Автор: Дмитриевич Ю.В.
Источник: ООО ПКФ "ГарантМеханизация"›Статьи›Всё самое важное о гидромолотах
Дмитриевич Ю.В. Всё самое важное о гидромолотах Приведена основная информация о работе гидромолотов.Гидромолоты - примнение, особенности конструкции, какие характеристики необходимо учитывать при подборе гидромолотов.
Гидромолоты широко используются в нашей стране уже более 30-ти лет. С их помощью разрабатывают мерзлоту, вскрывают асфальто-бетонные покрытия, разбирают бетонные и кирпичные строения, дробят негабариты, решают многие другие важные задачи.
При этом за долгие годы сложилась практика, когда для выполнения любых работ использовались гидромолоты лишь одного или двух типоразмеров. Когда-то это определялось отсутствием выбора, а потом главным образом привычкой. Однако, практика показывает, что наибольшего эффекта можно добиться, только правильно подобрав гидромолот для определенного вида работ.
Прежде всего, нужно учитывать предстоящий вид и условия работы, а также рассредоточенность объектов. Если гидромолот будет использоваться сравнительно редко и для небольших объемов работ, то следует отдать предпочтение более дешевым моделям с не самыми высокими техническими показателями и потребительскими свойствами.
При больших объемах работ и интенсивной эксплуатациигидромолот следует выбирать такой, чтобы максимально использовать возможности экскаватора. Масса гидромолота должна составлять примерно 0,1 массы экскаватора, но не превышать массу ковша с грунтом, то есть грузоподъемность машины при максимальном вылете рабочего оборудования. Чем меньше масса гидромолота, тем лучше для экскаватора, когда он в транспортном положении, особенно при необходимости частых перемещений с объекта на объект своим ходом. И тем меньше нагрузки на рабочее оборудование при наведении гидромолота на точку, по которой он должен наносить удары. Но, с другой стороны, при равной эффективной мощности, чем больше его масса, тем меньше вибрация, передаваемая на рабочее оборудование и место машиниста.
Следующим показателем, который определяет возможность применения конкретной модели гидравлического молота на экскаваторе, является расход рабочей жидкости. Он всегда приводится в технических характеристиках гидромолота. Этот показатель должен соответствовать производительности насоса, питающего напорную линию. Если производительность насоса превышает требуемый для молота расход, то при его работе могут возникать пики давления, которые отрицательно влияют на долговечность как гидромолота, так и гидроагрегатов базовой машины. Если же подача насоса меньше минимального расхода гидромолота, то работа последнего может быть неустойчивой или же молот не будет работать совсем.
Важным показателем является уровень рабочего давления гидромолота. Очевидно, что давление, которое может обеспечить насос базовой машины, не должно быть меньше рабочего давления гидромолота. Если максимальное давление гидронасоса больше рабочего давления гидромолота на 10…15%, то в напорной линии питания гидромолота должен быть предусмотрен вторичный предохранительный клапан, соответственно ограничивающий этот уровень. В противном случае при возникновении каких-либо нештатных ситуаций, приводящих к резкому повышению давления, гидромолот, а точнее его детали могут выйти из строя. В частности, могут быть повреждены шпильки, стягивающие корпусные детали молота, или болты, закрепляющие на корпусе гидрораспределитель или гидроаккумулятор, а также уплотнения.
На современных экскаваторах установлены насосы с регулятором мощности. Он уменьшает подачу насоса, если давление в гидросистеме превышает заданную величину (чаще всего это 15…16 мПа).
Желательно, чтобы величина рабочего давления гидромолота была ниже уровня давления, при котором начинает действовать регулятор мощности, иначе последний может срабатывать при каждом цикле работы молота, что сокращает срок службы гидронасоса и может вызвать нестабильную работу молота.
Техническая производительность гидромолота определяется в значительной мере его эффективной мощностью, то есть произведением энергии удара и частоты ударов. Частота ударов зависит от производительности насоса, питающего молот, и может регулироваться за счет изменения оборотов двигателя.
Энергия удара гидромолота есть кинетическая энергия бойка Е=mv2/2, где m – масса бойка, а v – его скорость в момент соударения с инструментом. Одна и та же величина энергии удара может быть получена за счет скорости бойка или за счет его массы. При равной величине энергии удара в ряде случаев более эффективным будет тот молот, у которого больше масса бойка, поскольку произведение mv – импульс силы – у него больше.
