CN104005310B

CN104005310B - 一种气液双充捣固机

Info

Publication number: CN104005310B
Application number: CN201410252917.0A
Authority: CN
Inventors: 蒋发光; 刘晓宁; 何生; 桂宏; 陈本理; 谢帅; 卓昌荣; 张佳佳
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-06-10
Also published as: CN104005310A

Abstract

本发明涉及一种用于铁路建设或维护过程中捣固作业的气液双充捣固机。它相对现有捣固机其单次冲击能量更大、冲击效果更好、结构简单、密封性能好。其技术方案是：小齿轮与壳体间安装深沟球轴承，下方安装带弹簧密封圈；大齿轮轴上依次安装深沟球轴承、轴用弹性挡圈，大齿轮轴与壳体盖间安装滚针轴承；壳体盖上深沟球轴承上方安装孔用弹性挡圈；大齿轮轴上安装定位销，大齿轮与定位销配合，用螺钉轴向固定；大齿轮曲轴处依次安装滚针轴承、连杆；小齿轮与壳体盖间依次安装深沟球轴承、轴用弹性挡圈、O型密封圈、密封盖、孔用弹性挡圈；连杆与活塞用活塞销连接，活塞套入冲击锤。本捣固机冲击力大、效果好；结构简单、简化了密封结构、便于拆装。

Description

一种气液双充捣固机

技术领域

本发明涉及一种气液双充捣固机。该捣固机是将目前单一压缩介质的捣固机改为充气或充液的气液双充捣固机，其动力机产生动力后，通过捣固机传动装置将动力传递给气体或者液体，实现动力的柔性传递和转化，然后将动力机输出的力转化为轴向的往复推力传递给镐钎，最后搞钎直接作用于枕木或其他被捣固物，属于铁路建设和维护过程中重要的手持捣固作业工具。

背景技术：

我国乃至世界大部分铁路路基，都是采用枕木碎石道床的结构，它有一个特点即每隔一段时间(视列车的频次而定)就需要进行捣固作业(即将被挤开的碎石重新填至枕木以下并捣实)，高速干线的捣固周期为3～6天。在我国铁路未提速以前主要使用捣固作业车和液压式捣固机捣固(需要在线路上行走)；提速后由于列车运行间隔缩短(最短为5分钟)，大型机械已无法从事日常作业施工，轻便高效的手持式内燃捣固机就成了最佳的捣固施工工具。捣固机主要用于建筑施工时的混凝土浇注和铁路维修过程中捣实轨枕下面的石喳。在铁路行业捣固机属于一种专用养修机械，主要用于铁路碎石道床的捣固作业。捣固机按种类可分为液压捣固机、软轴捣固机、内燃捣固机和电动捣固机。其中内燃捣固机既没有冗长的电缆线，也没有笨重的软轴，设计新颖、结构紧凑，是一种上下道迅速、操作轻便的捣固设备，特别适合道岔捣固作业。

目前，用于铁路线路捣固作业的内燃捣固机根据压缩介质的不同可分为气式内燃捣固机和液式内燃捣固机。其中气式内燃捣固机结构形式较简单、便于加工，但冲击效果不如液式内燃捣固机；而液式内燃捣固机虽然冲击效果稍好，但结构形式的复杂程度和加工精度都高于气式内燃捣固机，并且液式内燃捣固机没有过载保护。另外，气式内燃捣固机多处使用螺纹胶、密封胶，虽然简化了密封形式，却加大了拆装难度，特别是在未知该位置使用了密封胶的情况下，很难拆除；而在安装过程中，大齿轮轴靠近大齿轮那一端安装了一个深沟球轴承，在定位该轴承外圈的时候用到了卡簧，为安装该卡簧，需通过大齿轮上的一个孔慢慢调整，同样在拆除该卡簧的时候也需要通过大齿轮上的孔，慢慢把卡簧拽出来，此处拆装均十分繁琐；此外有一对长螺栓贯通外壳连接了工具筒、外壳和壳体，不仅不好拆装，而且对螺栓强度要求很高。

