RU153161U1

RU153161U1 - TUBULAR DIESEL HAMMER

Info

Publication number: RU153161U1
Application number: RU2015102534/03U
Authority: RU
Inventors: Станислав Григорьевич Фоменко; Ким Вачаганович Бабакехян; Алексей Афанасьевич Тарасов; Анжелика Вячеславовна Лагунова; Владимир Степанович Мицкович
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2015-07-10

Abstract

Трубчатый дизель-молот, включающий рабочий цилиндр с продувочными патрубками и отверстиями, в котором размещены составной из верхней и нижней частей ударник и шабот, выполненные с образующими основную камеру сгорания поверхностями их взаимодействия, связанную с дополнительными камерами сгорания, направляющую трубу с ловителем, на котором расположены два механизма фиксации верхней части ударника с подпружиненными упорами и фигурными клиньями подпружиненных выключающих рычагов, топливную систему с насосом и подъемно-сбрасывающий механизм, отличающийся тем, что отношение масс нижней и верхней частей ударника составляет 1:1,15, объем каждой дополнительной камеры сгорания регулируется облегченным винтом с резьбой во втулке на рабочем цилиндре от полного ее закрытия до открытия на расчетную величину, цилиндрическими стопорами, снабженными подпружиненными ползунами с хвостовиками квадратного сечения, взаимодействующими с гнездами на подпружиненных упорах.A tubular diesel hammer, including a working cylinder with blowdown nozzles and holes, in which a drum and shabot is made of the upper and lower parts, made with the surfaces of their interaction forming the main combustion chamber associated with additional combustion chambers, a guide pipe with a catcher, on which there are two mechanisms for fixing the upper part of the striker with spring-loaded stops and curly wedges of spring-loaded switching levers, a fuel system with a pump and a lifting and dropping fur low, characterized in that the mass ratio of the lower and upper parts of the striker is 1: 1.15, the volume of each additional combustion chamber is regulated by a lightweight screw with a thread in the sleeve on the working cylinder from its complete closure to its opening by a calculated amount, cylindrical stoppers equipped with spring-loaded sliders with square shanks interacting with nests on spring-loaded stops.

Description

Полезная модель относится к устройствам трубчатых дизель-молотов, предназначенных для забивки составных свай, шпунта и других элементов в мостовом, гидротехническом и промышленном строительстве.The utility model relates to devices of tubular diesel hammers designed for driving composite piles, sheet piling and other elements in bridge, hydraulic engineering and industrial construction.

Известен трубчатый дизель-молот, содержащий рабочий цилиндр с продувочными патрубками и отверстиями, составной ударник из двух частей, верхней и нижней, в каждой из которых расположена осевая цилиндрическая полость, шабот, основная камера сгорания и сообщающиеся с ней посредством впускных отверстий дополнительные камеры сгорания [1]. Недостатком этого дизель-молота является то, что для изменения величины ударной массы требуется извлекать верхнюю часть составного ударника из рабочего цилиндра или наоборот вставлять ее туда.Known tubular diesel hammer, containing a working cylinder with purge pipes and holes, a composite drummer of two parts, upper and lower, in each of which is an axial cylindrical cavity, scaffold, the main combustion chamber and additional combustion chambers communicating with it through the inlet openings [ one]. The disadvantage of this diesel hammer is that to change the magnitude of the shock mass, it is necessary to remove the upper part of the composite drummer from the working cylinder or vice versa to insert it there.

Известен трубчатый дизель-молот, в котором размещены составной из двух частей ударник, а на ловителе его направляющей трубы установлен механизм фиксации верхней части ударника при работе нижней частью с пневмобуфером, который канатом и штангой связан с подпружиненным стопором дополнительной камеры сгорания и полым поршнем золотникового затвора дополнительного продувочного отверстия на его рабочем цилиндре [2].A tubular diesel hammer is known in which a firing pin of two parts is placed, and on the catcher of its guide pipe, a mechanism for fixing the upper portion of the firing pin when the lower portion is operated with the air buffer, which is connected by a rope and rod to the spring-loaded stopper of the additional combustion chamber and the hollow piston of the slide valve additional purge holes on its working cylinder [2].

