Гидромолоты серии Delta (обзор)

Гидромолоты серии Delta охватывают широкий типоразмерный ряд гидромолотов, среди которого можно выбрать такой, чтобы он наилучшим образом подходил для навески на экскаватор, имеющийся у потребителя. По своему схемному и компоновочному решению гидромолоты F можно разделить на две группы. В первую (рис. 1, рис. 2) входят легкие молоты моделей F 3 … F 10, отличающиеся тем, что в их напорной линии питания отсутствует сетевой гидроаккумулятор, а роль упругого элемента играют РВД напорной линии. Формирование энергии удара осуществляется в основном за счет энергии, накапливаемой в поршневом аккумуляторе-пневмокамере во время взвода бойка. Эти гидромолоты применяются на экскаваторах массой от 1 до 12 т.

Во вторую группу (рис. 3, рис. 4) входят гидромолоты F 15 … F 50, навешиваемые на средние и тяжелые экскаваторы массой от 13 до 65 т. В напорной линии питания этих гидромолотов встроен гидропневматический аккумулятор, в котором гидравлическое масло и сжатый азот разделены резиновой мембраной.

Конструкция легких гидромолотов Delta предельно проста. Ударный блок гидромолота состоит из трех корпусных деталей:

• буксы, в которой размещены втулки инструмента, сменный инструмент и палец, предотвращающий выпадение инструмента, а также клапан-сапун, соединяющий пространство между бойком и инструментом с атмосферой;
• моноблочного рабочего цилиндра, в корпус которого встроен гидрораспределитель, обеспечивающий реверсирование движения поршня-бойка, верхняя направляющая втулка бойка с комбинированным уплотнением;
• крышки рабочего цилиндра, в которой размещен поршневой аккумулятор-пневмокамера и клапан для обеспечения зарядки пневмокамеры сжатым азотом.

Верхняя втулка инструмента выполнена с кольцевым упором, который ограничивает перемещение инструмента внутрь гильзы при прижатии гидромолота к объекту работы. Втулки инструмента изготавливают из легированной стали с термообработкой, обеспечивающий длительный срок службы. Обратный клапан, встроенный в буксу обеспечивает всасывание воздуха при взводе бойка. При рабочем ходе бойка вследствие повышения давления воздуха в камере между бойком и инструментом воздух выталкивается через зазоры между втулками и хвостовиком инструмента вместе с продуктами износа и абразивными частицами, которые могли попасть в зазор. В буксе также предусмотрена пресс-масленка для периодической смазки хвостовика инструмента консистентной смазкой.

Моноблочный рабочий цилиндр с встроенным в его корпус гидрораспределителем выполнен без гильзы. Термическая и физико-химическая обработка корпуса цилиндра, снижающая коэффициент трения, обеспечивает высокую долговечность зеркала цилиндра. Короткие внутрение коммутационные каналы, обеспечивают уменьшение гидравлических сопротивлений, что повышает к.п.д. гидромолота и обеспечивает возможность длительной работы без перерыва. Моноблочная конструкция рабочего цилиндра без гильзы менее ремонтопригодна, чем гильзованный цилиндр с пристыкованным гидрораспределителем, однако этот недостаток компенсируется высокой точностью изготовления сопрягаемых деталей, в том числе и гидрораспределителя, что обеспечивает высокую долговечность и надежность работы.

В нижней части корпуса рабочего цилиндра размещены два уплотнения и грязесъемник, в которых перемещается шток поршня бойка. Несколько выше в корпусе образована демпферная камера, в которую заходит поршень при «проскоках» в случае внезапного разрушения обрабатываемого молотом материала. При заходе поршня в демпферную камеру давление в последеней резко повышается, что вызывает торможение бойка и предохраняет молот от разрушения. Для того чтобы предохранить уплотнения бойка от высокого давления в демпферной камере, которое может достигать величины в несколько раз большей чем рабочее давление в гидросистеме, в корпусе цилиндра между демпферной камерой и уплотнениями штока бойка выполнена проточка, которая постоянно соединена с линией слива. Таким образом, уплотнения всегда нагружены низким давлением, что обеспечивает их высокий ресурс. При таком техническом решении установка двух уплотнений штока бойка представляется нам несколько излишней. Тот же ресурс обеспечит, одно уплотнение. Уплотнения верхнего штока бойка установлены в направляющей втулке, которая размещается в верхней части корпуса рабочего цилиндра. В этой втулке размещены три уплотнения. Самое верхнее удерживает сжатый азот в пневмокамере и предотвращает попадание масла в пневмокамеру. Среднее и нижнее предназначены для герметизации камеры рабочего хода гидромолота. Эти уплотнения разделены между собой проточкой, соединенной с линией слива. Таким образом, нижнее уплотнение нагружено рабочим давлением во время рабочего хода бойка (движение в сторону инструмента), а среднее всегда находится под давлением сливной магистрали. Такое техническое решение обеспечивает высокую надежность этого узла.