发明内容：

本发明的目的是针对现有捣固机结构形式中存在的缺陷，在深入研究现有结构形式的基础上，特提出了一种结构新颖、性能优良的气液双充捣固机。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种气液双充捣固机，是由镐钎、弹性销、橡胶垫、凸轮、工具筒、冲击锤、旋转轴唇形密封、C型防尘圈、垫片、阶梯形同轴密封件、导向环、孔用弹性挡圈、活塞销、活塞、连杆、外壳、壳体、滚针轴承、大齿轮、定位销、内六角平圆头螺钉、深沟球轴承、摩擦离合器总成、带弹簧密封圈、小齿轮、壳体盖、O型密封圈、轴用弹性挡圈、密封盖、大齿轮轴、六角头螺栓、机箱外壳、提手总成、动力机、油箱组成。其结构特征是：小齿轮与壳体之间安装深沟球轴承B，深沟球轴承B的下方，小齿轮与壳体之间安装带弹簧密封圈，小齿轮轴上有轴肩，壳体上有台阶；大齿轮轴上依次安装深沟球轴承A、轴用弹性挡圈B，大齿轮轴上有轴肩；大齿轮轴与壳体盖之间安装滚针轴承B；壳体盖上深沟球轴承A上方安装孔用弹性挡圈B，壳体盖上有台阶；大齿轮轴上安装四个定位销，大齿轮与四个定位销配合，并用三个内六角平圆头螺钉轴向固定，大齿轮端面安装螺钉处设置一个凹槽；大齿轮曲轴处依次安装滚针轴承A、连杆；小齿轮与壳体盖之间依次安装深沟球轴承C、轴用弹性挡圈A、O型密封圈、密封盖、孔用弹性挡圈C，壳体盖上有台阶；壳体盖与壳体之间加垫片C用六角头螺栓A固定；连杆与活塞之间用活塞销连接，活塞内活塞销两端用孔用弹性挡圈A定位，活塞销与连杆之间和活塞销与活塞之间均为间隙定位配合；活塞套入冲击锤内，活塞与冲击锤为基孔制间隙很小的滑动配合；冲击锤端部套上导向环；外壳与冲击锤冲击部分相配合处依次安装阶梯形同轴密封件、C型防尘圈和旋转轴唇形密封；冲击锤套入外壳，冲击锤与外壳为基轴制间隙很小的滑动配合；外壳与壳体之间加垫片B，并用螺栓连接；橡胶垫与凸轮配合，用弹性销装入工具筒；工具筒与外壳加垫片A用螺栓连接，工具筒与外壳连接处，其结构形式为曲路密封；镐钎装入工具筒，并转动凸轮卡紧镐钎；动力机上安装提手总成；摩擦离合器总成用螺母连接动力机输出轴，摩擦离合器总成内孔为锥面与动力机输出轴相配合；动力机与壳体之间加垫片D用六角头螺栓B连接；安装机箱外壳；安装油箱。其中，在冲击锤内腔的上方和下方相对开有两个槽，中间有一段环状槽将两个槽联通，并且下方的槽并未到内腔底部。外壳上设置有油腔、油孔和注油孔；油腔对称分布中间不连通，在注油孔附近有一段相连通；注油孔在靠近与工具筒连接的那一端即下端，略高于下端油孔；油孔分布在外壳内腔的两端，其中上端油孔略高于冲击锤运动的上极限位置，下端油孔略高于外壳内腔底部，外壳与冲击锤端面相配合处为同一角度。大齿轮和大齿轮轴用四个定位销配合，用三个内六角平圆头螺钉轴向固定，四个定位销来保证大齿轮和大齿轮轴同步转动，其中三个内六角平圆头螺钉和四个定位销交错布置；三个内六角平圆头螺钉中心在同一个圆上，三个之间间隔120度；四个定位销在内六角平圆头螺钉外侧，且中心在同一个圆上，四个之间间隔90度；三个内六角平圆头螺钉安装时均在大齿轮凹槽内，不超出大齿轮端面；四个定位销为非标件，安装时，先将定位销打入大齿轮的盲孔内，然后将大齿轮轴与定位销配合。

