Автор:Диденко А.
Источник:Specmash
Диденко А. Гидромолоты для разрушения и не толькоВ статье приведены основные сведения о гидромолоте, правила выбора гидромолота и его ассортимент на рынке сегодня.
Эффективность и простота использования сделали гидромолоты практически незаменимым инструментом при строительстве и реконструкции зданий, дорог. И сфера их применения расширяется с каждым годом. Гидромолоты стали использовать при прокладке тоннелей и в карьерах для первичного и вторичного разрушения пород как альтернативу взрывным работам, при работах под водой на прокладке траншей, расширении русел каналов.
В настоящее время рынок предлагает множество моделей гидромолотов, которые можно использовать для навески на погрузчики и экскаваторы. Главное — не ошибиться в выборе.
Легкие и тяжелые гидромолоты.
Общепринятой классификации гидромолотов нет — каждый производитель имеет свою градацию моделей по массе молота и несущей машины. В то же время достаточно четко прослеживается разделение на легкие молоты для несущих машин массой до 17-25 т и тяжелые — для машин массой до 120 т. Такие гидромолоты, прежде всего, различаются по конструкции. Так, тяжелые молоты выполняются, как правило, в сборном корпусе. В них используют азотный аккумулятор, генерирующий от 80% энергии удара, остальную энергию дополняет поток рабочей жидкости, поступающий к поршню из гидросистемы несущей машины. Азотный аккумулятор требует периодической подзарядки. Конструкция корпуса может быть дополнена водными каналами для пылеподавления, воздушным клапаном для подключения компрессора, тогда гидромолот можно использовать под водой. Молоты изготавливают с шумовой защитой и без нее. В качестве дополнительного оборудования производители предлагают системы автоматической смазки. К рукояти экскаватора молот крепится через монтажную плиту.
Легкие молоты в конструктивном плане проще, они обычно выполнены без азотного аккумулятора и в цельнолитом корпусе. Некоторые производители предлагают легкие молоты с шумоподавлением. Легкие молоты не оборудуют системами смазки, поэтому свежую смазку необходимо закладывать при каждой смене долота. Крепление к рукояти экскаватора также выполняется через монтажную плиту.
По назначению можно выделить: гидромолоты-разрушители (предназначены для разрушения и вскрытия скальных грунтов, бетонных и железобетонных конструкций, мерзлого грунта);гидромолоты ковочные (применяются для выполнения штамповочных и ковочных работ);гидромолоты сваебойные (применяются для погружения различных свайных элементов (свай, шпунта, труб и т. п.).
Учитывая область функционального применения, гидромолоты имеют несколько видов дополнительного сменного инструмента: клин для рыхления мерзлого грунта, взламывания дорожных покрытий, бетонных сооружений; пика (зубило) для дробления негабаритов твердых и горных пород; трамбовка для рыхлого грунта.
Частота и энергия ударов.
Главных характеристик у гидромолота две — частота ударов и энергия единичного удара. Чем прочнее материал, с которым надо работать, тем большая энергия единичного удара требуется. Чем больше энергия удара, тем более толстые слои твердых покрытий и толстых конструкций можно пробивать. Энергия удара важна при работе с вязкими материалами — например, известняками и мерзлым грунтом, поскольку для их разрушения необходимо пробить грунт на как можно большую глубину. И, наоборот, для разрушения пород на мелкие куски и пробития тонких конструкций и слоев пород энергия удара уже не так важна, как частота ударов.
Энергия удара молота, как правило, в паспортных данных не указывается, поскольку зависит от разных сопутствующих обстоятельств, в том числе от упругих свойств разрушаемого материала и производительности насоса базовой машины.
Один и тот же показатель энергии удара может быть достигнут за счет массы бойка или благодаря его скорости. Более эффективным считается тот гидромолот, у которого при равной энергии удара больше масса бойка. Частота ударов современных гидромолотов колеблется в диапазоне от 10 до 40 герц. Энергия ударов — от 0,5 до 20 кДж.
В современных гидромолотах применяются устройства автоматического выбора режима нагружения по энергии и частоте удара, а некоторые модели оснащаются и автоматической системой ударного нагружения, реагирующей на изменение сопротивления.
