RU2024676C1

RU2024676C1 - Impact device

Info

Publication number: RU2024676C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Власов; Ю.В. Кислов; И.Н. Власов; В.Т. Степанов
Original assignee: Малое научно-внедренческое предприятие "Сибтех"
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1991-09-23
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: compaction of earth. SUBSTANCE: impact device comprises casing with exhaust holes, power chambers of forward and reverse strokes formed by flexible circular cups, working impact member whose channel communicates with reverse stroke power chamber, valve device installed in a seat , compressed air supply system, perforated post with support disc. Casing has base in the lower part and a separating partition which forms, together with upper part of casing , a receiver communicating with compressed gas supply system. Working member carries perforated post with support disc, forward stroke power chamber is arranged between said support disc and separating partition, said chamber communicating with receiver, while reverse stroke power chamber is disposed between base and working member. Channel is of the through type and communicates with reverse stroke power chamber by radial channels disposed in its lower part while the upper part of the channel has a seat. Active area of the reverse stroke power chamber is larger than that of the forward stroke power chamber. Casing may have adjusting rod, valve device has the form of flexible diaphragm one end of which is secured in spring-loaded valve with holes, while the other end is secured between ring and cover, constituting a power chamber in the latter. Cover may communicate through a hole with under-valve box which has a spring-loaded button for discharge of compressed gas, said button contacting with rod. Casing may have stops inside for limiting the upper stroke of working member. Flexible circular cups of power chamber may be made from autotires. EFFECT: improved design. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к механизмам ударного действия и может быть использовано в качестве рабочего органа машин, предназначенных для уплотнения грунта, при вытрамбовывании котлованов, дорожном строительстве, строительстве аэродромов, трамбовании пазух около строящихся объектов, погружении свай, рыхлении смерзшихся грузов в железнодорожных вагонах, дроблении материалов и других технологических операций, где используются ударные импульсы. The invention relates to shock mechanisms and can be used as a working body of machines designed for soil compaction, during ramming of foundation pits, road construction, construction of airfields, ramming of sinuses near objects under construction, pile driving, loosening frozen goods in railway cars, crushing materials and other technological operations where shock pulses are used.

Известна трамбовка, которая включает рабочий орган, выполненный в виде двух концентрически расположенных ступенчатых ударных тел: наружного, имеющего полость, закрытую сверху крышкой, и внутреннего с верхним пояском, помещенного в этой полости, силовую камеру, сообщенную через впускной клапан с источником энергоносителя и возвратную пневмопружину, которая установлена между крышкой и верхним торцом внутреннего ударного тела, а силовая камера выполнена в виде кольцевой манжеты-клапана, расположенного между внутренней ступенью наружного ударного тела и пояском внутреннего ударного тела. Known tamper, which includes a working body made in the form of two concentrically arranged step shock bodies: an external one, having a cavity closed on top by a lid, and an internal one with an upper girdle placed in this cavity, a power chamber communicated through an inlet valve with an energy source and a return a pneumatic spring, which is installed between the cover and the upper end face of the inner shock body, and the power chamber is made in the form of an annular cuff-valve located between the inner step of the outer shock body and fascia internal shock body.

Данная конструкция наиболее близка по своей технической сущности и достигаемому результату. This design is closest in its technical essence and the achieved result.

К недостаткам указанного устройства при всех его достоинствах можно отнести невысокую энергию единичных ударов из-за того, что потенциальная энергия силовых камер прямого и обратного хода расходуется на два отдельных попеременных удара. The disadvantages of this device, with all its advantages, can be attributed to the low energy of single strokes due to the fact that the potential energy of the forward and reverse power chambers is spent on two separate alternating strokes.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности действия за счет увеличения ударной мощности ударного устройства. The aim of the invention is to increase the efficiency by increasing the impact power of the percussion device.

На чертеже изображено ударное устройство в разрезе. The drawing shows a striking device in section.

Устройство состоит из корпуса 1, в нижней торцевой части которого на фланцах 2, 3 посредством болтов 4 с упругими элементами 5 закреплено основание 6. На основании 6 с помощью полуколец 7 болтами герметично закреплена эластичная кольцевая манжета 8 (автомобильная шина), внутренняя полость которой выполняет роль силовой камеры обратного хода 9 рабочего органа - ударника 10. Ударник 10 герметично прикреплен при помощи аналогичных полуколец 7 к эластичной кольцевой манжете 8. The device consists of a housing 1, in the lower end part of which, on the flanges 2, 3, by means of bolts 4 with elastic elements 5, a base 6 is fixed. On the base 6, an elastic ring cuff 8 (automobile tire) is tightly fixed with bolts 7 and the inner cavity of which the role of the power backward chamber 9 of the working body - the striker 10. The striker 10 is hermetically attached using similar half rings 7 to the elastic ring cuff 8.

