оказываемые на корпус молотка приводным цилиндром, и шум.
В предпочтительном варианте осуществления приводного цилиндра в соответствии с изобретением крепление подвижного конца приводного цилиндра к копровой бабе осуществляют с помощью зажимного приспособления, прикрепленного на поршневом штоке посредством клинообразного крепления и на копровой бабе посредством гибкого фланцевого крепления. Благодаря такому креплению копровая баба и, с другой стороны, приводной цилиндр не подвергаются таким сильным поперечным нагрузкам, как в известных решениях, где конец поршневого штока прикреплен к копровой бабе с помощью шарнирного соединения.
Краткое описание чертежей
Изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На Фиг.1 показан приводной цилиндр в соответствии с изобретением, если смотреть по диагонали сбоку,
На Фиг.2 показан приводной цилиндр Фиг.1, в виде частичного поперечного разреза сбоку,
На Фиг.3 показан диагональный вид сбоку нижней головки приводного цилиндра Фиг.1 и 2 при отсоединении от приводного цилиндра,
На Фиг.4 показан диагональный вид сбоку верхней головки приводного цилиндра Фиг.1 и 2 при отсоединении от приводного цилиндра,
На Фиг.5 показан поперечный разрез верхней головки Фиг.4 в виде разреза верхней головки на электрическом управляющем клапане, содержащемся в нем (поперечный разрез A-A, показанный на Фиг.4),
На Фиг.6 показан поперечный разрез верхней головки Фиг.4 в виде разреза на выпускных каналах на верхней головке (поперечный разрез B-B, показанный на Фиг.4),
На Фиг.7 показана внутренняя цилиндрическая гильза приводного цилиндра, показанного Фиг.1 и 2 в диагональном виде сбоку,
На Фиг.8 показан поршневой шток и поршень в нем, содержащиеся в приводном цилиндре Фиг.1 и 2 в диагональном виде сбоку,
На Фиг.9 показан вертикальный поперечный разрез молотка в диагональном виде сбоку на зажимном приспособлении поршневого штока и верхней части копровой бабы, и
На Фиг.10 показан продольный поперечный разрез внутренних частей молотка на точке крепления приводного цилиндра и вокруг него.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Гидравлический приводной цилиндр 10, показанный на Фиг.1-10, расположен в верхней части молотка в сваебойной установке, внутри нее, так, как показано на Фиг.10, таким образом, что его можно использовать для совершения возвратно-поступательного движения копровой бабы 60 (показанной на Фиг.9), расположенной в нижней части молотка при забивании сваи в землю. Подвижный конец приводного цилиндра 10, то есть поршневой шток 20, прикреплен посредством зажимного приспособления 50 (показанного на Фиг.9) на своем конце к точке крепления в верхней части копровой бабы. Приводной цилиндр представляет собой дифференциальный цилиндр двойного действия, то есть движение конца, движущегося в нем, основано на том, что сила, создаваемая рабочей средой под давлением на подвижном конце, больше над (то есть в камере 17 со стороны поршня) приводным цилиндром 10, при движении внутри приводного цилиндра, когда поршень движется вниз, и больше под поршнем (в камере цилиндра со стороны поршневого штока), когда поршень движется вверх. Этим типом гидравлического цилиндра можно управлять посредством одного электромагнитного клапана, который попеременно закрывает и открывает соединение между камерами гидравлического цилиндра, и где, когда камеры цилиндра закрыты, соединение из камеры 17 цилиндра со стороны поршня к выпускному каналу для рабочей среды под давлением открыто, вследствие чего рабочая среда под давлением, подаваемая в приводной цилиндр 10, выходит из камеры 17 цилиндра со стороны поршня снаружи приводного цилиндра, в то время как поршень 21 движется в направлении головки 14 со стороны поршня. Рабочая среда под давлением, используемая в приводном цилиндре 10 Фиг.1 и 2, наиболее предпочтительно представляет собой гидравлическое масло, но также это может быть другая, обычно жидкая, рабочая среда под давлением, подходящая для работы приводного цилиндра.