Гидромолоты со схожими техническими характеристиками могут отличаться по способу закрепления ударного блока и всего гидромолота на базовой машине. Чаще всего ударный блок крепится в несущих щеках, размещенных в коробчатом кожухе. Используемые в нем упругие амортизаторы снижают воздействие от работы гидромолота на экскаватор. Они могут быть выполнены как в виде спиральных пружин, так и резиновых или пластмассовых блоков.
Самый простой вариант крепления — когда ударный блок размещается между двумя щеками, стянутыми между собой болтами или шпильками. Щеки также могут крепиться к базовой машине сбоку.
Существует и так называемый "городской" вариант с дополнительной системой защиты от шума: ударный блок находится в замкнутом коробе, к верхнему торцу которого крепится адаптер или промежуточное звено, а между стенками короба и ударным блоком устанавливаются шумопоглощающие прокладки, снижающие шум и вибрацию. Кроме того, наружные отверстия кожуха могут дополнительно закрываться специальными резиновыми вставками. В то же время "городские" варианты гидромолотов примерно на 20% дороже базовых моделей.
Правила выбора гидромолота.
При выборе гидромолота специалисты советуют учитывать не только показатели, приведенные в его технической характеристике, но и условия его будущей эксплуатации, интенсивность его использования, прочность обрабатываемого материала.
Чтобы выбрать гидромолот, необходимо знать вес базовой машины, например, экскаватора. Вес гидромолота должен составлять одну десятую веса экскаватора, но не превышать вес ковша с грунтом.
Чем меньше вес гидромолота, тем лучше для экскаватора в транспортном положении, тем меньше нагрузки на рабочее оборудование экскаватора при наведении гидромолота на точку, где он должен работать. Но чем больше масса гидромолота, тем больше энергия удара и, соответственно, производительность, и меньше требуется усилия прижатия его к объекту работы, тем меньше вибрация, передаваемая на базовую машину при работе гидромолота.
Возможность применения гидромолота на экскаваторе определяется расходом рабочей жидкости, который всегда приводится в технической характеристике молота.
Этот показатель должен соответствовать производительности гидронасоса экскаватора, который будет питать напорную линию гидромолота. Если производительность насоса базовой машины превышает требуемый расход жидкости гидромолота, то при его работе могут возникать пики давления, которые отрицательно сказываются на долговечности как самого гидромолота, так и гидроагрегатов базовой машины. Если же производительность насоса существенно меньше минимального расхода жидкости гидромолота, то гидромолот может работать неустойчиво или не будет работать совсем.
Очень важный показатель — уровень рабочего давления гидромолота. Давление, которое может обеспечить насос базовой машины, не должно быть меньше, чем рабочее давление гидромолота. Если максимальное давление гидронасоса больше рабочего давления гидромолота на 10-15%, то в напорной линии питания гидромолота предусмотрен предохранительный клапан, ограничивающий этот уровень. В противном случае при возникновении каких-либо нештатных ситуаций могут выйти из строя какие-то детали гидромолота, например, могут быть повреждены шпильки, стягивающие корпусные детали молота, или болты, закрепляющие гидрораспределитель, гидроаккумулятор, или могут быть повреждены уплотнения.
Если же на базовой машине установлен регулируемый насос с регулятором мощности, то желательно чтобы величина давления, при котором начинает работать регулятор мощности, не превышала уровень рабочего давления гидромолота. В противном случае регулятор мощности гидронасоса может срабатывать в каждом цикле работы молота, что сокращает срок службы гидронасоса.
Техническая производительность гидромолота определяется его эффективной мощностью, то есть произведенной энергией удара и частотой ударов. Чем больше прочность материала, который нужно разрушать с помощью гидромолота, тем большее влияние на производительность оказывает величина энергии удара.
Гидромолот с большей энергией удара позволяет откалывать от массива куски крупного размера, пробивать более толстые слои дорожных покрытий, разрушать бетонные конструкции большего объема. Если же требуется разрушать какие-либо относительно тонкие покрытия или конструкции или же прочные породы на относительно мелкие куски, более предпочтительными будут гидромолоты с меньшей энергией удара, но с большей частотой ударов. Энергия удара гидромолота должна быть такой, чтобы разрушение обрабатываемого материала под острием его рабочего инструмента происходило не более чем за 15-30 секунд. При разрушении вязких материалов, таких как, например, мерзлый грунт, различные известняки и подобные им материалы, решающее влияние на производительность гидромолота имеет энергия удара, так как для образования трещин в обрабатываемом материале необходимо рабочий инструмент забить на достаточно большую глубину. При равной энергии удара более эффективным будет тот гидромолот, у которого больше масса бойка.