本气液双充捣固机工作原理如下：

工作时，启动动力机，动力机输出轴与摩擦离合器总成锥面内孔的锥面配合保证动力机输出轴与摩擦离合器总成锥面内孔的同轴关系，动力机输出轴端部的螺母使动力机输出轴在摩擦离合器总成锥孔内实现轴向锁紧，更好的保证动力机输出轴与摩擦离合器总成锥面内孔的同心度。依靠锥面的摩擦力将动力机动力传递给与输出轴相连的摩擦离合器总成。摩擦离合器总成在达到一定转速的时候，在离心力的作用下通过摩擦传动将动力传递给小齿轮轴。小齿轮轴上的小齿轮与大齿轮组成齿轮副，降速后将动力由与大齿轮一体的曲轴输出。曲轴通过滚针轴承与连杆相配合，连杆通过活塞销与活塞相配合，曲轴通过连杆将旋转运动转化为往复运动将动力传递给活塞。活塞在冲击锤腔体内做往复运动，通过压缩空气或液压油将动力传递给冲击锤，最后，冲击锤在外壳内腔运动，冲击镐钎来做功。

本发明的有益效果是：(1)本捣固机冲击能量较大，冲击效果较好；(2)结构简单，在保证密封的前提下简化了密封结构，便于拆装。

附图说明：

图1为本发明一种气液双充捣固机结构剖面图。

图中，1、镐钎,2、弹性销，3、橡胶垫，4、凸轮，5、工具筒，6、冲击锤,7、旋转轴唇形密封，8、C型防尘圈，9、垫片A，10、阶梯形同轴密封件，11、导向环，12、孔用弹性挡圈A,13、活塞销,14、活塞，15、连杆，16、外壳，17、垫片B,18、壳体，19、滚针轴承A，20、大齿轮，21、孔用弹性挡圈B，22、定位销，23、内六角平圆头螺钉，24、深沟球轴承A，25、摩擦离合器总成，26、深沟球轴承B，27、带弹簧密封圈，28、小齿轮，29、壳体盖，30、深沟球轴承C，31、垫片C,32、O型密封圈，33、轴用弹性挡圈A，34、密封盖，35、孔用弹性挡圈C，36、轴用弹性挡圈B，37、滚针轴承B，38、大齿轮轴,39、六角头螺栓A，40、机箱外壳，41、提手总成，42、动力机，43、六角头螺栓B，44、垫片D，45油箱。

具体实施方式：

以下结合附图对本气液双充捣固机实施方式做具体说明：

实施例1为气式，压缩介质为空气。如图1所示，小齿轮28与壳体18之间安装深沟球轴承B26，深沟球轴承B26下方，小齿轮28与壳体18之间安装带弹簧密封圈27；大齿轮轴38上依次安装深沟球轴承A24、轴用弹性挡圈B36；大齿轮轴38与壳体盖29之间安装滚针轴承B37；壳体盖29上深沟球轴承A24上方安装孔用弹性挡圈B21；大齿轮轴38上安装四个定位销22，大齿轮20与四个定位销22配合，并用内六角平圆头螺钉23轴向固定；大齿轮20曲轴处依次安装滚针轴承A19、连杆15；小齿轮28与壳体盖29之间依次安装深沟球轴承C30、轴用弹性挡圈A33、O型密封圈32、密封盖34、孔用弹性挡圈C35；在壳体18内装入足够的黄油，壳体盖29与壳体18之间加垫片C31用六角头螺栓A39固定；连杆15与活塞14之间用活塞销13连接，活塞14内活塞销13两端用孔用弹性挡圈A12定位，在活塞14内装入足够的黄油，活塞销13与连杆15之间和活塞销13与活塞14之间均为间隙定位配合；活塞14套入冲击锤6内，在冲击锤6内腔装入少量黄油，活塞14与冲击锤6为基孔制间隙很小的滑动配合；冲击锤6端部套上导向环11；外壳16与冲击锤6冲击部分相配合处依次安装阶梯形同轴密封件10、C型防尘圈8和旋转轴唇形密封7；冲击锤6套入外壳16，冲击锤6与外壳16为基轴制间隙很小的滑动配合；外壳16与壳体18之间加垫片B17，并用螺栓连接；橡胶垫3与凸轮4配合，用弹性销2装入工具筒5；工具筒5与外壳16之间加垫片A9用螺栓连接，工具筒5与外壳16连接处为曲路密封；镐钎1装入工具筒5，并转动凸轮4卡紧镐钎1；动力机42上安装提手总成41；摩擦离合器总成25用螺母连接动力机42输出轴；动力机42与壳体18之间加垫片D44用六角头螺栓B43连接；安装机箱外壳40；安装油箱45。添加在捣固机腔体内的黄油主要对活塞14和齿轮副起润滑作用。启动后，动力机42动力由输出轴传递给与输出轴相连的摩擦离合器总成25，摩擦离合器总成25在达到一定转速的时候，在离心力的作用下通过摩擦传动将动力传递给小齿轮28，小齿轮28与大齿轮20组成齿轮副，降速后将动力由与大齿轮20一体的曲轴输出，然后曲轴通过滚针轴承A19与连杆15相配合，连杆15通过活塞销13与活塞14相配合，活塞14在冲击锤6腔体内做往复运动，通过压缩空气将动力传递给冲击锤6，最后，冲击锤6冲击镐钎1来做功。