Недостатком этого трубчатого дизель-молота являются неопределенность соотношений масс частей ударника, сложные и недостаточно надежные конструкции дополнительных камер сгорания, золотникового затвора продувочного отверстия и устройств переключения режимов их работы.The disadvantage of this tubular diesel hammer is the uncertainty of the mass ratios of the parts of the drummer, the complex and insufficiently reliable designs of additional combustion chambers, the spool shutter of the purge hole and devices for switching their operating modes.

Цель полезной модели - обеспечение надежной работы дизель-молота в обоих режимах: нижней частью ударника с пневмобуфером и составным ударником, а также системы переключения режимов за счет расчетного соотношения масс верхней и нижней частей ударника и изменения конструкции отдельных узлов дизель-молота.The purpose of the utility model is to ensure reliable operation of the diesel hammer in both modes: the lower part of the hammer with a pneumatic buffer and a composite hammer, as well as the system of switching modes due to the calculated mass ratio of the upper and lower parts of the hammer and structural changes of individual diesel hammer assemblies.

На фиг. 1 изображен трубчатый дизель-молот в режиме работы с пневмобуфером (вид сбоку); на фиг. 2 - трубчатый дизель-молот в режиме работы с пневмобуфером (вид спереди); на фиг. 3 - трубчатый дизель-молот в режиме работы с составным ударником (вид сбоку); на фиг. 4 - трубчатый дизель-молот в режиме работы с составным ударником (вид спереди); на фиг. 5 показана верхняя часть ударника; на фиг. 6 показаны дополнительные камеры сгорания в рабочем положении (вид в плане); на фиг. 7 показан узел фиксации верхней части ударника в момент запирания ее защелками; на фиг. 8 показан узел фиксации верхней части ударника в момент, когда защелки зафиксированы ползунами цилиндрических стопоров; на фиг. 9 показан подъемно-сбрасывающий механизм с включенным в рабочее положение подъемным рычагом.In FIG. 1 shows a tubular diesel hammer in operation with a pneumatic buffer (side view); in FIG. 2 - a tubular diesel hammer in operation with the air buffer (front view); in FIG. 3 - tubular diesel hammer in operation with a composite drummer (side view); in FIG. 4 - a tubular diesel hammer in operation with a composite drummer (front view); in FIG. 5 shows the top of the hammer; in FIG. 6 shows additional combustion chambers in the operating position (plan view); in FIG. 7 shows the fixing unit of the upper part of the striker at the time of locking it with latches; in FIG. 8 shows the fixing unit of the upper part of the striker at the moment when the latches are fixed by the sliders of the cylindrical stops; in FIG. 9 shows a lifting and dumping mechanism with a lifting arm engaged in a working position.

Трубчатый дизель-молот включает в себя рабочий цилиндр 1, шабот 2, ударник составной из двух частей 3 и 4, соответственно нижней и верхней, основную кольцевую камеру сгорания 5, образованную поверхностями взаимодействия нижней части 3 ударника и шабота 2, дополнительные камеры сгорания 6, направляющую трубу 7 с ловителем 8, топливную систему с насосом 9 и подъемно-сбрасывающий механизм 10.The tubular diesel hammer includes a working cylinder 1, a stripper 2, a firing pin composed of two parts 3 and 4, respectively, lower and upper, a main annular combustion chamber 5, formed by the interaction surfaces of the lower part 3 of the firing pin and the striker 2, additional combustion chambers 6, a guide pipe 7 with a catcher 8, a fuel system with a pump 9 and a lifting and dumping mechanism 10.

Рабочий цилиндр 1 снабжен ниже основных продувочных патрубков 11 дополнительными продувочными отверстиями 12, причем каждое из них снабжено пробкой 13, выполненной в виде винта.The working cylinder 1 is provided below the main purge pipes 11 with additional purge holes 12, each of which is equipped with a plug 13, made in the form of a screw.