В ударнике 10 выполнен центральный канал 11 для сброса отработанного газа - воздуха из силовой камеры обратного хода 9 через радиальные каналы 12. В нижней части ударник 10 имеет боек 13, взаимодействующий при работе с наковальней 14, выполненной на основании 6. Силовая камера обратного хода 9 через воздухоподводящий канал 15 соединена с источником сжатого воздуха 16. На ударнике 10 смонтировано устройство для сброса отработанного воздуха из силовой камеры обратного хода 9. In the striker 10, a central channel 11 is made for discharging exhaust gas - air from the power back-up chamber 9 through the radial channels 12. In the lower part, the striker 10 has a striker 13, which interacts when working with the anvil 14, made on the basis of 6. Power back-chamber 9 through the air supply channel 15 is connected to a source of compressed air 16. A device for discharging exhaust air from the power return chamber 9 is mounted on the hammer 10.

Устройство состоит из клапана 17 с жиклирующим отверстием 18, который взаимодействует с седлом 19, закрепленным в верхней части центрального канала 11. Клапан 17 запирается посредством силовой полости 20, образованной эластичной диафрагмой 21, крышкой 22, закрепленной на кольце 23, установленном на ударнике 10. The device consists of a valve 17 with a nozzle hole 18, which interacts with a seat 19 fixed in the upper part of the central channel 11. The valve 17 is locked by means of a force cavity 20 formed by an elastic diaphragm 21, a cover 22, mounted on a ring 23 mounted on the hammer 10.

Площадь силовой полости 20 должна быть не менее, чем в два раза больше площади клапана 17. Для улучшения запуска ударного устройства 10 в работу клапан 17 снабжен пружиной 24, обеспечивающей его прижим к седлу 19 при отсутствии сжатого воздуха в системе. В кольце 23 выполнены отверстия 25 для вывода отработанного воздуха внутрь корпуса 1. На крышке 22 смонтирована кнопка 26 сброса сжатого воздуха из силовой полости 20. Кнопка 26 сброса сжатого воздуха снабжена уплотнительным пояском 27 в отверстии для прохода штока кнопки 26, которая пружиной 28 прижата к уплотнительному пояску 27, образуя загерметизированную подклапанную полость 29, соединенную с силовой полостью 20 отверстием 30, сечение которого в несколько раз больше сечения жиклирующего отверстия 18. Кнопка 26 выполнена с возможностью контактирования с регулировочным упорным штоком 31, закрепленным винтовой парой на корпусе 1. На ударнике 10 установлена перфорированная стойка 32 с опорным диском 33, на котором с помощью полуколец 34 закреплена эластичная кольцевая манжета (автомобильная шина 35) образуя силовую камеру прямого хода 36, активная площадь которой меньше площади силовой камеры обратного хода 9. The area of the power cavity 20 should be no less than two times the area of the valve 17. To improve the launch of the percussion device 10 into operation, the valve 17 is equipped with a spring 24, which provides its pressure against the seat 19 in the absence of compressed air in the system. Openings 25 are made in the ring 23 for exhaust air discharge inside the housing 1. A button 26 for discharging compressed air from the power cavity 20 is mounted on the cover 22. The button 26 for discharging compressed air is equipped with a sealing girdle 27 in the hole for passage of the rod 26 of the button, which is pressed against the spring 28 the sealing girdle 27, forming a sealed subvalvular cavity 29 connected to the power cavity 20 by the hole 30, the cross section of which is several times larger than the section of the gelling hole 18. The button 26 is made with the possibility of contact with an adjusting thrust rod 31 fixed by a screw pair on the housing 1. A perforated strut 32 with a support disk 33 is mounted on the hammer 10, on which an elastic ring cuff (automobile tire 35) is mounted using half rings 34 to form a forward forward power chamber 36, active area which is less than the area of the power chamber backward 9.

Вторая торцевая сторона эластичной кольцевой манжеты 35 аналогично закреплена на разделительной перегородке 44, между которой и корпусом 1 образован ресивер 37, соединенный с источником сжатого воздуха 38. Пространство 39, ограниченное корпусом 1, выполняет роль глушителя шума выхлопа отработанного воздуха из силовой камеры обратного хода 9. Сброс отработанного воздуха из корпуса 1 осуществляется через отверстия 40. Для ограничения переподъема ударника 10 на внутренней поверхности корпуса 1 выполнены упоры 11 со сменными регулировочными плитами 42. The second end side of the elastic ring cuff 35 is likewise fixed on the dividing wall 44, between which and the housing 1 is formed a receiver 37 connected to a source of compressed air 38. The space 39, limited by the housing 1, acts as a silencer for the exhaust air exhaust from the return chamber 9 The exhaust air is discharged from the housing 1 through openings 40. To limit the over-lifting of the hammer 10 on the inner surface of the housing 1 stops 11 are made with interchangeable adjustment plates 42.