Правда, массу бойка производители гидромолотов не указывают в своих проспектах и каталогах. Во многих случаях в технических характеристиках гидромолотов не приводится и значение энергии удара. Это связано с тем, что этот показатель практически невозможно измерить в эксплуатационных условиях, да и величина показателя не стабильна, а зависит от производительности насоса базовой машины, от угла наклона оси молота от вертикали и от упругих свойств обрабатываемого материала.
Кроме производительности гидромолота, потребителей интересует также надежность и срок службы.
На эти свойства гидромолота большое влияние оказывают применяемые материалы, технология производства и конструктивные особенности. При прочих равных условиях надежность гидромолота будет тем выше, чем меньше количество деталей, уплотнений, соединений, меньше консольных выступов на внешней поверхности молота. Надежность зависит и от того, насколько плавно изменяется форма и поперечное сечение деталей, подвергающихся ударным нагрузкам. Эти данные можно найти в руководстве по эксплуатации гидромолота.
Надежность и ресурс гидромолота выше, если он оборудован системой "автостоп", то есть если гидромолот автоматически отключается, когда его рабочий инструмент не опирается на обрабатываемый материал, а в рабочем цилиндре предусмотрены демпферные камеры в крайних положениях бойка.
Важный критерий при выборе гидромолота — удобство обслуживания и ремонтопригодность.
Удобство обслуживания обеспечивается хорошей доступностью к точкам смазки, к инструментам для присоединения шлангов к штуцерам для заправки гидропневматических аккумуляторов и пневмокамеры, а также простой замены рабочих инструментов.
Некоторые модели гидромолотов снабжены устройствами для автоматической смазки хвостовика инструмента, что при интенсивной эксплуатации сокращает время, затрачиваемое на обслуживание.
Ремонтопригодность гидромолота определяется возможностью замены втулок инструмента, гидропневматических аккумуляторов и гидрораспределителя без полной разборки молота. Эти сведения также могут быть получены при ознакомлении с руководством по эксплуатации. К числу важных эксплуатационных показателей относятся его эргономические показатели — излучаемые внешний шум и вибрационное воздействие на базовую машину.
При эксплуатации важно соблюдать регламент обслуживания и гидромолота, и машины. При этом интервалы обслуживания гидросистемы несущей машины существенно сокращаются.
Легкие молоты не оборудованы системой смазки, поэтому свежую смазку необходимо закладывать при каждой смене долота. Другой важный аспект — использовать только рекомендованные производителем рабочие инструменты: пики, долота и т. д. и расходные материалы — втулки, сальники и смазки. Применение запасных частей и рабочего инструмента, изготовленных кустарным способом, приводит к разрушению конструкций молота и повреждению гидросистемы несущей машины.
Гидромолоты в ассортименте.
Сегодня большой выбор гидромолотов на украинском рынке предлагают фирмы Atlas Copco (поглотившая подразделение Krupp), Sandvik (ранее — Rammer), NPK, Indeco, Montabert, Soosan и многие другие.
Строительные компании применяют молоты легкой и средней группы. В карьерах Украины используются в основном молоты тяжелой группы. Это обусловлено наличием у добывающих предприятий экскаваторов, по техническим параметрам которых и подбираются гидромолоты. Хотя многое зависит и от характеристик камня.Как правило, при выборе гидромолота украинские заказчики обращают внимание на цену и надежность этого оборудования.
В последние годы достаточно востребованными в Украине стали гидромолоты южнокорейской компании Soosan Heavy Industries Co. Ltd. Кстати, в мировом объеме проданных гидромолотов продукция этого производителя занимает четвертое место. Производственные мощности завода позволяют изготавливать 6000 гидромолотов в год. Все гидромолоты Soosan используют в качестве своеобразной пружины — сжатый газ азот. Он закачивается в полость над поршнем и служит не только пружиной, но и способен рекуперировать возвратный или откатный импульс рабочего бойка, возникающий после удара, и в результате, энергия упругих колебаний жидкости в гидросистеме молота затрачивается на полезную работу возвратно-поступательного движения рабочего инструмента. Рабочий элемент (боек) молота одновременно служит поршнем для накопления энергии гидросистемы при возвратном движении после совершения удара. Преобразование импульса обратного хода рабочего бойка в полезную энергию "сжатой пружины", совершающей возвратно-поступательное движение повышает эффективность использования гидромолотов. Это техническое решение существенно упростило конструкцию и повысило надежность гидромолотов. Для примера, количество деталей, из которых состоит молот SB 81, — всего 50 шт.