Каждая дополнительная камера сгорания 6 включает корпус, выполненный в виде втулки 14 с внутренней резьбой, в котором размещен облегченный регулируемый винт 15, устанавливаемый либо для полного запирания отверстия 16 в основную кольцевую камеру сгорания 5, либо в положение, соответствующее расчетному объему дополнительных камер сгорания 6.Each additional combustion chamber 6 includes a housing made in the form of a sleeve 14 with an internal thread, in which a lightweight adjustable screw 15 is placed, which is installed either to completely lock the hole 16 in the main annular combustion chamber 5, or in a position corresponding to the calculated volume of the additional combustion chambers 6 .

Нижняя часть 3 ударника имеет цилиндрическую полость 17 и кольцевую проточку 18.The lower part 3 of the striker has a cylindrical cavity 17 and an annular groove 18.

Верхняя часть 4 ударника снабжена штоком 19, соразмерным цилиндрической полости 17. Внутри штока 19 предусмотрена осевая полость 20. На штоке 19 установлены компрессионные кольца 21 из фторопласта. Непосредственно на верхней части 4 ударника имеется кольцевая проточка 22, конусный срез 23 и монтажная проушина 24.The upper part 4 of the hammer is provided with a rod 19, commensurate with the cylindrical cavity 17. An axial cavity 20 is provided inside the rod 19. Compression rings 21 made of fluoroplastic are mounted on the rod 19. Directly on the upper part 4 of the hammer there is an annular groove 22, a conical slice 23 and a mounting eye 24.

Направляющая труба 7 снабжена продольной прорезью 25 и уголками 26 для движения вдоль них подъемно-сбрасывающего механизма 10, а также бобышками 27 для стыковки с рабочим цилиндром 1 и ловителем 8.The guide tube 7 is provided with a longitudinal slot 25 and angles 26 for movement of the lifting-dumping mechanism 10 along them, as well as bosses 27 for docking with the working cylinder 1 and the catcher 8.

На ловителе 8 смонтированы два механизма фиксации 28 верхней части 4 ударника. Каждый механизм фиксации 28 представляет собой корпус 29 с вертикальным фигурным отверстием 30, в котором установлены подпружиненный упор 31 с вертикальным фигурным отверстием 32 и стопорным гнездом 33, а также отключающий фигурный клин 34. На корпусе 29 установлен кронштейн 35, на котором шарнирно закреплен подпружиненный отключающий рычаг 36, шарнирно соединенный с отключающим фигурным клином 34.On the catcher 8 mounted two locking mechanism 28 of the upper part 4 of the hammer. Each locking mechanism 28 is a body 29 with a vertical figured hole 30, in which a spring-loaded stop 31 with a vertical figured hole 32 and a locking slot 33, as well as a disconnecting figured wedge 34 are installed. A bracket 35 is mounted on the case 29, on which a spring-loaded disconnecting hinge is mounted a lever 36 pivotally connected to a tripping wedge 34.

К нижней плоскости корпуса 29 закреплен цилиндрический стопор 37, содержащий подпружиненный ползун 38 с хвостовиком квадратного сечения, пропущенный через отверстие в корпусе 29. К нижнему концу подпружиненного ползуна 38 закреплен канат 39.A cylindrical stopper 37 is fixed to the lower plane of the housing 29, containing a spring-loaded slider 38 with a square shank passed through an opening in the housing 29. A rope 39 is fixed to the lower end of the spring-loaded slider 38.

Подъемно-сбрасывающий механизм 10 имеет подъемный рычаг 40, кинематически связанный с включающе-выключающим рычагом 41, у которого справа включающий конец 42, взаимодействующий с включающим упором 43, а слева выключающий конец 44, срабатывающий при движении вниз в момент взаимодействия с выключающим упором 45 на уголке 26. На верхнем торце подъемно-сбрасывающего механизма установлена балочка 46. Отношение масс верхней части 4 ударника к нижней его части 3 составляет 1,15:1,0.The lifting-dumping mechanism 10 has a lifting lever 40 kinematically connected to the on / off lever 41, on the right of which the turning end 42 interacting with the turning stop 43, and the left turning off end 44, triggered when moving downward at the moment of interaction with the turning stop 45 on corner 26. At the upper end of the lifting-dumping mechanism, a beam 46 is installed. The mass ratio of the upper part 4 of the striker to its lower part 3 is 1.15: 1.0.

