Современные зарубежные свайные дизель молоты (стр. 2 из 3)

Кроме того, фирма BSP выпускает новые сваебойные быстроходные дизель-молоты двух моделей В-15 и В-45 с пневмо-вакуумным буфером. Дизель-молот модели В-15 (рис. 1) состоит из рабочего цилиндра и соединенной с ним направляющей трубы большего диаметра, образующих ступенчатый корпус. Внутри корпуса установлены шабот и поршень с цилиндрическими углублениями на торцах, образующими при соприкосновении сфер поршня и шабота камеру сгорания. На рабочем цилиндре имеются выхлопные патрубки.

Таблица3.

Техническая характеристика
быстроходных дизель-молотов моделей		DA-35B, В-15 и	В-45
фирмы British Steel	Piling	(Англия)
DА-35R	В-15	В-15
Масса ударной части, кг .	1270	1500	4500
Потенциальная энергия ударной час
ти, кгс-м . ... . .	3840	3630	10900
Частота ударов, удар/.нин	72	80—100	80—100
Высота молота, мм .	5639	4700	5100
Емкость топливного бака, л .	86	220
Расход топлива, л/ч ....	12,3	9	20
Емкость масляного бака, л .	22	50
Масса молота (сухая), с кошкой, без
наголовника, кг ......	4767	3820	11 000'

В зоне камеры сгорания смонтирован топливный насос высокого давления, приводимый в действие газами, сжимаемыми в рабочем цилиндре. Подъем молота и его запуск осуществляется с помощью подъемного устройства, на нижнем конце которого расположен рычажный механизм, взаимодействующий по мере необходимости с ударной частью или с корпусом молота.

Рис. 1. Принципиальная схема быстроходного дизель-молота с пневмовакуумным буфером фирмы British Steel Piling (Англия) :

/ — канат управления топливным насосом; 2—шабот, 3 — топливный насос высокого давления; 4 — выхлопной патрубок; 5 — поршень; 6— пневмовакуумный буфер; 7—рычажный механизм подъемного устройства; 8 — подъемное устройство; 9—направляющая труба; 10—рабочий цилиндр; 11 — устройство для крепления кпîãðужаемому элементу; 12 — камера сгорания

Высота подъема ударной части изменяется путем изменения величины подачи топлива на один цикл с помощью тросика, соединенного с рычагом насоса. Молот крепится к погружаемому свайному элементу специальным устройством, которое обеспечивает возможность бескопровой бойки и восприятие реактивного усилия от пневмовакуумного буфера, воздействующего на корпус при подъеме ударной части.

Дизель-молот работает следующим образом. Подъемное устройство опускается вниз и попадает в цилиндрический центральный канал поршня. При этом его рычажный механизм входит во взаимодействие с ударной частью. Для запуска подъемное устройство извлекается, а вместе с ним поднимается и поршень, образуя в полости пневмовакуумного буфера разрежение. В верхней мертвой точке поршень сбрасывается— ударная часть падает и сжимает воздух в рабочем цилиндре;

в буфере сжатия не происходит, так как при ходе поршня вниз открываются клапаны, соединяющие полость буфера с атмосферой. Воздух, сжатый в рабочем цилиндре, приводит в действие топливный насос молота, который через две форсунки впрыскивает топливо в камеру сгорания. В результате сгора ния топлива поршень подбрасывается вверх, а в пневмобуфере возникает разрежение. После достижения верхней мертвой точки поршень начинает двигаться вниз. При движении поршня вниз на него действует сила тяжести и усилие, равное произведению площади поршня (в зоне пневмовакуумного буфера) на разность между атмосферным давлением и давлением (разрежением) в пневмовакуумном буфере.

Топливная система, используемая в конструкции дизель-молотов моделей В-15 и В-45, запатентована фирмой Ishika-wajima Harima (Япония).

3. НОВЫЕ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТЫ фирм KOBE STEEL и ISHIKAWAJIMA HARIMA (Япония)

В пятидесятых годах японские фирмы были крупнейшими изготовителями сваебойных дизель-молотов. Первоначально выпускаемые ими дизель-молоты полностью соответствовали патентам фирмы Delmag (ФРГ). Однако особенности эксплуатации в странах с жарким климатом привели к необходимости использовать дизель-молоты с водяным испарительным охлаждением. С другой стороны, в Японии раньше, чем в европейских странах, возникла необходимость в создании сверхмощных дизель-молотов для забивки свай-оболочек большого диаметра. Фирмами Японии были созданы тяжелые трубчатые дизель-молоты с ударной частью массой 6000, 7200 и 15000 кг. При создании тяжелых дизель-молотов выявилось, что традиционная камера сгорания, применявшаяся для ударного распыливания топлива, неприемлема,

Рис. 2. Принципиальная схема трубчатого дизель-молота с ударным распыливанием топлива фирмы Kobe Steel (Япония):

/—шабот: 2—компрессионное кольцо; 3 — кольцевая впадина; 4 — рабочий цилиндр; 5— кольцевой выступ; 6—поршень

так как из-за возрастающей скорости истечения топлива возникает кавитация, приводящая сферы поршня и шабота к быстрому износу.