Кнопка 26 сброса сжатого воздуха из подклапанной коробки 43 и силовой полости 20 может быть снабжена электромагнитным приводом с дистанционным управлением для обеспечения ударного устройства заданной частотой, управляемого на расстоянии. The compressed air discharge button 26 from the subvalvular box 43 and the power cavity 20 can be equipped with a remote-controlled electromagnetic drive to provide the percussion device with a predetermined distance-controlled frequency.

На основании 6 в зависимости от характера выполняемых работ могут быть установлены башмак (при использовании устройства в качестве трамбовки), наголовник (при погружении свай), рыхлители (разгрузка подвижного состава), долота (дробление материалов) и т.д. On the basis of 6, depending on the nature of the work performed, a shoe (when using the device as a rammer), a headgear (when immersing piles), rippers (unloading rolling stock), chisels (crushing materials), etc. can be installed.

Ударное устройство работает следующим образом. The impact device operates as follows.

От источника сжатого воздуха 38 энергоноситель подают в ресивер 37 и силовую камеру прямого хода 36. Давление сжатого воздуха в силовой камере прямого хода 36 через эластичную кольцевую манжету 35 передается на опорный диск 33, перфорированную стойку 32 и ударник 10, боек 13, наковальню 14, основание 6 и рабочий инструмент (не показан), например, рыхлитель или башмак трамбовки. Затем от источника 16 осуществляют подачу воздуха через воздухоподводящий канал 15 в силовую камеру обратного хода 9, а также по центральному каналу 11 (в это время центральный канал 11 перекрыт клапаном 17 под действием пружины 24) через жиклирующее отверстие 18 в силовую полость 20 (герметично замкнутую, так как кнопка 26 сброса сжатого воздуха пружиной 28 прижата к уплотнительному пояску 27). Под действием давления в силовой полости 20 происходит дальнейшая герметизация между клапаном 17 и седлом 19. В силовой камере обратного хода 9 начнет накапливаться сжатый воздух, и после того, как развивающее усилие будет достаточно для преодоления сил, возникающих в силовой камере прямого хода 36 (активная площадь ее меньше, чем площадь силовой камеры обратного хода 9), сил собственного веса ударника 10, сил трения и сопротивления, ударник 10 начнет перемещаться вверх, сжимая воздух в силовой камере прямого хода 36 и ресивера 37. Ввиду того, что при этом движении уменьшение объема силовой камеры прямого хода 36 будет небольшим (по сравнению с суммарным объемом ресивера 37 и объемом силовой камеры прямого хода 36) не произойдет резкого увеличения давления при ходе ударника 10, который определен расстоянием от кнопки 26 сброса сжатого воздуха до упорного штока 31. Ход ударника 10 регулируется положением упорного штока 31. При движении вверх ударника 10 кнопка 26 встретит на своем пути упорный шток 31, который сожмет пружину 28 и кнопка 26 оторвется от уплотнительного пояска 27. В результате этого откроется отверстие подклапанной коробки 43 и произойдет выброс воздуха из силовой полости 20. В это время клапан 17 под действием давления воздуха в центральном канале 11 оторвется от седла 19 и из силовой камеры обратного хода 9 произойдет выброс отработанного воздуха. Следует заметить, что размеры центрального канала 11, зазор между клапаном 17 и седлом 19 берется с большой пропускной способностью. За счет собственного веса и под действием сжатого воздуха в силовой камере прямого хода 36 ударник 10 начнет ускоренно двигаться вниз, в результате чего произойдет соударение бойка 13 с наковальней 14, через основание 6 ударный импульс передается рабочему инструменту. В это время под действием собственного веса и пружины 24 клапан 17 прижмется к седлу 19, произойдет герметизация центрального канала 11, в силовой камере обратного хода 9 за счет поступающего воздуха из источника 16 начнет подниматься давление и цикл повторится. Величину энергии удара можно регулировать давлением сжатого воздуха в ресивере 37 и расстоянием кнопки 26 сброса сжатого воздуха до упорного штока 31. The energy source is supplied from the compressed air source 38 to the receiver 37 and the forward power chamber 36. The compressed air pressure in the forward power chamber 36 is transmitted through the elastic ring cuff 35 to the support disk 33, perforated rack 32 and hammer 10, hammer 13, anvil 14, a base 6 and a working tool (not shown), for example, a cultivator or a tamping shoe. Then, air is supplied from the source 16 through the air supply channel 15 to the power chamber 9, and also through the central channel 11 (at this time the central channel 11 is closed by the valve 17 under the action of the spring 24) through the nozzle hole 18 into the power cavity 20 (hermetically closed , since the button 26 for the discharge of compressed air by the spring 28 is pressed against the sealing girdle 27). Under the action of pressure in the power cavity 20, further sealing occurs between the valve 17 and the seat 19. Compressed air will begin to accumulate in the power chamber 9 and after the developing force is sufficient to overcome the forces arising in the power chamber 36 forward (active its area is smaller than the area of the power chamber backward 9), the self-weight of the striker 10, the forces of friction and resistance, the striker 10 will begin to move upward, compressing the air in the power chamber of the forward stroke 36 and the receiver 37. Due to the fact that when In this movement, the decrease in the volume of the forward-flow power chamber 36 will be small (compared with the total volume of the receiver 37 and the volume of the forward-motion power chamber 36) there will not be a sharp increase in pressure during the stroke of the hammer 10, which is determined by the distance from the compressed air discharge button 26 to the thrust rod 31 The stroke of the striker 10 is regulated by the position of the stop rod 31. When the striker 10 moves upward, the button 26 will meet in its way the stop rod 31, which will compress the spring 28 and the button 26 will come off from the sealing girdle 27. As a result, the hole of the subvalvular box 43 is ruptured and air will be ejected from the power cavity 20. At this time, the valve 17 will come off from the seat 19 under the influence of air pressure in the central channel 11 and the exhaust air will be ejected from the backward power chamber 9. It should be noted that the dimensions of the central channel 11, the gap between the valve 17 and the seat 19 is taken with a large throughput. Due to its own weight and under the action of compressed air in the forward power chamber 36, the striker 10 will begin to accelerate downward, as a result of which the striker 13 will strike with the anvil 14, the shock pulse is transmitted through the base 6 to the working tool. At this time, under the influence of its own weight and spring 24, the valve 17 will be pressed against the seat 19, the central channel 11 will be sealed, in the power chamber of the reverse stroke 9 due to the incoming air from the source 16 the pressure will rise and the cycle will repeat. The magnitude of the impact energy can be adjusted by the pressure of the compressed air in the receiver 37 and the distance of the button 26 to reset the compressed air to the stop rod 31.