Приводной цилиндр 10, показанный на Фиг.1-10, содержит цилиндрическую деталь 11 с наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13, установленными друг в друге. Цилиндрическая деталь 11 дополнительно содержит конец 14 со стороны поршня и конец 15 со стороны поршневого штока, которые закрывают наружную цилиндрическую гильзу 12 и внутреннюю цилиндрическую гильзу 13 цилиндрической детали 11 на их концах. Благодаря тому, что наружная цилиндрическая гильза 12 и внутренняя цилиндрическая гильза 13 расположены внутри друг друга, между ними и внутренней цилиндрической гильзой 13 образуется замкнутое герметичное пространство. Цель пространства 16 между наружной цилиндрической гильзой 13 и внутренней цилиндрической гильзой 13 состоит в том, чтобы действовать в качестве соединительного канала между камерой 17 цилиндра со стороны поршня, образованной внутри внутренней цилиндрической гильзы 13, и камерой 18 цилиндра со стороны поршневого штока. Таким образом, настоящий гидравлический цилиндр, выполняющий механическую работу, состоит из внутренней цилиндрической гильзы 13 и поршневой детали 19, совершающей возвратно-поступательное движение внутри нее. Внутренняя цилиндрическая гильза 13 показана на Фиг.7.
Поршневая деталь 19 содержит поршневой шток 20, продолжающийся от внутренней части внутренней цилиндрической гильзы 13 наружу, поршень 21, плотно установленный с возможностью перемещения внутри внутренней цилиндрической гильзы 13, и зажимное приспособление 50 в части, продолжающейся за пределы внутренней цилиндрической гильзы 13 поршневого штока 20, для того, чтобы прикрепить поршневой шток 20 к копровой бабе 60, перемещенной внутрь молотка сваебойной установки. На Фиг.8 показана поршневая деталь 19 приводного цилиндра 10 Фиг.1 и 2, при извлечении из цилиндрической гильзы (без зажимного приспособления 50 на конце поршневого штока 20 и для прикрепления к копровой бабе). На Фиг.8 также показаны прокладка и направляющие кольца поршня 21 при извлечении из выемок в поршне 21.
Крепление поршневого штока 20 к концу копровой бабы 60 посредством зажимного приспособления 50 показано на Фиг.9. На конце поршневого штока 20 находится крепежная втулка 51, которая крепится с помощью крепежных винтов 52 к подъемному диску 53 под цилиндром. Внутренняя поверхность крепежной втулки 51 является немного конической таким образом, что ее внутренний диаметр немного меньше на своем конце со стороны приводного цилиндра 10 (то есть на верхнем конце), чем на конце со стороны копровой бабы (то есть на нижнем конце). Между крепежной втулкой 51 и поршневым штоком 20 установлена коническая втулка 54, которая, в свою очередь, больше на ее нижнем конце, чем на верхнем конце. Подъемный диск 53 имеет подогнанное под размер и форму головки поршневого штока среднее углубление 53a, в котором располагается конец поршневого штока 20, когда подъемный диск 53 прикреплен c с помощью крепежных винтов к нижней поверхности крепежной втулки с помощью крепежных винтов, как показано на Фиг.9. Цель среднего углубления 53а состоит в том, чтобы центрировать подъемный диск 53 относительно поршневого штока 20. Коническая втулка 54 давит на крепежную втулку 51 и нижний конец поршневого штока 20, когда подъемный диск 53 закреплен на месте. Подъемный диск 53 одновременно давит на поршневой шток 20 вверху на своем конце, вследствие чего прижимное соединение, образованное посредством конической втулки 54 между поршневым штоком 20 и крепежной втулкой 51, дополнительно затягивается. Крепление зажимного приспособления 50 на основе конической втулки 54 является долговечным, и из-за этого на конце поршневого штока нет необходимости делать какие-либо выемки или тому подобное, такие как резьба и спиральная выемка над резьбой, как в более ранних крепежных решениях, которые, как было обнаружено в отношении более ранних молотков, уменьшают долговечность поршневого штока из-за динамических растягивающих и сжимающих нагрузок, действующих на него во время использования молотка.