Трубчатый дизель-молот работает следующим образом.A tubular diesel hammer operates as follows.

Для настройки дизель-молота на режим работы нижней частью 3 ударника с пневмобуфером при зафиксированной верхней части 4 ударника регулируемые винты 15 дополнительных камер сгорания 6 завинчиваются до полного запирания отверстий 16, пробки 13 вывинчиваются из продувочных отверстий 12 и завинчиваются в холостые втулки для хранения.To set the diesel hammer to the operating mode, the lower part 3 of the hammer with the air buffer with the upper part 4 of the hammer fixed, the adjustable screws 15 of the additional combustion chambers 6 are screwed until the holes 16 are completely closed, the plugs 13 are unscrewed from the purge holes 12 and screwed into idle storage bushings.

Натяжением канатов 39 хвостовики квадратного сечения подпружиненных ползунов 38 выходят из гнезд 33 и освобождают упоры 31 от фиксации, которые под действием своих пружин выходят передними концами в полость ловителя 8.By pulling the ropes 39, the square section shafts of the spring-loaded sliders 38 come out of the sockets 33 and release the stops 31 from fixing, which, under the action of their springs, exit their front ends into the cavity of the catcher 8.

Состыкованные нижняя 3 и верхняя 4 части ударника подъемным рычагом 40 подъемно-сбрасывающего механизма 10, вошедшем в зацепление с кольцевой проточкой 18 на нижней части 3 ударника при взаимодействии концевой части 42 рычага 41 с упором 43, поднимаются вверх, и конусный срез 23 верхней части 4 ударника раздвигает подпружиненные упоры 31. При дальнейшем ходе вверх в момент совмещения с кольцевой проточкой 22 подпружиненные упоры 31 входят в нее и фиксируют верхнюю часть 4 ударника. Затем на ходе вниз подъемно-сбрасывающего механизма 10 подъемный рычаг 40 под действием выключающего конца 44 рычага 41, взаимодействующего с упором 45 на направляющем уголке 26, выходит из зацепления с кольцевой проточкой 18, и нижняя часть 3 ударника падает вниз до соударения с шаботом 2. Дизель-молот готов к режиму работы только нижней частью 3 ударника (поршнем) с пневмобуфером.Docked lower 3 and upper 4 parts of the drummer with the lifting lever 40 of the lifting-dumping mechanism 10, which engages with the annular groove 18 on the lower part 3 of the drummer, when the end part 42 of the lever 41 with the stop 43 interacts, rises and the conical section 23 of the upper part 4 the striker pushes the spring-loaded stops 31. With further progress upward at the moment of alignment with the annular groove 22, the spring-loaded stops 31 enter into it and fix the upper part 4 of the striker. Then, during the downward movement of the lifting-dumping mechanism 10, the lifting lever 40, under the action of the turning end 44 of the lever 41, which interacts with the stop 45 on the guide angle 26, disengages from the annular groove 18, and the lower part 3 of the striker falls down to impact with the Schabot 2. The diesel hammer is ready for operation only with the lower part 3 of the hammer (piston) with the air buffer.