Все молоты Soosan тяжелой серии дополнительно оборудованы гидроаккумуляторами, в которых также используется сжатый азот. Это повышает КПД гидромолота и обеспечивает плавность его работы и стабильность удара.
Еще одна особенность гидромолотов Soosan — патентованная система гидравлических клапанов. Кроме этого все молоты серии TS-P имеют усовершенствованную систему шумогашения и виброзащиты, что значительно увеличивает срок жизни экскаватора и способствует продуктивной работе оператора.
Следует отметить, что конструкторы ведущих компаний-производителей интенсивно работают над снижением создаваемой молотом шумовой нагрузки и повышением его эффективности при одновременном снижении массы. Новинки на рынке гидромолотов появляются достаточно часто.
К примеру, компания Atlas Copco представила на выставке Bauma, 2010 три новых тяжелых гидромолота с системой PowerAdapt и оптимизированным удельным весом — HB 2000, HB 3100 и HB 4700. Новые модели оснащены системой PowerAdapt, отключающей гидромолот при слишком высоком давлении масла. Это целесообразно, например, в том случае, если гидромолот используется на разных носителях. При неправильной настройке давления масла на носителе гидравлическая система молота может быть перегружена. Поэтому компания серийно оснащает системой PowerAdapt все тяжелые гидромолоты, чтобы гарантировать клиентам производительность и максимальные возможности применения. Гидромолоты эксплуатируются в очень тяжелых условиях. Новая крышка фиксаторов гарантирует большую защиту, особенно в нижней части гидромолота, на которую и приходятся самые большие нагрузки. Производитель усилил также смотровое окошко и выемки для боковых поворотных резьбовых соединений. Кроме того, модификации Non-Dust трех новых типов молотов будут оснащены вращающимся приспособлением для защиты от износа, которым уже оснащены модификации Dust всех серий гидромолотов HB.
Новую серию гидромолотов для базовой техники массой 4-26 т выпустила в 2010 году и компания Sandvik. Гидромолоты базовой линейки, в которую входят модели BA505, BA707 и BA2323, разрабатывалась как универсальное оборудование для решения широкого диапазона задач по разрушению. Все гидромолоты Sandvik базовой серии могут быть оснащены разнообразным дополнительным оборудованием и устанавливаться на шасси любого типа. При их разработке применено такое техническое решение, как обеспечение неизменной энергии удара вне зависимости от объема подачи рабочей жидкости в гидравлическую систему. Несложное внутреннее устройство и малое количество движущихся частей облегчает процесс их обслуживания. Во всех гидромолотах бюджетной линейки имеются такие устройства, как поршневой аккумулятор, который защищает гидравлический насос базовой машины от скачков давления в гидравлической системе во время эксплуатации.
Благодаря закрытому шумопоглощающему корпусу все модели базовой серии могут использоваться в городских условиях. Если уровень шума не имеет принципиального значения, возможна установка корпуса из боковых плит для стандартного и бокового крепления, которые дополнительно защищают гидромолот от повреждений и продлевают срок его службы.
Базовая линейка гидромолотов снабжена длинным и массивным поршнем, разработанным для рабочего инструмента Sandvik. Благодаря этому обеспечивается оптимальная эффективность передачи энергии удара, снижается отдача, вибрация и возникающий из-за них износ базовой машины.
Компания Montabert также выпустила новую серию гидромолотов Blue Line. Отличительной особенностью гидромолотов компании стала их голубая окраска. Первая модель Blue Line XL1700 была представлена на выставке Bauma 2010. Гидромолот Blue Line XL1700 имеет собственную массу 1,7 т. Энергия удара составляет 3,4 кДж, частота ударов — 600 в минуту. Диаметр пики 137 мм.
Гидромолоты серии Blue Line управляются новым гидрораспределителем и включают в свою конструкцию систему рекуперации энергии обратного хода пики гидромолота, которая автоматически включается при работе инструмента по твердым материалам, увеличивая силу и частоту удара.