Gravemaskine Monterede Hydrauliske Vibratorer
Ramning af Spuns og Stålpæle
Modelrække med centrifugalkraft fra 70 til 550 kN.
Højfrekvente – fra 2500 to 3000 omdr./min (40 Hz to 50 Hz)
Vibratoren monteres i stedet for gravemaskinens skovl.
Modelrække med centrifugalkraft fra 70 til 550 kN.
Højfrekvente – fra 2500 to 3000 omdr./min (40 Hz to 50 Hz)
Vibratoren monteres i stedet for gravemaskinens skovl.
Med en medfølgende specialdesignet spunsløfter (kædeklemme) kan spunsen løftes til lodret, hvorefter den gribes med vibratorens klør og vibreres til endelig indtrængning.
Med monteret kompakteringsplade i vibratorens klør, er vibratorerne også velegnede til kompaktering af jord.
Dawson Vibratorerne leveres med spunsløfter (kædeklemme) – se billedet nedenfor eller Kædeklemme-Spunsløfter
Med Spunsløfteren løftes pælen (spunsen eller stålprofilen) til lodret og gribes med vibratorens klo, der herefter fastholder pælen. Den vibreres derefter samtidigt med at gravemaskinen trykker vibrator med pæl nedad. Dette i forbindelse med egenvægten af vibrator og spuns resulterer i hurtig og effektiv indtrængning.
Hydrauliske vibratorer består generelt af:
Vibratorhuset indeholder et lige antal aksler med excentrikker, der roteres synkront i modsat retning og i fase. De resulterende lodrette, svingende kræfter overføres til spunsen eller pælen, der skal installeres. Frekvensen – antal svingninger pr. sek. – angives i Hz og er rotationshastigheden (omdr/min) divideret med 60.
Dæmpningshuset (Sadlen) er forbundet til vibratorhuset via svingningsdæmpere og forsynet med en anordning for montering til en gravemaskine, kran eller rig. På Dawson vibratorerne er anordningen en swivel.
Under vibratorhuset er monteret en hydraulisk klo, der klemmer omkring spuns eller pæl og overfører svingningerne fra vibratorhuset. Ved installation af rør monteres en Caisson Clamp – se billede nedenfor.
Specifikation | Dim. | EMV70 | EMV300 | EMV450 | EMV550 |
Statisk Moment | kgm | 0.7 | 4.6 | 6.9 | 8.3 |
Frekvens | omdr/min | 3000 | 2400 | 2460 | 2500 |
Centrifugalkraft | kN | 70 | 300 | 450 | 550 |
Dynamisk masse | kg | 410 | 625 | 1008 | 1150 |
Total Masse | kg | 520 | 965 | 1275 | 1500 |
Max. Tryk/Træk | kg | 2800 | 15000 | 15000 | 15000 |
Klo kraft | Tons | 30 | 36 | 54 | 66 |
Kløerne på Dawson vibratorer er standard forsynet med kæber for installation af stålspuns.
De mindre vibratorer EMV300 (centrifugalkraft 300 kNm) er velegnet for installation af plastik spuns.Til dette formål kan standardkæberne udskiftes med flade kæber.
Sadlen (den røde del) på de Gravemaskinmonterede hamre (EMV-hamre – Excavator Mounted Hammers) kan udskiftes med en saddel til brug for drift fra kran. Med tilkøb af en CSV-saddel som ekstraudstyr (CSV – Crane Suspended Vibrator) opnås et meget alsidigt hammersæt.
Universal-kloen på en CSV version af EMV550 kan udskiftes med en Caissonbjælke med to kløer. Dette gør det muligt at installere rør fra 300 mm ø til 1100 mm ø.
Udover CSV-saddel og Caissonbjælke med kløer tilbydes som tilvalg:
Olieflow
Olieflowet til vibratorens hydrauliske motorer bestemmer rotationshastigheden af vibratorens aksler med excentrikker og dermed dens centrifugalkraft. Fuld rotationshastighed kræver et minimum flow – se tabellen. For vibratoren EMV450 opnås f.eks. 460 omdr/min ved et flow på 195 l/min. Højere flow end min. flow sendes tilbage til tanken. For at spare energi og dermed brændstof anbefales det ved montering at sætte flowet fra gravemaskinen til en smule over min. flow for vibratoren.
Max. flow er det maksimale flow, som flowregulatoren kan håndtere. Højere flow fører til instabilitet i flowreguleringen.
Olietryk
Størrelsen af vibratorernes hydraulikmotorer – dvs. deres drejningsmoment (torque) – sikrer, at hamrenes nominelle omløbstal og dermed nominelle centrifuglkraft opretholdes også under hård ramning. Motorerne kræver et vist hydraulisk olietryk, kaldt minimum tryk, for at yde det drejningsmoment, som motorerne er konstrueret til.
Ved minimum flow og minimum tryk kører vibratoren med normal hastighed og leverer den specificerede centrifugalkraft.
Max. tryk angiver det største tryk komponenter og motorer er konstrueret til. Dawson vibratorer har ikke trykaflastningsventiler, men forlader sig på gravemaskinernes aflastningsventiler.
Dawson Spuns- og Pælevibratorer – Hydraulik
Model | Centri-fugalkraft | Omdr/min | Min.
Flow |
Max.