Соединение между зажимным приспособлением 50 и копровой бабой 60 исполнено, как показано на Фиг.9, путем установки подъемного диска 53 в крепежное углубление 61a на нижней поверхности детали головки копровой бабы 60 таким образом, что между крепежным углублением 61а и подъемным диском 53 и между нижней поверхностью подъемного диска и корпусом 62 копровой бабы имеются детали из демпфирующего материала подходящей жесткости (верхняя деталь 55а из демпфирующего материала и нижняя деталь 55b из демпфирующего материала). В этом случае материалом деталей 55а и 55b из демпфирующего материала является полиуретан подходящей прочности. На основании пробного забивания сваи с помощью сваебойной установки и исследований было обнаружено, что этот материал демпфирует удары, вызванные забиванием свай в землю, и вибрацию наиболее подходящим способом из всех испытанных материалов. Этот тип крепления между зажимным приспособлением 50 и копровой бабой 60 повышает долговечность различных частей молотка (таких как приводной цилиндр) при удароподобных нагрузках и вибрации, вызванных копровой бабой. Этот тип крепления между зажимным приспособлением 50 и копровой бабой 60 также снижает шум, вызванный забиванием сваи, потому что он предотвращает передачу вибраций, вызванных забиванием сваи, от копровой бабы к поршневому штоку 20 и оттуда далее в другое место в приводной цилиндр 10.
Конец 14 со стороны поршня цилиндрической детали 11 плотно прикреплен к концу со стороны поршня наружной цилиндрической гильзы 12 и внутренней цилиндрической гильзы 13 таким образом, что рабочая среда под давлением, перемещаемая внутри приводного цилиндра, не сможет вытекать за пределы приводного цилиндра 10 через соединение между концом 14 со стороны поршня и наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13. С другой стороны, конец 15 со стороны поршневого штока плотно прикреплен к концу со стороны поршневого штока наружной цилиндрической гильзы 12 и внутренней цилиндрической гильзы 13 таким образом, что рабочая среда под давлением, перемещаемая внутри приводного цилиндра, не сможет вытекать через соединение между концом 15 со стороны поршневого штока и наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13. Таким образом, поршень 21 и внутренняя цилиндрическая гильза 13 и конец 14 со стороны поршня ограничивают пространство, называемое камерой 17 цилиндра со стороны поршня в этой заявке. Аналогично, под камерой 18 цилиндра со стороны поршневого штока в этой заявке понимается пространство, ограниченное поршнем 21 и внутренней цилиндрической гильзой 13, а также головкой 18 со стороны поршневого штока внутри внутренней цилиндрической гильзы 13.
Как показано на Фиг.1 и 2, в центре приводного цилиндра 10 находится центральная деталь 22 с монтажными отверстиями 22а, через которые приводной цилиндр может быть прикреплен к корпусу молотка сваебойной установки. В этом случае центральная деталь 22 расположена в центре тяжести приводного цилиндра 10. Головка 14 со стороны поршня прикреплена к концу со стороны поршня наружной цилиндрической гильзы 12 20 и внутренней цилиндрической гильзы 13 с помощью штифтов 23 со стороны поршня, установленных между центральной деталью 22 и головкой со стороны поршня, причем эти штифты расположены через равные промежутки в направлении по окружности приводного цилиндра 10 (в данном случае восемь штифтов). Крепление головки 15 со стороны поршневого штока осуществляют с помощью штифтов 24 со стороны поршневого штока, установленных 25 между концом 15 со стороны поршневого штока и центральной деталью 22, причем количество штифтов равно числу штифтов 23 со стороны поршня. Как штифты 23 со стороны поршня, так и штифты 24 со стороны поршневого штока имеют резьбу на обоих концах, так что они могут быть привинчены к резьбовым монтажным отверстиям 22b в центральной детали 22. Кроме того, в этом варианте осуществления как штифты 23 со стороны поршня, так и штифты 24 со стороны поршневого штока выровнены, в результате чего сила натяжения, оказываемая головкой на наружную