Принципиальная гидравлическая схема гидромолотов F аналогична большинству моделей многих европейских фирм, таких как Krupp, Rammer, Montabert и др. Отличием является конструктивное исполнение гидрораспределителя. Распределительный золотник легких гидромолотов (рис. 5) имеет трубчатую форму с поясками трех различных диаметров, выполненных на наружной поверхности. Пояски наибольшего и наименьшего диаметров перемещаются по внутренней поверхности гильзы, а поясок среднего диаметра перемещается внутри крышки распределителя.

Внутренняя полость золотника и его торцы во время работы молота постоянно нагружены рабочим давлением. В нижней позиции золотника, камера рабочего хода гидромолота соединена с линией слива, напорная линия отсечена от камеры рабочего хода нижним пояском золотника. В этой позиции золотника осуществляется взвод бойка. Удержание золотника в этой позиции обеспечивается за счет разности площадей поясков нижнего меньшего диаметра и верхнего среднего диаметра. После перемещения бойка на заданную величину вверх давление рабочей жидкости поступает по каналу управления в камеру управления золотником под поясок наибольшего диаметра, что вызывает переключение золотника в верхнюю позицию. При этом камера рабочего хода гидромолота отсоединяется от линии слива и соединяется с напорной линией. После торможения бойка перед верхней мертвой точкой начинается рабочий ход бойка (в сторону инструмента). Высокая точность изготовления золотника, гильзы, крышки распределителя и гнезда в корпусе рабочего цилиндра позволяет обходиться без каких-либо уплотнений между камерами распределителя, кроме уплотнения на крышке распределителя, предотвращающего наружные утечки. Зазоры между гильзой распределителя и корпусом рабочего цилиндра не превышают 0,02 мм, зазоры между поясками золотника и гильзы распределителя находятся в пределах 0,01 … 0,031 мм, неконцентричность и некруглость поясков золотника и гильзы не превышает 0,003 мм. Такая точность изготовления обеспечивает надежность и долговечную работу гидрораспределителя, который как правило, работает весь срок службы гидромолота без каких-либо ремонтов при условии соблюдения требований к чистоте и вязкости гидравлического масла.

Гидравлические молоты средних и тяжелых типоразмеров снабжены гидропневматическими мембранными аккумуляторами, которые включаются в напорную линии гидромолота и обеспечивают достаточно плавные изменения давления в гидросистеме, высокий коэффициент полезного действия, снижают вредное воздействие от пиков давления на гидравлический насос и другие компоненты гидроситемы базовой машины. Гидроаккумуляторы гидромролотов Delta F 15 … F 50 состоят из корпуса и крышки, между которыми по наружному контуру зажата резиновая мембрана.

Гидрораспределитель (рис. 6) этих гидромолотов выполнен в виде отдельного блока, который закрепляется на корпусе рабочего цилиндра с помощью болтов. Принципиальные гидравлические схемы всех моделей гидромолотов F аналогичны. Однако конструктивное исполнение гидрораспределителей средних и тяжелых гидромолотов существенно отличается от легких.

Распределительный золотник имеет трубчатую форму и базируется в корпусе распределителя по наружной поверхности по пояскам двух разных диаметров и по внутренней поверхности по неподвижной втулке также по пояскам двух разных диаметров. Разность диаметров поясков на внутренней поверхности золотника обеспечивает его установку в позицию взвода бойка, а разность диаметров поясков на внешней поверхности обеспечивает его переключение в позицию рабочего хода при соединении камеры управления с напорной линией. Торцы золотника в этой конструкции распределителя всегда находятся под давлением слива. Внутренняя полость неподвижной втулки, по которой перемещается золотник, соединена с камерой рабочего хода гидромолота и попеременно соединяется то с линией слива, то с напорной линией.