Flow |
Min.
Tryk |
Max.
Tryk |
Hydraul.
Kraft |
kN | rpm | l/min | l/min | bar | bar | kW | |
EMV300 | 300 | 2400 | 130 | 250 | 280 | 350 | 60 |
EMV450 | 450 | 2460 | 195 | 350 | 270 | 350 | 88 |
EMV550 | 550 | 2500 | 256 | 400 | 280 | 350 | 120 |
En gravemaskine, der skal drive en hydraulisk vibrator, skal have en motorydelse der mindst svarer til vibratorens hydrauliske effekt. I modsat fald er gravemaskinens motor for lille til at udnytte vibratorens kapacitet.
Her skal man være opmærksom på, at kun ca. 70% af den for gravemaskinen oplyste nominelle motoreffekt er til rådighed for selve vibratoren. Resten af effekten medgår til gravemaskinens “egne funktioner”, køling, bevægelse af bom etc.
Vibratorens hydrauliske effekt er normalt angivet i specifikationerne i databladet for pågældende vibrator. Hvis det ikke er tilfældet kan den beregnes efter nedenstående formel:
Flow [l/min] x tryk [bar]/600 = Hydraulisk Effekt [kW]
———————————————————————
Som tommelfingerregel gælder:
Motorkraften på en gravemaskine, der skal drive en hydraulisk vibrator, skal være mindst 1,4 gange vibratorens hydrauliske effekt (kun 70% er til rådighed for vibratoren)
Kapaciteten og alsidigheden af hydrauliske vibratorer til pæleinstallation er ofte undervurderet. I mange tilfælde er vibratorer mere effektive end Hydrohamre – Hydrauliske Impact Hamre – og ofte lønsomt supplerende udstyr.
For detaljer om brug, principper og konstruktion af hydrauliske vibratorer – download pdf-filen nedenfor (er på engelsk):
Til valg af den rigtige hydrauliske vibrator til et givet job findes nogle alment anvendelige tommelfingerregler. For ler er specielt amplituden vigtig. For sand er den mindre vigtig, men den bør være mellem 3 og 6 mm. Centrifugalkraften er derimod vigtigere.
For mere information – download pdf-filen nedenfor (er på engelsk):
Normalfrekvens hydrauliske vibratorer roterer med mellem 1200 og 2000 omdr/min og vibrerer dermed med en frekvens på mellem 20 og 33 Hz.
Højfrekvente hydrauliske vibratorer roterer med mellem 2000 og 3000 omdr/min og dermed med en frekvens på mellem 33 and 50 Hz.
Frekvens og Omløbstal
Frekvens (måles i HZ (Herz) = vibrationer per sekund)
svarer til
Vibratorens rotationshastighed divideret med 60 (måles i omdr/min – omdrejninger per minut – svarende til det engelske rpm – revolutions per minute).
Begrebet resonans misforstås ofte.
Resonans
Ethvert fleksibelt legeme – også jord – har en Egenfrekvens, også kaldt Kritisk Frekvens eller Naturlig Frekvens. Hvis legemet påvirkes med en udefra kommende svingning med nøjagtig denne frekvens, vil legemet reagere ved at svinge med kraftige udsving (stor amplitude) – kun begrænset af mulig dæmpning, kaldt dæmpningsfaktoren. Legemet er i resonans.
Et eksempel fra anden teknologi: Hvis en rotor roterer med dens kritiske omløbstal, vil en udefra kommende kraft på rotoren få den til at bøje ud, så den roterer som et sjippetov og dermed have stor risiko for at knække.
Den såkaldte Forstørrelsesfaktor udtrykker størrelsen af udbøjningen (amplituden) ved den kritiske frekvens. Forstørrelsesfaktoren afhænger af kroppens dæmpning. Med lav dæmpning er forstørrelsesfaktoren høj.
De fleste jordlag har en egenfrekvens på mellem 15 og 20 Hz (svingninger per sekund). Dette svarer til et rotationshastighed for en vibrator på 900 to 1200 rpm (omdrejninger per minut).
Når jord påvirkes med vibrationer i området omkring dens egenfrekvens, vil den reagere med svingninger med høje udslag (amplituder). Svingningerne vil forplante sig til omgivelserne. Resultatet er større eller mindre forstyrrelser i jorden i form af revner og sætninger – og ofte i skader på nærliggende bygninger.
Amplituden og dermed forstyrrelsernes størrelse påvirkes af jordens dæmpning, der afhænger af jordarter, lagdeling, vandindhold etc. Jo lavere dæmpning des større amplitude.
Højfrekvente vibratorer arbejder ved frekvenser på mellem 2400 og 3000 omdr/min og dermed bekvemt langt væk fra jords egenfrekvens. Denne type vibratorer foretrækkes normalt. Alle Dawson-vibratorer er højfrekvente.
Meget lavfrekvente vibratorer kan med fordel anvendes i specielle tilfælde, hvor jordarten ved at svinge med bidrager til at forstærke indtrængningen af spunsen. Anvendte vibratorer kan have rotationshastigheder på 1200 til 1500 svarende til 20 til 25 Hz. Metoden er kun anvendelig med større vibratorer frit hængende fra kran og hvor arbejdet udføres langt væk fra bygninger og andre strukturer, der kunne blive beskadiget.