цилиндрическую гильзу 12 и внутреннюю цилиндрическую гильзу 13, начинает воздействовать на них как можно более равномерно. Все штифты 23 и 24 прикреплены к головкам посредством стопорных гаек 23a со стороны поршня и стопорных гаек 24a со стороны поршневого штока путем установки штифтов 23 и 24 через монтажные отверстия 14a и 35 15a на головке 14 со стороны поршня и головке 15 со стороны поршневого штока, и соответствующим образом привинчивая гайки 23a и 24a таким образом, чтобы головка 14 со стороны поршня равномерно прижималась к концу со стороны поршня наружной цилиндрической гильзы 12 и внутренней цилиндрической гильзы 13, и головка 15 со стороны поршневого штока прижимается как можно более равномерно к концу со стороны поршневого штока наружной цилиндрической гильзы 12 и внутренней цилиндрической гильзы 13. Этот тип способа для крепления головки 14 со стороны поршня и головки 15 со стороны поршневого штока является предпочтительным, поскольку длинные штифты 23 и 24 действуют как гибкие силовые элементы, посредством которых головка 14 со стороны поршня и головка 15 со стороны поршневого штока могут быть расположены так, чтобы оставаться напротив наружной цилиндрической гильзы 12 и внутренней цилиндрической гильзы 13 посредством равномерно распределенной силы натяжения лучше, чем раньше, независимо от высокого давления, действующего внутри приводного цилиндра, и его внезапных колебаний. Этот способ крепления также повышает долговечность конструкции, поскольку благодаря длине штифтов 23 и 24 конструкция может быть более эффективна без постоянных деформаций штифтов 23 и 24.
Центральная деталь 22 прикреплена к наружной цилиндрической гильзе 12 посредством жесткого адаптера. Наружная цилиндрическая гильза 12 дополнительно содержит выступ (не показан на Фигурах) на головке со стороны поршня (то есть выше) центральной детали 22, относительно которой выступ центральной детали 22 опирается на штифты на первом этапе установки головки 14 со стороны поршня. Для того, чтобы иметь возможность расположить центральную деталь 22 с жестким адаптером на месте напротив выступа на наружной цилиндрической гильзе во время этапа установки, центральную деталь 22 сначала нагревают, а затем центральную часть с увеличенным диаметром устанавливают посредством конца со стороны поршневого штока наружной цилиндрические гильзы напротив указанного выступа. При охлаждении центральная часть уменьшается и сжимается на наружной гильзе напротив выступа.
Крепление центральной детали 22 на корпусе 70 молотка показано на Фиг.10. В этом варианте осуществления, центральная деталь 22 содержит крепежный фланец 25, посредством которого центральная деталь 22 прикреплена к опорной детали 63 для крепления к корпусу 70 молотка. Между опорной деталью 63 и корпусом 70 молотка имеются детали 64а и 64b из демпфированного материала, выполненные из материала, демпфирующего удары и вибрацию, причем детали в этом случае расположены между внутренней частью 63а, прикрепленной к крепежному фланцу 25 опорной детали 63, и внешней частью 63b, прикрепленной с помощью крепежных винтов 65 к корпусу молотка. Детали 64a и 64b из демпфирующего материала в этом случае представляют собой кольцеобразные детали, установленные в углублениях, образованных во внутренней части 63a опорной детали и внешней части 63b опорной детали, как показано на Фиг.10. Материалом демпфирующих деталей 64a и 64b в этом случае является полиуретан, то есть это могут быть, например, отлитые и/или механически обработанные детали из полиуретана, имеющие подходящие свойства материала. При таком амортизирующем креплении приводного цилиндра 10 можно демпфировать удароподобные нагрузки и вибрацию, передаваемые от приводного цилиндра 10 на корпус 70 молотка, а также можно ослаблять шум, возникающий при работе по забиванию сваи. Крепление между центральной деталью 22 и корпусом молотка также может быть исполнено в варианте осуществления таким образом, что между крепежным фланцем 25 и опорной деталью 63 также имеется материал, демпфирующий удары и вибрацию.