Подъемно-сбрасывающий механизм 10 опускается вниз, включающий конец 42 рычага 41 взаимодействует с включающим упором 43, и его подъемный рычаг 40 входит в зацепление с кольцевой проточкой 18. Затем он поднимает нижнюю часть 3 ударника вверх, при этом шток 19 верхней части ударника 4 входит в цилиндрическую полость 17 с образованием повышенного давления в камере сжатия 20. При взаимодействии выключающего конца 44 рычага 41 с выключающим упором 45 подъемный рычаг 40 расцепляется с нижней частью ударника 3, которая ускоренно падает. При падении нижняя часть 3 ударника взаимодействует с насосом 9 топливной системы, производится подача топлива на шабот 2, сжимается воздух в «малом» рабочем цилиндре после перекрытия нижних отверстий 12, и происходит удар по шаботу, распыл топлива в основной камере сгорания 5, самовозгорание рабочей смеси, образование газов, которые двигают нижнюю часть 3 ударника, имеющего компрессионные кольца, вверх и одновременно создают давление через шабот на забиваемый элемент. При движении нижней части 3 ударника вверх происходит выхлоп отработавших газов после открытия нижних отверстий 12, затем всасывание свежего заряда воздуха, сжатие воздуха в камере сжатия 20 пневмобуфера и обратный ход вниз с выполнением, ранее описанных процессов.The lifting and dropping mechanism 10 is lowered down, including the end 42 of the lever 41 interacts with the turning emphasis 43, and its lifting lever 40 is engaged with the annular groove 18. Then it lifts the lower part 3 of the hammer up, while the rod 19 of the upper part of the hammer 4 enters into the cylindrical cavity 17 with the formation of increased pressure in the compression chamber 20. When the turning end 44 of the lever 41 interacts with the turning stop 45, the lifting lever 40 disengages from the lower part of the hammer 3, which rapidly falls. When falling, the lower part 3 of the firing pin interacts with the pump 9 of the fuel system, fuel is supplied to the shabot 2, the air is compressed in the "small" working cylinder after the lower holes 12 are blocked, and the shock is struck, the fuel is sprayed in the main combustion chamber 5, the spontaneous combustion of the worker mixtures, the formation of gases that move the lower part 3 of the drummer having compression rings upward and at the same time create pressure through the Schabot against the driven element. When the lower part 3 of the firing pin moves upward, the exhaust gas exhausts after opening the lower holes 12, then a fresh air charge is sucked in, air is compressed in the compression chamber 20 of the air buffer and the downward stroke is carried out with the execution of the previously described processes.

Для настройки дизель-молота на режим работы составной ударной частью (нижняя часть 3 ударника + верхняя часть 4 ударника) регулируемые винты 15 вывинчиваются на величину, обеспечивающую необходимый суммарный объем дополнительных камер сгорания 6, пробки 12 переставляются в продувочные отверстия и плотно их закрывают. Подъемно-сбрасывающий механизм 10 в холостом положении поднимается до упирания баночкой 46 в подпружиненные выключающие рычаги 36, при этом фигурные клинья 34 опускаются вниз и отжимают защелки 31 в заднее положение. Освобожденная от фиксации верхняя часть 4 ударника падает вниз и стыкуется с нижней частью 3 ударника. Хвостовики квадратного сечения подпружиненных ползунов 38 цилиндрических стопоров 37 попадают в гнезда 33 отжатых защелок 31 и фиксируют их. Фигурные клинья 34 под действием подпружиненных выключающих рычагов 36 поднимаются в верхнее положение до момента упирания их стопорных стержней в нижние плоскости корпусов 29.To set the diesel hammer to the operating mode as a component of the impactor (lower part 3 of the striker + upper part 4 of the striker), the adjustable screws 15 are unscrewed by an amount that provides the required total volume of additional combustion chambers 6, the plugs 12 are rearranged into the purge holes and tightly closed. The lifting-dumping mechanism 10 in the idle position rises until it abuts against the jar 46 into the spring-loaded switching levers 36, while the curly wedges 34 are lowered and the latches 31 are pushed into the rear position. Upper part 4 of the striker released from fixation falls down and joins with the lower part 3 of the striker. The square shanks of the spring-loaded sliders 38 of the cylindrical stoppers 37 fall into the slots 33 of the pressed latches 31 and fix them. Curly wedges 34 under the action of the spring-loaded switching levers 36 rise to the upper position until their stop rods abut against the lower planes of the bodies 29.