В гидромолотах F средних и тяжелых типоразмеров предусмотрена возможность регулирования энергии удара молота. Для этой цели в рабочем цилиндре гидромолота выполнены две проточки, разнесенные по длине хода поршня, соединенные с камерой управления золотником. При этом в канале, соединенном с нижней проточкой установлен игольчатый дроссель, который может полностью перекрывать этот канал. Если дроссель закрыт, то сигнал на переключение золотника из позиции взвода бойка в позицию рабочего хода, поступает при максимальном ходе бойка. В этом случае реализуется максимальная энергия удара. Если дроссель полностью открыт (два оборота), то сигнал на переключение золотника поступает при минимальном рабочем ходе бойка, реализуется режим минимальной энергии удара, но при максимальной частоте ударов. В промежуточных положениях дросселя реализуется режимы с промежуточными величинами энергии удара и частоты ударов. Наличие возможности регулирования энергии удара позволяет более эффективно использовать гидромолот в зависимости от условий работы. Так, например, при разрушении прочных материалов целесообразно работать с максимальной энергии удара, а при разрушении относительно слабых пород предпочтительнее работать с меньшей энергией удара и более высокой частотой ударов. В последнем случае происходит меньше «проскоков» бойка, что сохраняет ресурс гидромолота.

В гидрораспределителе предусмотрен еще один регулируемый дроссель, который установлен в сливной линии на выходе из камеры рабочего хода. С помощью этого дросселя также можно регулировать энергию и частоту ударов в некоторых пределах при определенных условиях работы. Если гидромолот навешен на экскаватор, у которого подача гидронасоса, питающего гидромолот ниже, чем необходимая для нормальной работы молота, то при взводе бойка аккумулятор напорной линии заряжается недостаточно, а при рабочем ходе бойка давления сильно падает. В этом случае и энергия удара, и частота ударов гидромолота не соответствует паспортным значениям. Для того чтобы обеспечить зарядку маслом напорного аккумулятора при низкой подаче гидронасоса, необходимо частично закрыть дроссель. При этом повысится давление в камере рабочего хода во время взвода бойка, соответственно повысить давление в напорной магистрали, гидроаккумулятор зарядится до необходимой величины, что и обеспечит более высокое давление при рабочем ходе и, следовательно, более высокую энергию удара. Частота ударов при этом уменьшается за счет увеличения времени взвода бойка. При подаче гидронасоса, котороя соответствует технической характеристике гидромолота, закрывать описанный выше дроссель нет никакой необходимости, более того закрытие дросселя приведет к перегрузке гидросистемы и увеличению тепловых потерь.

В некоторых модификациях средних и тяжелых гидромолотов клапан-сапун вынесен из буксы в крышку цилиндра, то есть, удален из зоны повышенной запыленности, что уменьшает вероятность попадания внутрь молота абразивных частиц. Попадание свежего воздуха в камеру между бойком и рабочим инструментом осуществляется по каналам, образованным в корпусных деталях молота.

Кроме того, на этих гидромолотах предусмотрена возможность установки картриджей для автоматической смазки хвостовика рабочего инструмента по специальным каналам в корпусных деталях, что упрощает эксплуатацию гидромолота, экономит время, затрачиваемое на его обслуживание.

Сравнительная таблица характеристик гидромолотов Delta:

Для более полного удовлетворения желаний потребителей гидромолоты Delta с одним и теми же техническими характеристиками выпускаются в различных модификациях, отличающихся способом закрепления ударного блока и всего гидромолота на базовой машине:

• Наиболее распространенной и дешевой модификацией является та, в которой ударный блок закрепляется между двумя щеками, стянутыми между собой болтами или шпильками. На щеках предусмотрены шпоночные выступы, которые входят в соответствующие гнезда на буксе гидромолота. Эти выступы и воспринимают в основном все вертикальные и горизонтальные усилия, которые возникают при работе молота, в том числе и при выворачивании отколотых кусков обрабатываемого материала.
• На верхних торцах щек предусмотрены площадки с отверстиями для крепления адаптера с помощью болтов. Вид адаптера определяется параметрами и присоединительными размерами базовой машины.
• В другой модификации щеки выполняются таким образом, чтобы присоединение к базовой машине осуществлялось сбоку.
• И, наконец, в так называемом «городском варианте» ударный блок молота размещается в замкнутом коробе. Адаптер присоединяется к верхнему торцу короба. Между стенками короба и ударным блоком молота устанавливаются различные элементы, снижающие шум и вибрацию, возникающие при работе гидромолота. (Гидромолоты в исполнении «городской вариант», как правило, поставляются под заказ и имеют стоимость + 10-20% к стоимости базовой модели – исполнение «щеки»)