В соответствии с Фиг.2 и 3 на головке 15 со стороны поршневого штока имеются соединения 26a-26d для рабочей среды под давлением для перемещения рабочей среды под давлением за пределы приводного цилиндра 10 в камеру 18 цилиндра со стороны поршневого штока (то есть впускные соединения для рабочей среды под давлением). Из этих впускных соединений 26a-26d для рабочей среды под давлением можно соединить требуемое количество посредством шлангов или каналов для рабочей среды под давлением в гидравлическую систему сваебойной установки. В варианте осуществления, показанном на Фиг.2 и 3, используются три впускных соединения 26а-26с для рабочей среды под давлением, и одно впускное соединение 26d для рабочей среды 20 под давлением закрыто с помощью открываемой запорной крышки 27. В этом варианте осуществления на головке 15 со стороны поршневого штока отсутствуют соединительные каналы из пространства между наружной цилиндрической гильзой и внутренней цилиндрической гильзой с камерой цилиндра со стороны поршневого штока, но соединение было выполнено только через отверстия 28 для соединений на конце со стороны поршневого штока внутренней трубки цилиндра. Соединение между камерой 18 цилиндра со стороны поршневого штока и пространством 16 между наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13, таким образом, постоянно открыто, то есть рабочая среда под давлением из впускных соединений может свободно вытекать из камеры 18 цилиндра со стороны поршневого штока в пространство 16 между наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13 13. На головке 15 со стороны поршневого штока также имеется установочное отверстие 29, через которое поршневой шток 20 устанавливают из цилиндрической детали 11. Установочное отверстие 29 между поршневым штоком 20 и концом 15 со стороны поршневого штока должно быть герметичным. Для этого установочное отверстие 29 рассчитывают по размерам и уплотняют с помощью уплотнительных колец таким образом, чтобы уплотнение между поршневым штоком 20 и установочным отверстием 29 без протечки выдерживало давление рабочей среды под давлением в камере 18 цилиндра со стороны поршневого штока.
Как видно на Фиг.2, 4 и 6, в приводном цилиндре 10 в соответствии с Фиг.1 и 2, выпускные соединения 30a-30d для подачи рабочей среды под давлением снаружи приводного цилиндра 10 из камеры 17 цилиндра со стороны поршня находятся на головке 14 со стороны поршня. Их также четыре, и 1-4 из них при необходимости можно соединить с гидравлической системой сваебойной установки, где необходимо. Кроме того, также на конце со стороны поршня внутренней цилиндрической гильзы 13 имеются соединения 31 портов для соединения промежутка 16 между наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13 с камерой 17 цилиндра со стороны поршня. На этой головке, однако, соединения 31 портов соединены с соединительными каналами 42 в корпусе 38 золотникового клапана, установленного внутри головки 14 со стороны поршня. Соединительные каналы 42 можно закрывать и открывать посредством стержня 40, движущегося внутри корпуса 38 золотникового клапана.
Приводным цилиндром, показанным на Фиг.1-10, управляют с помощью золотникового клапана 37, действующего как электромагнитный клапан на головке 14 со стороны поршня. На Фиг.2, 4, 5 и 6 показана конструкция головки 14 со стороны поршня и золотникового клапана 37. Головка 14 со стороны поршня содержит деталь 32 головки, золотниковый клапан 33, соединительный блок 34, головку 35 цилиндра и управляющий клапан 36, электрически управляющий работой золотникового клапана 33.