С целью повышения долговечности сфер поршня и шабота фирма Kobe Steel разработала дизель-молот с камерой сгорания нового типа (рис. 2)

Молот состоит из шабота с кольцевой впадиной, соприкасающейся при ударе с кольцевым выступом поршня. Топливо подается не в центр сферы, как у всех трубчатых дизель-молотов с ударным распыливанием топлива, а в кольцевую впадину. Из кольцевой впадины топливо выбрасывается в камеру сгорания, образуемую при ударе стенками рабочего цилиндра, выступами поршня и шабота. В камере сгорания топливо самовоспламеняется и сгорает, подбрасывая поршень на расчетную высоту.

В связи с тем, что истечение топлива начинается не от центра, а из кольцевой впадины, длина сферического канала сокращается, соответственно сокращается и скорость истечения топлива, так как время действия удара не изменяется. Вероятность возникновения кавитационных раковин на сферических поверхностях поршня и шабота снижается.

Недостатком данной конструкции является необходимость высокой точности изготовления кольцевого сферического углубления в шаботе и выступа на поршне для обеспечения контакта при соударении шабота и поршня по всей поверхности.

Другим существенным недостатком является невозможность равномерного распыливания топлива по всему объему камеры сгорания, поскольку топливо подается насосом в одну точку сферического углубления на торце шабота и не успевает до удара равномерно растечься по всему кольцу. Поэтому в зоне камеры сгорания, близкой к месту подачи топлива, смесь топлива с воздухом будет переобогащенная, а в противоположной зоне — обедненная. Еще больше увеличивается неравномерность распределения топлива по объему камеры сгорания при забивке наклонных свай. Все это приводит к снижению среднего эффективного давления и, следовательно, высоты подскока ударной части (при данном объеме рабочего цилиндра).

В настоящее время трубчатые дизель-молоты фирмы Kobe Steel выпускаются с камерой сгорания описанной конструкции.

Фирма Ishika-wajima Harima создала новую топливную систему, сочетающую преимущества ударного и форсуночного распыливания (рис. 3).

На стенке рабочего цилиндра 2 в зоне камеры сгорания, образованной поршнем 3 и шаботом 1, укреплен топливный насос 4, внутренняя полость которого соединена с камерой сгорания каналом 5. В корпусе насоса, состоящем из трех отдельных частей 6, 9, 11, соединенных между собой в одно целое, смонтирован поршень 7 с компрессионными кольцами. воздействующий на толкатель 8, подвижно установленный в средней части корпуса. Подвижная втулка 10, расположенная в верхней части 11 корпуса с одной стороны прижимается пружиной 12 к торцу толкателя 8, а с другой — к торцу плунжера 13 топливного насоса, сопряженного со втулкой 14.

Топливо по топливо проводу 18 подается в полость 21, а затем через отверстия 20 попадает в подплунжерную полость 15. Клапан 16, прижимаемый пружиной 19 к седлу наконечника, отсекает напорный трубопровод от подплунжерной полости. Напорный трубопровод с помощью накидной гайки крепится к корпусу игольчатой форсунки. Форсунка состоит из корпуса 22 и наконечника 25. В корпусе установлена игла 30, прижимаемая к седлу наконечника 25 пружиной 23. Полость 26 соединена каналом 24 с напорным трубопроводом. Коническая часть 29 иглы 30 отделяет полость 26 от форсуночной полости 27 и сопловых отверстий 28 форсунки.

Молот и его топливная система работают следующим образом.

При ходе поршня вниз воздух в рабочем цилиндре 2 сжимается: сжатый воздух по каналу 5 поступает во внутреннюю полость насоса и давит на поршень 7, толкатель 8 и плунжер 13. В момент, когда усилие от давления газа становится больше усилия пружины 2, плунжер начинает двигаться, открывает клапан 16 и по трубопроводу 18 подает топливо к двум форсункам 22, расположенным в зоне камеры сгорания, друг против друга. При этом топливо по каналам 21 и 24 попадает в полость 26 и, воздействуя на торец иглы 30, сжимает пружину 23, открывая доступ топлива в полость 27, откуда оно через сопловое отверстие 28 попадает в камеру сгорания, где самовоспламеняется и сгорает. Поршень 3 подбрасывается продуктами сгорания вверх на расчетную высоту. При ходе поршня 3 вниз продувается рабочий цилиндр и сжимается воздух в рабочем цилиндре. Далее цикл повторяется.