Принцип работы гидромолота

Ударный блок состоит из трех частей, чаще всего стянутых между собой шпильками:

• букса, где находятся втулки, пика и стопорные пальцы
• рабочий цилиндр с гидрораспределителем, бойком гидромолота и уплотнениями
• крышка цилиндра с пневмо-камерой

Главный и основной рабочий орган — боёк (он же — поршень), который перемещается внутри цилиндра. Возвратно-поступательный ход бойка имеет три фазы: разгон от инструмента, торможение перед мертвой точкой, разгон в сторону инструмента до удара. Цикл повторяется. При этом потребление рабочей жидкости в гидромолоте непостоянно, а производительность насоса экскаватора все время высокая. Поэтому на среднюю и тяжелую серии гидромолотов устанавливаются гидроаккумуляторы (ПГА). Это нужно для увеличения КПД и более плавного изменения давления жидкости в системе.

Аккумуляторы сначала накапливают гидравлическую жидкость при торможении бойка и его разгоне от инструмента. Потом отдают рабочую жидкость в цилиндре молота при высокой скорости бойка. ПГА представляет собой корпус и крышку, между которыми зажата резиновая мембрана. Во время работы гидроаккумулятора мембрана колеблется около своего среднего положения. Это обеспечивает либо накопление гидравлической жидкости (когда скорость поршня мала), либо дополнительную подачу жидкости в цилиндр (когда скорость бойка велика). В легкой серии гидромолотов роль ПГА обычно выполняют рукава высокого давления (РВД) напорной линии, потому что объем жидкости внутри молота невелик.

Из нескольких принципиальных схем работы гидромолотов самая популярная — «европейкая». В ней боек является и поршнем в цилиндре. Он имеет два штока разных диаметров, «Нижний» шток, который наносит удары по инструменту (пика, клин, трамбовка), имеет больший диаметр. Его камера — это камера холостого хода. Она обеспечивает холостой ход, движение штока от инструмента и постоянно находится под давлением. Вторая камера цилиндра (около «верхнего» штока) является камерой рабочего хода. Она попеременно соединяется то со сливной, то с напорной линией гидросистемы базовой машины. Соединение со сливной магистралью происходит при движении бойка от инструмента (условно «вверх»). Соединение с напорной линией — при торможении бойка перед верхней мертвой точкой и движении его к инструменту, то есть разгон вниз).

Применение двухпозиционного гидрораспределителя с золотником позволяет попеременно соединять камеру рабочего хода то со сливной, то с напорной магистралью. В цилиндре есть специальные проточки, при прохождении которых поршень подает золотнику сигналы на переключение. Именно поэтому большинство поршневых гидравлических молотов требуют взведения бойка для начала работы. Только при взведении бойка напорная линия соединяется с камерой управления золотником и цилиндр переключается в позицию рабочего хода. В конце рабочего хода перед ударом бойка об инструмент происходит соединение камеры золотника со сливной линией.

В средних и тяжелых моделях можно регулировать силу и частоту ударов. Для этого в рабочем цилиндре сделаны две проточки: одна в начале, а другая — в конце хода поршня. Обе они соединены с камерой управления золотником. Максимальная энергия удара реализуется, когда золотник переключает позицию взвода бойка на рабочий ход только при максимальном ходе бойка. Самая высокая частота ударов реализуется, когда сигнал переключения золотника поступает при минимальном рабочем ходе бойка.

Регулировка силы и частоты ударов гидромолота важна при выполнении различных видов работ. Если гидромолот разрушает прочный, твердый материал (бетон, гранит), то высокую производительность даст высокая энергия ударов при низкой частоте. Если гидромолот работает на разрушении трещиноватых материалов (скальные выветренные породы), то эффективнее повысить частоту при снижении энергии ударов. Правильная регулировка гидромолотов позволяет сохранять их ресурс, потому что снижает количество холостых ударов бойка.

Для удобства работы в гидроаккумулятор встроен специальный дроссель, который регулирует силу и частоту ударов при слабой подаче насоса с базовой машины. Этот дроссель встроен в сливную магистраль на выходе из камеры рабочего хода поршня. Без него при взводе бойка ПГА заряжается недостаточно, а при рабочем ходе поршня давление сильно падает. Без него ни частота, ни энергия ударов гидромолота не дадут эффективного выполнения задач. Частичное закрытие дроссельной заслонки позволяет зарядить ПГА даже при низкой подаче гидронасоса экскаватора. При этом одновременно повысится давление в камере рабочего хода, а напорной линии, а значит — повысится энергия удара и снизится частота. Ход бойка и время его взведения будут максимальными. Если подача гидравлической жидкости от гидронасоса машины-носителя соответствует параметрам, которые требует гидромолот, то частично закрывать этот дроссель не требуется. Может произойти перегрузка гидросистемы экскаватора и увеличатся тепловые потери.

Производительностью гидравлического молота принято считать объем разрушенного материала (добытой породы) в единицу времени. Обычно это куб.м/час или т/час. Поршневой гидромолот треть времени тратит на позиционирование рабочего инструмента для взведения бойка. Это — серьезные потери времени и недополученной прибыли. Мембранные гидромолоты (или полностью гидравлические), в отличие от поршневых, могут начинать стучать при минимальном взведении поршня.

Конструктив этого типа навесного оборудования определяет их высокую цену, часто недоступную для потребителя. Но высокая эффективность и долгий срок службы в режиме 24/7 оставляет эти гидромолоты в премиум-сегменте для профессионального использования.

Более приближенными к отечественному потребителю являются гидромолоты Impulse с низким усилием прижатия. Они приближены к мембранным за счет повышения производительности работ на 30%. Задачи выполняются быстрее, топлива тратится меньше. И все это — при низкой стоимости владения.