Деталь 32 головки и соединительный блок 34 образуют корпус головки 14 со стороны поршня, причем этот корпус прикреплен к концу со стороны поршня наружной цилиндрической гильзы 12 и внутренней цилиндрической гильзы 13. Золотниковый клапан 33 содержит корпус 37 золотникового клапана, деталь 38 головки золотникового клапана и стержень 39. Деталь 32 головки в головке 14 со стороны поршня имеет камеру 40 клапана, внутри которой установлен корпус 37 золотникового клапана. Корпус 37 золотникового клапана имеет на боковой стороне головки 35 цилиндра внутреннее удлинение 37с, на котором может быть установлена регулирующая деталь 38с детали 38 головки золотникового клапана, соответствующая этому удлинению. Внутри корпуса 37 золотникового клапана находится цилиндр 41 стержня, внутри которого стержень 39 выполнен с возможностью перемещения на расстояние, заданное удлинением 41а в цилиндре 41 стержня, совершая возвратно-поступательное движение между корпусом 37 золотникового клапана и деталью 38 головки золотникового клапана.
Стержень 39 представляет собой полую, рукавообразную часть, что означает, что рабочая среда под давлением, поступающая изнутри внутренней цилиндрической гильзы 13, может протекать к выпускным каналам 44 через стержень 39. Благодаря этому стержень 39 всегда находится в равновесии относительно сил, оказываемых на него рабочей средой под давлением. Следовательно, совершение возвратно-поступательного движения стержня 39 внутри золотникового клапана 33 не требует сильных усилий в любой ситуации. Полый стержень 39 также легкий и поэтому может перемещаться более легко (с меньшим усилием) достаточно быстро.
Перемещение стержня 39 происходит посредством рабочей среды под давлением, подаваемой в контрольные камеры, образованные между выступом 39а на внешней поверхности стержня 39 и внутренним удлинением 41а (попеременно с обеих сторон) в середине цилиндра 41 стержня. На конце камеры 17 цилиндра со стороны поршня корпуса 37 золотникового клапана имеются соединительные отверстия 42, которые соединяют камеру 17 цилиндра со стороны поршня цилиндра 41 стержня через соединительные отверстия 31 на конце со стороны поршня внутренней цилиндрической гильзы 13 с пространством 16 между наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13. В детали 38 головки золотникового клапана 33 имеются выпускные отверстия 43, соответствующие соединительным отверстиям в корпусе 37 золотникового клапана, причем через эти отверстия рабочая среда под давлением среды может протекать из камеры 14 цилиндра со стороны поршня через выпускные каналы 44 для рабочей среды под давлением в соединительном блоке 34 за пределы приводного цилиндра 10. Как видно на Фиг.2, 5 и 6, когда стержень 39 находится в первом положении, то есть перемещен в свое крайнее положение на стороне детали 38 головки золотникового клапана, указанные выпускные отверстия 43 заблокированы, а соединительные отверстия 42 открыты, вследствие чего рабочая среда под давлением может свободно протекать из камеры 17 цилиндра со стороны поршня в пространство 16 между наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13, но не в выпускные каналы 44 для рабочей среды под давлением. Когда стержень 39 находится во втором положении (то есть перемещен в свое крайнее положение на стороне камеры 17 цилиндра со стороны поршня), соединительные отверстия 31 внутренней цилиндрической гильзы 13 заблокированы, вследствие чего рабочая среда под давлением не может течь из камеры 17 цилиндра со стороны поршня в пространство 16 между наружной цилиндрической гильзой 12 и внутренней цилиндрической гильзой 13 (или наоборот). Таким образом, давление в камере 17 цилиндра со стороны поршня может изменяться за счет возвратно-поступательного движения стержня 39 золотникового клапана 33. Это приводит к тому, что поршневая деталь 19 (т.е. поршень 21 и поршневой шток 20) приводного цилиндра совершают возвратно-поступательное движение внутри внутренней части 13 цилиндра и, таким образом, перемещают копровую бабу на конце поршневого штока назад и вперед внутри молотка. Кроме того, поскольку в приводном цилиндре 10 вся рабочая среда под давлением протекает в выпускные каналы 44 через стержень 39, который является полым внутри, приводной цилиндр также может быть выполнен альтернативно, так, чтобы иметь «верхний шток», то есть так чтобы поршневой шток проходил снаружи части цилиндра также через головку со стороны поршня.