К сожалению, массу бойка производители гидромолотов не указывают в своих проспектах, каталогах и эксплуатационных документах. Во многих случаях в технических характеристиках не приводится и значение энергии удара. Это, вероятно, связано с тем, что энергию удара практически невозможно измерить в эксплуатационных условиях. К тому же величина этого показателя нестабильна и зависит от производительности насоса базовой машины, давления зарядки гидроаккумуляторов и пневмокамеры молота, от угла наклона оси молота к горизонту и, наконец, от упругих свойств обрабатываемого материала.
Косвенно о величине энергии удара, которую в состоянии реализовать гидромолот, можно судить по величине диаметра посадочного хвостовика сменных инструментов. 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 большего размера, пробивать более толстые слои дорожных покрытий. Если же требуется разрушать какие-либо относительно тонкие покрытия или прочные материалы на достаточно мелкие куски, то предпочтительнее использовать гидромолот с меньшей энергией удара, но с большей частотой ударов. Расстояние от точки нанесения ударов до края обрабатываемого материала и энергия удара молота должны быть такими, чтобы разрушение материала происходило не более чем за 15-30 секунд. В противном случае инструмент может перегреться и получить повреждения.
При разрушении вязких материалов, например, таких, как мерзлый грунт, различные известняки, решающее влияние на производительность работ имеют энергия удара и величина импульса силы, возникающей при ударе. При рыхлении таких пород для образования трещин в обрабатываемом материале необходимо рабочий инструмент забить на достаточно большую глубину.
В некоторых моделях гидромолотов среднего и тяжелого классов предусмотрены устройства для переключения режимов работы. При этом реализуется либо режим максимальной энергии с регламентированной частотой ударов, либо режим уменьшенной энергии при максимальной частоте ударов. В разных моделях переключение режимов может выполняться или вручную непосредственно на молоте, или дистанционно из кабины машиниста. В последнем случае по рабочему оборудованию экскаватора должна быть проложена еще одна линия управления.
Существуют и модели с автоматическим переключением режимов работы в зависимости от прочности обрабатываемого материала. Наличие переключателя режимов позволяет более эффективно использовать гидромолот в различных условиях эксплуатации.
Следует знать, что приводимые в технической характеристике значения максимальной энергии и максимальной частоты ударов в гидромолотах, оборудованных переключателем режимов, не реализуются одновременно! При прочих равных условиях производительность экскаватора, оснащенного гидромолотом, в значительной степени зависит от квалификации машиниста и его опыта работы с гидромолотом, а также от правильного выбора рабочего инструмента.
В большинстве случаев изготовители гидромолотов предлагают несколько видов сменных рабочих инструментов: пика – самый универсальный инструмент, клин (зубило) – для вскрытия асфальтобетонных покрытий и рыхления мерзлых и скальных грунтов, трамбовка – для уплотнения грунта. Существуют и другие инструменты самых разнообразных конфигураций.
Разумеется, потребителям интересно узнать не только о производительности, но и о надежности и сроке службы гидромолота. Hа эти свойства большое влияние оказывают его конструктивные особенности, а также технология производства и материалы, применяемые для изготовления деталей.
При прочих равных условиях надежность гидромолота тем выше, чем меньше в его конструкции деталей, в частности уплотнений, предотвращающих наружные утечки рабочей жидкости и внутренние перетечки, и чем меньше резьбовых соединений, консольных выступов на внешней поверхности молота. Если плавно изменяются форма и поперечное сечение деталей, подвергающихся ударным нагрузкам, то это тоже способствует повышению надежности.
Надежность и ресурс гидромолота выше, если в нем предусмотрена система «автостоп», то есть гидромолот автоматически выключается, когда его рабочий инструмент не опирается на обрабатываемый материал.
Повышают ресурс молота также демпферные камеры в рабочем цилиндре, которые обеспечивают торможение бойка перед его крайними положениями. В таких гидромолотах при внезапном разрушении материала неизрасходованная часть кинетической энергии бойка гасится в демпферной камере, и последний приходит к своему кинематическому упору с уменьшенной скоростью. Это снижает вредное воздействие на детали молота и базовой машины.
