2.2.3. Основные технологические параметры паровоздушных молотов

Основными параметрами паровоздушных молотов являются энергия удара, частота ударов, расход энергоносителя, сила тяжести ударной части, скорость ударной части.

Для определения основных параметров должны быть соблюдены условия, связывающие массу ударной части свайного молота и массу сваи, что обусловливает обеспечение эффективной работы молота.

При ударе по свае кинетическая энергия, ударной части определяется по формуле, Дж:

(2.1)

где – масса ударной части молота, кг;

- скорость движения молота в момент удара, м/с.

Эта энергия расходуется на упругое и неупругое деформирование материала сваи и на полезную работу погружения сваи в грунт.

Энергия, расходуемая на деформирование сваи, находится из выражения, Дж:

(2.2)

где – масса сваи, кг;

– коэффициент восстановления скорости при ударе.

Полезная энергия рассматривается как разность:

(2.3)

К.п.д. удара выражается отношением полезной энергии погружения ко всей энергии удара:

. (2.4)

Из полученного отношения видно, что к.п.д. удара зависит от соотношения масс сваи и молота.

На погружение сваи затрачивается лишь некоторая часть кинетической энергии удара. Значительная ее часть расходуется на упругие деформации молота и сваи.

Для паровоздушных молотов простого действия работа, затрачиваемая на удар с учетом потерь, определяется из равенства

(2.5)

где – сила тяжести ударной части молота, Н;

– величина рабочего хода ударной части, м;

– к.п.д. молота.

Для паровоздушных молотов простого действия с полуавтоматическим парораспределением к.п.д. равен 0,8 – 0,9. Число ударов в минуту составляет:

(2.6)

где – продолжительность холостого хода, с;

– продолжительность рабочего хода, с;

– продолжительность переключения золотника, с.

Расход пара при работе молота простого действия определяется по формуле, кг/ч:

(2.7)

где – масса пара, поступившего в цилиндр за один ход, кг.

Для молота двойного действия значение энергии удара с учетом потерь рассчитывается по формуле

(2.8)

где – ход поршня, м;

– площадь поршня, м²;

– давление энергоносителя в цилиндре, МПа;

– сила тяжести ударной части, Н;

– результирующая сила, действующая на ударную часть при рабочем ходе.

Скорость движения поршня в момент удара можно вычислить из уравнения, м/с:

(2.9)

где – работа молота за один ход, ;

– масса ударной части, кг.

Частота ударов молота двойного действия определяется по формуле, :

где – продолжительность цикла, с.

Для обеспечения работоспособности молота двойного действия при повышении давления энергоносителя необходимо соблюдение условия

(2.10)

где – сила тяжести корпуса молота, Н.

– сила энергоносителя, действующая на поршень сверху во время рабочего хода молота, Н.

В паровоздушных молотах дифференциального действия энергоноситель поступает в подпоршневую полость независимо от направления движения ударной части. Поэтому на протяжении всего цикла на подпоршневую полость действует постоянное усилие. Учитывая это и допуская, что давление энергоносителя на большой поршень сверху остается неизменным в течение всего рабочего хода, энергию удара дифференциального молота приближенно можно рассчитать по формуле

(2.11)

где – площадь малого поршня, м².