Описывая более конкретно, работа золотникового клапана 33 и ее влияние на поршневую деталь 19 приводного цилиндра 10 происходит следующим образом: когда стержень 39 золотникового клапана перемещается в первое положение, то есть в его крайнее положение 10 на стороне детали 38 головки золотникового клапана, давление в камере 17 цилиндра со стороны поршня приводного цилиндра возрастает до того же уровня, что и в камере 18 цилиндра со стороны поршневого штока. Это заставляет поршневую деталь 19 двигаться в направлении головки 15 со стороны поршневого штока (то есть вниз, когда приводной цилиндр находится внутри молотка во время забивания сваи в землю), поскольку площадь поверхности поршня 21 под давлением в камере 17 цилиндра со стороны поршня больше, чем в камере 18 цилиндра со стороны поршневого штока. Когда стержень 39 перемещается во второе положение, то есть в его крайнее положение на стороне камеры 15 цилиндра со стороны поршня, давление в камере 14 цилиндра со стороны поршня падает, вследствие чего поршневая деталь 19 перемещается в направлении головки 14 со стороны поршня (то есть вверх, когда приводной цилиндр находится внутри молотка во время забивания сваи в землю), поскольку теперь давление в камере 18 цилиндра со стороны поршневого штока остается таким же, но давление в камере 17 цилиндра со стороны поршня падает до нуля, поскольку выпускные отверстия 43 для рабочей среды под давлением, соединенные с выпускными каналами 44, открыты, и соединение от камеры 17 цилиндра со стороны поршня с пространством 16 между наружной частью цилиндра 12 и внутренней частью 13 цилиндра закрыто. Как можно заметить из приведенных выше технических характеристик, для управления приводным цилиндром 10 требуется только один золотниковый клапан 33 (например, типа, описанного выше), который расположен в головке 14 со стороны поршня приводного цилиндра 10.
Управление перемещениями стержня 39 золотникового клапана в приводном цилиндре в соответствии с Фиг.1 и 2 осуществляется посредством электрического управляющего клапана 36, который прикреплен к детали 32 головки 14 со стороны поршня. От детали 32 головки идет впускной соединительный канал 32а и выпускной соединительный канал 32b к соединительным отверстиям 37a и 38a, образованным для этих соединительных каналов в соответствующих точках корпуса 37 золотникового клапана и детали 38 головки золотникового клапана, и через эти отверстия рабочая среды под давлением, передаваемая к соединениям управляющего клапана, образованным в детали 32 головки (включая впускные и выпускные соединения с обеих сторон выступа 39а стержня 39), может проходить к соединительным отверстиям 37а и 38а и через них дальше к контрольным камерам 41b и 41с золотникового клапана 33. Затем управляющий клапан 36 управляет тем, на какой стороне выступа 39а стержня 39 (то есть на которой управляет камерой 41b или 41с) рабочая среда под давлением, приводящая в действие золотниковый клапан 33, передается, и из какой контрольной камеры 41b или 41с рабочая среда под давлением между стержнем 39 и внутренним удлинением 41а цилиндра 41 стержня в корпусе 37 золотникового клапана выпускается. Таким образом, посредством управляющего клапана 36 можно управлять стержнем 39 для перемещения в любое из вышеупомянутых крайних положений.