Ход ударника 10 и частоту его ударов регулируют количеством подаваемого воздуха через воздухоподводящий канал 15. При этом можно подобрать также параметры, при которых величина энергии удара будет постоянна и не зависит от частоты удара. Ударное устройство может работать от компрессора любой производительности с максимальной энергией удара, но частота ударов будет зависеть от производительности. The stroke of the striker 10 and the frequency of its impacts are controlled by the amount of air supplied through the air supply channel 15. At the same time, parameters can also be selected at which the magnitude of the impact energy will be constant and independent of the frequency of the impact. The shock device can operate from a compressor of any capacity with maximum impact energy, but the frequency of impacts will depend on performance.

В качестве эластичных кольцевых манжет 8 и 35, образующих силовые камеры 9 и 36, можно использовать автомобильные пневматические шины, обладающие высокой упругостью и прочностью и большим сроком службы. Предлагаемое ударное устройство обладает высокой эффективностью за счет применения больших ударных импульсов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где это требуется. As the elastic ring cuffs 8 and 35, forming the power chambers 9 and 36, you can use automotive pneumatic tires with high elasticity and strength and long service life. The proposed shock device is highly effective due to the use of large shock pulses and can be used in all sectors of the economy where it is required.

Claims

1. SHOCK DEVICE, comprising a housing with exhaust openings, forward and reverse power chambers formed by elastic annular cuffs, an impactor working body with a channel connected to the reverse power chamber, a valve device mounted in the saddle, and a compressed gas-air supply system , characterized in that it is equipped with a perforated rack with a support disk, and the housing is a base in the lower part and a dividing wall forming a receiver with its upper part connected to a compressed ha supply system for, and on the working body there is a perforated stand with a support disk, between which and a dividing partition there is a forward-facing power chamber in communication with the receiver, and a back-up power chamber is located between the base and the working body, while the channel is made through and connected to the power chamber the return path with radial channels located in its lower part, and a saddle is located in the upper part of the channel, and the active area of the power chamber of the reverse motion exceeds the active area of the power chamber ry direct forward.

2. The device according to claim 1, characterized in that the housing is equipped with an adjusting thrust rod, the valve device is made in the form of an elastic diaphragm, fixed at one end in a spring-loaded valve having an opening, and the other between the ring and the cover with the formation of the last force cavity, moreover, the cover is connected by an opening to a subvalvular box made with a spring-loaded button for dumping compressed gas in contact with the thrust rod.

3. The device according to claim 1, characterized in that the housing is equipped with stops placed inside it to limit the upper stroke of the working body.

4. The device according to claim 1, characterized in that the elastic ring cuffs of the power chambers are made of car tires.