В большинстве конструкций гидромолотов камера между рабочим инструментом и бойком соединена с атмосферой. Это необходимо, поскольку объем этой камеры при работе молота непрерывно меняется. При ходе бойка вверх объем увеличивается, а при движении бойка в сторону инструмента – уменьшается. Через отверстие, соединяющее указанную камеру с атмосферой (сапун), внутрь камеры вместе с засасываемым воздухом неизбежно попадает пыль, содержащая абразивные частицы, что усиливает износ инструмента и его направляющих втулок и способствует износу уплотнений бойка. Чтобы уменьшить влияние пыли на износ, в некоторых моделях гидромолотов сапун размещен в верхней части – крышке рабочего цилиндра, то есть вынесен из зоны повышенной запыленности. Если в сапуне установлен обратный клапан, через который засасывается воздух из атмосферы, то выхлоп воздуха при ходе бойка вниз происходит через зазор между хвостовиком инструмента и втулкой инструмента. Продукты износа и попавшая внутрь пыль выносятся вместе со смазкой из внутренней полости молота. Иногда в сапун встраивается воздушный фильтр, препятствующий проникновению пыли внутрь молота, что также способствует увеличению ресурса пары инструмент – втулка.
В некоторых случаях возникает необходимость разрушать прочные материалы под водой, например, при прокладке траншей по дну водоемов. Если глубина водоема превышает длину рабочей части инструмента, то обычный гидромолот в таких условиях применять нельзя. Вода может попасть в камеру между бойком и инструментом, и при очередном ударе в последней может возникнуть пик давления. Не исключено, что он разрушит уплотнения бойка. кроме того, попадание воды внутрь молота вызывает коррозию деталей, в том числе таких дорогих, как боек. Для работы под водой на глубине до 10 м следует применять гидромолот в специальном исполнении.
В них предусмотрена возможность подачи сжатого воздуха в камеру между бойком и инструментом для уравновешивания гидростатического давления воды с целью исключения ее попадания внутрь молота. Кроме того, в молотах для подводных работ предусмотрены дополнительные уплотнения и дополнительная антикоррозионная защита.
Немаловажными критериями при выборе гидромолота являются удобство технического обслуживания и ремонтопригодность.
Удобство обслуживания обеспечивается хорошей доступностью к точкам смазки, к штуцерам для заправки пневмокамеры и гидропневмоаккумуляторов, к штуцерам для присоединения гидравлических шлангов, а также простотой замены рабочих инструментов. Некоторые модели гидромолотов снабжены устройствами для автоматической смазки хвостовика инструмента, что при интенсивной эксплуатации сокращает время, затрачиваемое на обслуживание, так как в этом случае периодически приходится лишь заменять картридж, заполняемый смазкой.
Ремонтопригодность гидромолота определяется возможностью замены втулок инструмента, гидропневматических аккумуляторов и гидрораспределителя без полной разборки молота. Эти сведения могут быть получены при ознакомлении с руководством по эксплуатации. Проще обслуживать агрегат, если в комплект поставки входят необходимые принадлежности для заправки аккумуляторов азотом, для монтажа и демонтажа отдельных деталей. К числу важных показателей относятся и эргономические – излучаемый внешний шум, а также вибрационное воздействие на базовую машину и оператора.
При работе гидромолот излучает импульсный шум, источником которого является соударение бойка и инструмента. При прочих равных условиях излучаемый шум будет меньше, если ударный блок гидромолота размещен не между двух щек, стянутых шпильками или болтами, а внутри коробчатого кожуха, в особенности если между ударным блоком и кожухом установлены шумопоглощающие прокладки, нарушающие звуковые «мостики». но в любом случае если чистое время работы молота превышает три часа в смену, то рекомендуется применять индивидуальные средства защиты от шума – специальные наушники.
Что касается вибрационного воздействия, то при равной энергии удара и массе молота оно тем больше, чем чаще происходят удары.
Как правило, гидромолоты спроектированы так, что при работе на неразрушаемом объекте, когда практически нет внедрения инструмента в материал, уровень вибрации на рабочем месте машиниста находится в пределах санитарных норм. Уровень вибрации повышается, когда увеличивается внедрение инструмента в обрабатываемый материал. В этом случае корпус гидромолота вместе с базовой машиной после каждого удара как бы падает с высоты, равной внедрению инструмента, и ударяется о неподвижный инструмент, опирающийся на разрушаемый объект. Несколько снижают уровень вибрационного воздействия на базовую машину различные пружины или резиновые амортизаторы, устанавливаемые между ударным блоком и кожухом, в котором он размещен.
Однако энергоемкость таких амортизаторов невелика и при внезапном разрушении материала, когда молот вместе с базовой машиной и инструментом падает с относительно большой высоты и ударяется о поверхность разрушаемого материала, эти амортизаторы практически не влияют на уровень негативного воздействия на металлоконструкцию.
Таким образом, при выборе гидромолота нужно учитывать не только показатели, приведенные в его технической характеристике, но и условия его будущей эксплуатации, а также интенсивность использования.