实施例2为液式，压缩介质为液压油。如图1所示，小齿轮28与壳体18之间安装深沟球轴承B26，深沟球轴承B26下方，小齿轮28与壳体18之间安装带弹簧密封圈27；大齿轮轴38上依次安装深沟球轴承A24、轴用弹性挡圈B36；大齿轮轴38与壳体盖29之间安装滚针轴承B37；壳体盖29上深沟球轴承A24上方安装孔用弹性挡圈B21；大齿轮轴38上安装四个定位销22，大齿轮20与四个定位销22配合，并用内六角平圆头螺钉23轴向固定；大齿轮20曲轴处依次安装滚针轴承A19、连杆15；小齿轮28与壳体盖29之间依次安装深沟球轴承C30、轴用弹性挡圈A33、O型密封圈32、密封盖34、孔用弹性挡圈C35；壳体盖29与壳体18之间加垫片C31用六角头螺栓A39固定；连杆15与活塞14之间用活塞销13连接，活塞14内活塞销13两端用孔用弹性挡圈A12定位，活塞销13与连杆15之间和活塞销13与活塞14之间均为间隙定位配合；活塞14套入冲击锤6内，活塞14与冲击锤6为基孔制间隙很小的滑动配合；冲击锤6端部套上导向环11；外壳16与冲击锤6冲击部分相配合处依次安装阶梯形同轴密封件10、C型防尘圈8和旋转轴唇形密封7；冲击锤6套入外壳16，冲击锤6与外壳16为基轴制间隙很小的滑动配合；外壳16与壳体18之间加垫片B17，并用螺栓连接；橡胶垫3与凸轮4配合，用弹性销2装入工具筒5；工具筒5与外壳16之间加垫片A9用螺栓连接，工具筒5与外壳16之间连接处曲路密封；镐钎1装入工具筒5，并转动凸轮4卡紧镐钎1；动力机42上安装提手总成41；摩擦离合器总成25用螺母连接动力机42输出轴；动力机42与壳体18之间加垫片D44用六角头螺栓B43连接；安装机箱外壳40；安装油箱45。装配后，通过外壳16上的注油孔向内注入足够的液压油。这些液压油一方面是压缩介质，将动力由活塞14传递给冲击锤6，另一方面对活塞14和齿轮副起润滑作用。启动后，动力机42动力由输出轴传递给与输出轴相连的摩擦离合器总成25，摩擦离合器总成25在达到一定转速的时候，在离心力的作用下通过摩擦传动将动力传递给小齿轮28，小齿轮28与大齿轮20组成齿轮副，降速后将动力由与大齿轮20一体的曲轴输出，然后曲轴通过滚针轴承A19与连杆15相配合，连杆15通过活塞销13与活塞14相配合，活塞14在冲击锤6腔体内做往复运动，通过压缩液压油将动力传递给冲击锤6，最后，冲击锤6冲击镐钎1来做功。