Подъемно-сбрасывающий механизм 10 пускается вниз, его включающий конец 42 взаимодействует с включающим упором 43, а связанный кинематически с концом 42 подъемный рычаг 40 входит в зацепление с кольцевой проточкой 18 на нижней части ударника 3. Затем с помощью каната подъемно-сбрасывающий механизм 10 поднимает составной ударник на расчетную высоту. При взаимодействии выключающего конца 44 рычага 41 подъемно-сбрасывающего механизма 10 с упором 45 на уголке 26 на спуске происходит расцепление подъемного рычага 40 с кольцевой проточкой 18 нижней части 3 ударника и падение составного ударника. В ходе падения при взаимодействии с насосом 9 топливной системы производится подача топлива на шабот, сжатие воздуха в «большом» рабочем цилиндре после перекрытия выхлопных патрубков 11, удар по шаботу, распыл топлива в суммарной камере сгорания, самовозгорание рабочей смеси, образование рабочих газов, которые двигают вверх составной ударник и одновременно создают давление на забиваемый элемент через шабот. После выхлопа отработавших газов происходит всасывание свежего заряда воздуха нижней частью ударника 3 с его небольшим торможением, причем образующийся зазор между торцами частей ударника локализуется образованием вакуума. После исчерпания запаса кинетической энергии составной ударник двигается вниз. Происходят ранее описанные процессы. Цикл одного удара на этом заканчивается.The lifting and dropping mechanism 10 starts down, its turning end 42 cooperates with the turning stop 43, and the lifting arm 40 kinematically connected with the end 42 engages with an annular groove 18 on the lower part of the hammer 3. Then, using a rope, the lifting and dropping mechanism 10 raises composite drummer to the calculated height. When the turning end 44 of the lever 41 of the lifting and dropping mechanism 10 interacts with a stop 45 at the angle 26 on the descent, the lifting lever 40 is disengaged with the annular groove 18 of the lower part 3 of the hammer and the composite hammer is dropped. During the fall, when interacting with the pump 9 of the fuel system, fuel is supplied to the shabot, the air is compressed in the “large” working cylinder after the exhaust pipes 11 are blocked, the shock is struck, the fuel is sprayed in the total combustion chamber, the working mixture spontaneously ignites, and the working gases that move upward the composite drummer and at the same time create pressure on the element to be hammered through the shabot. After exhaust exhaust, a fresh charge of air is sucked in by the lower part of the hammer 3 with its slight braking, and the resulting gap between the ends of the parts of the hammer is localized by the formation of vacuum. After the stock of kinetic energy is exhausted, the composite impactor moves down. The previously described processes occur. The cycle of one hit ends here.

Экспериментально установлено, что при соотношении масс нижней части 3 ударника к верхней части 4 ударника в пропорции 1:1,15 и более, послеударный отскок характерен отсутствием расстыковки частей ударника. Это явление способствует более устойчивой работе дизель-молота в режиме составного ударника.It was experimentally established that when the mass ratio of the lower part 3 of the striker to the upper part 4 of the striker in a ratio of 1: 1.15 or more, the post-impact rebound is characterized by the absence of undocking of the parts of the striker. This phenomenon contributes to a more stable operation of the diesel hammer in the composite drummer mode.

Источники информацииInformation sources

1 Патент на полезную модель «Трубчатый дизель-молот» №39613 от 14.04.2004 г., МПК E02D 7/12, опубликовано 10.08.2004 г., Бюл. №22.1 Patent for utility model “Tubular diesel hammer” No. 39613 dated April 14, 2004, IPC E02D 7/12, published August 10, 2004, Bull. Number 22.

2 SU Авторское свидетельство на изобретение «Трубчатый дизель-молот» №1717724 от 02.01.1990 г.2 SU Copyright certificate for the invention “Tubular diesel hammer” No. 1717724 dated 02.01.1990

Claims

A tubular diesel hammer, including a working cylinder with blowdown nozzles and holes, in which a drum and shabot, composite of the upper and lower parts, are placed, made with the surfaces of their interaction forming the main combustion chamber associated with additional combustion chambers, a guide pipe with a catcher, on which there are two mechanisms for fixing the upper part of the striker with spring-loaded stops and curly wedges of spring-loaded switching levers, a fuel system with a pump and a lifting and dropping fur low, characterized in that the mass ratio of the lower and upper parts of the striker is 1: 1.15, the volume of each additional combustion chamber is regulated by a lightweight screw with a thread in the sleeve on the working cylinder from its complete closure to its opening by the calculated value, cylindrical stoppers equipped with spring-loaded sliders with square shanks interacting with nests on spring-loaded stops.