В управляющем клапане 36 в соответствии с этим вариантом осуществления находится электрический соленоид (то есть магнитный клапан), который при перемещении в первое крайнее положение блокирует соединение с выпускным соединительным каналом 32b, ведущим к контрольной камере 41b со стороны поршня золотникового клапана 33, и открывает впускной соединительный канал 32а, ведущий к ней, и открывает выпускной соединительный канал 32b, ведущий к контрольной камере 41с со стороны головки цилиндра, и закрывает впускной соединительный канал 32а, ведущий к ней. При перемещении во второе крайнее положение магнитный клапан, в свою очередь, блокирует соединение с впускным соединительным каналом 32а, ведущим к контрольной камере 41b со стороны поршня золотникового клапана 33, и открывает выпускной соединительный канал 32b, ведущий к ней, и открывает впускной соединительный канал 32а, ведущий к контрольной камере 41с со стороны головки цилиндра, и закрывает выпускной соединительный канал 32а, ведущий к ней. Таким образом, посредством управляющего клапана 36 стержень 39 золотникового клапана 33 может быть направлен в требуемое положение (то есть в вышеупомянутое первое или второе положение) посредством команд электроуправления (в этом случае 24 В постоянного тока), то есть движением поршневой детали 19 приводного цилиндра 10 в соответствии с Фиг.1 и 2, таким образом, можно управлять посредством команд электроуправления, подаваемых к управляющему клапану 36. Эти команды электроуправления могут быть сгенерированы в блоке управления сваебойной установки, например, в соответствии с программой, заданной пользователем, или вручную посредством средств управления в кабине сваебойной установки.
Приводной цилиндр в соответствии с изобретением может быть реализован во многих отношениях способом, отличающимся от приведенного выше примера варианта осуществления. Золотниковый клапан, расположенный на конце со стороны поршня и действующий как электромагнитный клапан, может быть реализован по меньшей мере частично другим способом. В другом варианте осуществления золотниковый клапан может быть реализован, например, таким образом, что он состоял бы из той же части, что и часть корпуса головки, и даже таким образом, что головка со стороны поршня содержала бы только две части (часть корпуса и часть головки) и стержень, расположенный внутри цилиндра стержня. С другой стороны, в другом случае головка со стороны поршня может содержать даже больше отдельных частей, чем приводной цилиндр со стороны поршня в соответствии с Фиг.1 и 2. В другом варианте осуществления наружная цилиндрическая гильза и внутренняя цилиндрическая гильза не содержат соединительных отверстий, но соединение от пространства между внутренней цилиндрической гильзой и наружной цилиндрической гильзой с камерой цилиндра со стороны поршня и камерой цилиндра со стороны поршневого штока осуществлено посредством соединительных каналов, выполненных в головке со стороны поршня и головке со стороны поршневого штока. В варианте осуществления этого типа стержень золотникового клапана, действующего в качестве управляющего клапана, может быть расположен полностью внутри головки со стороны поршня. Расположение штифтов, используемых для крепления головок приводного цилиндра, в другом варианте осуществления также может быть осуществлено таким образом, чтобы штифты со стороны поршня располагались в разных точках в направлении по окружности цилиндрических гильз относительно друг друга, например, таким образом, что относительно штифтов со стороны поршневого штока, штифты со стороны поршня расположены приблизительно посередине расстояния между ними. В другом варианте осуществления крепление головок и центральной части также может быть осуществлено таким образом, чтобы положение центральной части регулировалось посредством штифтов. В этом случае выступ в наружной цилиндрической гильзе отсутствует, вследствие чего положение центральной части можно регулировать, привинчивая штифты соответствующим образом на небольшое расстояние. Если необходимо изменить положение центральной части больше, это можно сделать, заменив штифты другими штифтами другой длины. Кроме того, многие другие конструктивные детали приводного цилиндра могут быть выполнены способом, отличным от примера варианта осуществления. Например, количество и расположение выпускных соединений рабочей среды под давлением, образованных в головке со стороны поршня, и выпускных каналов, образованных внутри детали головки, впускных соединений для рабочей среды под давлением и впускных каналов, образованных в головке со стороны поршневого штока, может изменяться в различных вариантах осуществления приводного цилиндра. Кроме того, крепление, демпфирующее удары и вибрацию, приводного цилиндра к молотку может быть осуществлено с использованием другого подходящего материала для демпфирования ударов и вибрации, чем полиуретан, в крепежных конструкциях между центральной частью и корпусом молотка. Таким материалом может быть, например, подходящий каучук или пластик или другой гибкий, но достаточно прочный и долговечный материал. Следовательно, приводной цилиндр в соответствии с изобретением не ограничивается раскрытым выше примером варианта осуществления, но может изменяться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.