Влияние гидромолота на базовую машину

Гидромолот, в отличие от других видов навесного оборудования, динамически воздействует на базовую машину.

Во время работы гидромолота на экскаватор действует знакопеременная реакция – она направлена вдоль продольной оси молота и обусловлена возвратно-поступательным движением бойка. Эта реакция должна быть уравновешена весом корпуса молота и частью веса экскаватора.

Динамическое воздействие гидромолота на базовую машину проявляется и в создании более высокой, чем при использовании других видов оборудования, вибрационной нагрузки на оператора-машиниста экскаватора.

Немного теории

Рабочее оборудование экскаватора с гидромолотом представляет собой колебательную систему нескольких масс - молота, рукояти, стрелы. Они имеют шарнирные сочленения и упругости (в том числе гидроцилиндры).

Для уравновешивания реактивной силы, возникающей при движении бойка, гидромолот необходимо прижимать к объекту работы с помощью гидроцилиндров привода рабочего оборудования экскаватора. Контролировать усилие прижатия машинисту затруднительно, поэтому, как правило, экскаватор вывешивается, опираясь на молот, а часть его колес или гусениц отрывается от поверхности. Высота отрыва уменьшается по мере заглубления инструмента в материал.

При этом трудно обеспечить приложение усилия вдоль продольной оси молота. Несовпадение направления реакции гидромолота и усилия прижатия ведет к увеличению износа направляющих втулок инструмента, снижению эффективности молота и увеличению вибрационной нагрузки на базовую машину. Особенно это реально в тех случаях, когда ось молота не перпендикулярна обрабатываемой поверхности и не совпадает с вертикалью. Когда внедрение инструмента в разрушаемую среду за каждый удар достаточно мало (1-5мм), величина напряжений меньше, чем в режиме копания ковшом, а уровень вибрации меньше, чем это регламентировано санитарными нормами.

После каждого удара корпус молота под действием силы прижатия опускается до упора в инструмент, то есть экскаватор как бы падает с некоторой высоты, ударяясь о неподвижный инструмент. Это вызывает реакцию, величина которой тем выше, чем больше внедрение пики за предыдущий удар.

Попытки уменьшить динамическое воздействие на базовую машину

Исследования, проведенные специалистами советского института ВНИИстройдормаш еще в 80-х, показали, что отрыв свыше 150 мм и последующее падение экскаватора до удара о грунт приводит к возникновению в металлоконструкции рабочего оборудования и ходовой рамы опасных напряжений, которые могут привести к серьезным поломкам.

Амортизаторы

Различные производители гидромолотов предпринимают попытки уменьшить динамическое воздействие на базовую машину. Для этого ударный блок молота размещают в коробчатом кожухе, что дает возможность относительного перемещения при сжатии упругих амортизаторов, которые выполнены в виде спиральных пружин или резиновых/пластмассовых блоков. Действительно, такие амортизаторы несколько снижают динамику воздействия на экскаватор, когда упругая деформация амортизаторов не превышает величину внедрения инструмента за удар.

Однако величина хода амортизаторов, а следовательно, величина их энергоемкости невелика, поэтому они не защищают экскаватор с вывешенными колесами при внезапном разрушении обрабатываемого материала.

Виброзащитная подвеска

В те же 80-е годы во ВНИИстройдормаш была разработана так называемая виброзащитная подвеска гидромолота. В этой конструкции ударный блок молота мог перемещаться относительно адаптера, присоединенного жестко к экскаватору, с помощью гидроцилиндра с ходом около 250 мм.

Гидроцилиндр был включен в гидросистему параллельно с рабочим цилиндром молота, а площадь поршня цилиндра прижима выбрана таким образом, чтобы усилия прижатия при рабочем давлении гидромолота не могли вывешивать экскаватор на максимальном вылете рабочего оборудования. Усилие прижатия при этом всегда направлено вдоль оси молота.

При испытаниях было отмечено, что уровень амплитуды колебаний элементов рабочего оборудования экскаватора уменьшался в 2-2,5 раза в сравнении с жестким закреплением гидромолота в адаптере.

Но самое главное - при внезапном разрушении негабарита экскаватор не ударяется о поверхность грунта, так как его колеса не оторваны от поверхности при прижатии молота. Следовательно, такая подвеска существенно увеличивает ресурс экскаватора. Сегодня гидромолоты с повышенной вибро- и шумозащитой изготавливаются различными производителями, но их стоимость выше гидромолота стандартного исполнения.

Рекомендации при работе гидромолотом

Учитывая особенности эксплуатации гидромолота, в руководствах по эксплуатации всегда даются следующие рекомендации:

• устанавливать гидромолот на объект работы перпендикулярно обрабатываемой поверхности;
• прижимать гидромолот к объекту работы с помощью гидроцилиндров рабочего оборудования так, чтобы равнодействующая сила прижима была направлена вдоль оси молота;
• при прижатии молота и во время его работы колеса и гусеницы экскаватора не должны отрываться от поверхности более чем на 150 мм;
• при прижатии молота гидроцилиндры привода рабочего оборудования экскаватора не должны доходить до своих крайних положений примерно на 100 мм.

Соблюдение данных рекомендаций продлевает срок службы и гидромолота, и экскаватора.