Claims

1.一种气液双充捣固机，是由动力机、镐钎、弹性销、橡胶垫、凸轮、工具筒、冲击锤、旋转轴唇形密封、C型防尘圈、垫片、阶梯形同轴密封件、导向环、孔用弹性挡圈、活塞销、活塞、连杆、外壳、壳体、滚针轴承、大齿轮、定位销、内六角平圆头螺钉、深沟球轴承、摩擦离合器总成、带弹簧密封圈、小齿轮、壳体盖、O型密封圈、轴用弹性挡圈、密封盖、大齿轮轴、六角头螺栓、油箱、提手总成、机箱外壳构成；其特征在于：小齿轮(28)与壳体(18)之间安装深沟球轴承B(26)，深沟球轴承B(26)的下方，小齿轮(28)与壳体(18)之间安装带弹簧密封圈(27)；大齿轮轴(38)上依次安装深沟球轴承A(24)、轴用弹性挡圈B(36)；大齿轮轴(38)与壳体盖(29)之间安装滚针轴承B(37)；壳体盖(29)上深沟球轴承A(24)上方安装孔用弹性挡圈B(21)；大齿轮轴(38)上安装四个定位销(22)，大齿轮(20)与四个定位销(22)配合，并用内六角平圆头螺钉(23)轴向固定；大齿轮(20)曲轴处依次安装滚针轴承A(19)、连杆(15)；小齿轮(28)与壳体盖(29)之间依次安装深沟球轴承C(30)、轴用弹性挡圈A(33)、O型密封圈(32)、密封盖(34)、孔用弹性挡圈C(35)；壳体盖(29)与壳体(18)之间加垫片C(31)用六角头螺栓A(39)固定；连杆(15)与活塞(14)之间用活塞销(13)连接，活塞(14)内活塞销(13)两端用孔用弹性挡圈A(12)定位；活塞(14)套入冲击锤(6)内；冲击锤(6)端部套上导向环(11)；外壳(16)与冲击锤(6)冲击部分相配合处依次安装活塞杆密封用阶梯形同轴密封件(10)、C型防尘圈(8)和旋转轴唇形密封(7)；冲击锤(6)套入外壳(16)；外壳(16)与壳体(18)之间加垫片B(17)，并用螺栓连接；橡胶垫(3)与凸轮(4)配合，用弹性销(2)装入工具筒(5)；工具筒(5)与外壳(16)之间加垫片A(9)用螺栓连接；镐钎(1)装入工具筒(5)，并转动凸轮(4)卡紧镐钎(1)；动力机(42)上安装提手总成(41)；摩擦离合器总成(25)用螺母连接动力机(42)输出轴；动力机(42)与壳体(18)之间加垫片D(44)用六角头螺栓B(43)连接；安装机箱外壳(40)；安装油箱(45)；所述外壳(16)上设置有油腔、油孔和注油孔；油腔对称分布中间不连通，在注油孔附近有一段相连通；注油孔在靠近与工具筒(5)连接的那一端即下端，略高于下端油孔；油孔分布在外壳(16)内腔的两端，其中上端油孔略高于冲击锤(6)运动的上极限位置，下端油孔略高于外壳(16)内腔底部。

2.根据权利要求1所述气液双充捣固机，其特征是：大齿轮(20)和大齿轮轴(38)用四个定位销(22)配合，用三个内六角平圆头螺钉(23)轴向固定，其中三个内六角平圆头螺钉(23)和四个定位销(22)交错布置；三个内六角平圆头螺钉(23)中心在同一个圆上，三个之间间隔120度；四个定位销(22)在内六角平圆头螺钉(23)外侧，且中心在同一个圆上，四个之间间隔90度；三个内六角平圆头螺钉(23)安装时均在大齿轮(20)凹槽内，不超出大齿轮(20)端面；四个定位销(22)为非标件，安装时，先将定位销(22)打入大齿轮(20)的盲孔内，然后将大齿轮轴(38)与定位销(22)配合。

3.根据权利要求1所述气液双充捣固机，其特征是：外壳(16)与工具筒(5)连接处，其结构形式为曲路密封。

4.根据权利要求1所述气液双充捣固机，其特征是：活塞销(13)与连杆(15)间为间隙定位配合。

5.根据权利要求1所述气液双充捣固机，其特征是：活塞销(13)与活塞(14)间为间隙定位配合。

6.根据权利要求1所述气液双充捣固机，其特征是：活塞(14)与冲击锤(6)为基孔制间隙很小的滑动配合。

7.根据权利要求1所述气液双充捣固机，其特征是：冲击锤(6)与外壳(16)为基轴制间隙很小的滑动配合。