RU2098216C1 - Hammer head and rod joint assembly - Google Patents

Hammer head and rod joint assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2098216C1
RU2098216C1 RU96108592A RU96108592A RU2098216C1 RU 2098216 C1 RU2098216 C1 RU 2098216C1 RU 96108592 A RU96108592 A RU 96108592A RU 96108592 A RU96108592 A RU 96108592A RU 2098216 C1 RU2098216 C1 RU 2098216C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
shank
recess
stem
joint assembly
Prior art date
Application number
RU96108592A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96108592A (en
Inventor
Василий Павлович Беркутов
Original Assignee
Василий Павлович Беркутов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Павлович Беркутов filed Critical Василий Павлович Беркутов
Priority to RU96108592A priority Critical patent/RU2098216C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2098216C1 publication Critical patent/RU2098216C1/en
Publication of RU96108592A publication Critical patent/RU96108592A/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely, construction of forging hammers. SUBSTANCE: joint assembly includes rod stem arranged in seat of head and joined with part along cone surface. Rod has recess on transition portion between its cone and cylinder parts. Recess has rounded edge turned to said cone part. Length l and depth h of recess are selected according to conditions:
Figure 00000003
and

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Конкретное к конструкции кузнечно-штамповочных молотов. The invention relates to the processing of metals by pressure. Specific to the design of forging hammers.

Известен узел соединения штока с бабой молота по изобретению (авт.св. N 1473894, 1987 г. ). Этот узел состоит из конического хвостовика и штока, размещенного в гнезде бабы посредством установленных в зазоре промежуточных: пакетов разрезных колец, полувтулок и разрезной втулки. Known node connecting the rod with the hammerhead according to the invention (ed. St. N 1473894, 1987). This assembly consists of a tapered shank and a rod located in the socket of a woman by means of intermediate ones installed in the gap: packets of split rings, half-sleeves and a split sleeve.

Недостатками этого узла является сложность конструкции из-за большого количества деталей, трудность взаимоподгонки (сопрягаемости) контактных поверхностей. В связи с этим долговечность такого узла не может быть достаточно высокой. The disadvantages of this node is the design complexity due to the large number of parts, the difficulty of mutual adjustment (mating) of the contact surfaces. In this regard, the durability of such a node cannot be sufficiently high.

Известен так же узел "Устройство для соединения штока с бабой молота" по авт.св. 1639868, 1989 г. Also known node "Device for connecting the rod to the hammer head" by ed. 1639868, 1989

Этот узел содержит конический хвостовик штока, установленный в осевой полости бабы с переходной втулкой. При этом на наружной поверхности втулки у выходного участка выполнены канавки, а внутренняя полость ее сопряжена с хвостовиком штока. This assembly contains a conical shaft end mounted in the axial cavity of the woman with the adapter sleeve. At the same time, grooves are made on the outer surface of the sleeve at the output section, and its internal cavity is conjugated to the stem shank.

Недостатком этого узла является недостаточная долговечность, поскольку канавки на наружной поверхности втулки, уменьшив поверхность контакта с сопрягаемой поверхностью гнезда, приведут к ускоренному разрушению этих поверхностей из-за повышенных удельных нагрузок и напряжений давления. The disadvantage of this node is the lack of durability, since the grooves on the outer surface of the sleeve, reducing the contact surface with the mating surface of the socket, will lead to accelerated destruction of these surfaces due to increased specific loads and pressure stresses.

Кроме того, известно, что сплошные втулки, применяемые на производственном объединении "Ижсталь" в г. Ижевске, не дают достаточного повышения долговечности такого узла соединения. In addition, it is known that the solid sleeves used at the Izhstal production association in Izhevsk do not provide a sufficient increase in the durability of such a joint.

Известен узел соединения штока с бабой молота по [1]
Недостатком этого узла так же как и узлов с переходными втулками является небольшая долговечность по причине низкой стойкости штока, (он ломается в сечении выше хвостовика,в непосредственной близости).
Known node connecting the rod with a hammer woman according to [1]
The disadvantage of this node as well as nodes with adapter sleeves is their low durability due to the low resistance of the stem (it breaks in the section above the shank, in the immediate vicinity).

Причем небольшая долговечность этого узла с одной стороны определяется не только его высокой сложностью конструкции, но и тем, что в зоне контакта верхней части конуса хвостовика штока с бабой возникают (при совместном изгибе и сжатии) большие растягивающие напряжения, что приводит к усталостным трещинам, которые в конечном счете приводят к разрушениям хвостовика. Наличие пустотелой полости 7 с жидкостью, воспринимающей энергию удара поршня. В этом случае пустотелая часть подвержена давлению жидкости изнутри штока, что приводит к дополнительным растягивающим напряжениям по линии контакта хвостовика с бабой в зоне перехода от конической части и цилиндрической. Таким образом увеличиваются напряженное состояние, что увеличивает вероятность усталостного напряжения штока на уровне верха бабы. Moreover, the small durability of this unit on the one hand is determined not only by its high complexity of construction, but also by the fact that in the zone of contact of the upper part of the cone of the stem shaft with the headstock, large tensile stresses arise (with joint bending and compression), which leads to fatigue cracks, which ultimately lead to damage to the shank. The presence of a hollow cavity 7 with a liquid that receives the energy of impact of the piston. In this case, the hollow part is subject to fluid pressure from the inside of the stem, which leads to additional tensile stresses along the line of contact between the shank and the woman in the transition zone from the conical and cylindrical parts. Thus, the stress state increases, which increases the likelihood of fatigue stress of the rod at the top of the woman.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение долговечности узла соединения штока с бабой молота за счет повышения стойкости штока. The problem solved by the invention is to increase the durability of the node connecting the rod with the hammer head by increasing the resistance of the rod.

Эта задача решается тем, что узел соединения штока с бабой молота, содержащий размещенный в осевом гнезде бабы хвостовик штока, сопряженный с гнездом по конической поверхности, изготовлен так, что на штоке на переходе от конической части к цилиндрической выполнена выемка со скругленным краем, обращенным к конической части, при этом длина l и глубина h выбраны из соотношений

Figure 00000005

где dм.хв. максимальный диаметр хвостовика в его верхней части.This problem is solved in that the node connecting the rod to the hammer head containing the stem shaft located in the axial socket of the head coupled to the socket on a conical surface is made so that a recess is made on the rod at the transition from the conical to the cylindrical part with a rounded edge facing the conical part, while the length l and depth h are selected from the relations
Figure 00000005

where d m.hv. maximum diameter of the shank in its upper part.

Обоснование пределов в соотношениях. The rationale for the limits in the ratios.

При l/dм.хв. <0,25 длина выемки l недостаточна, так как при просадке хвостовика штока в глубину гнезда в бабе выемка может полностью войти во внутрь гнезда. В этом случае прекратится положительное воздействие выемки на предотвращение возникновения микротрещин, так как опасная зона поломки штока переместится выше выемки в место, которое будет плотно охвачено входным верхним сечением гнезда.At l / d m.hv. <0.25, the length of the recess l is insufficient, since when the shank of the stem shrinks deeper into the nest in the head, the recess can completely enter the inside of the nest. In this case, the positive effect of the notch on preventing the occurrence of microcracks will cease, since the dangerous zone of rod breakage will move above the notch to a place that will be tightly covered by the upper input section of the socket.

При l/dм.хв. > 0,30 длина выемки будет неоправданно большой. Возможность же просадки хвостовика в гнездо ограниченна. Поэтому верхнее входное сечение гнезда не сможет переместиться выше верхней границы такой длинной выемки.At l / d m.hv. > 0.30 the length of the notch will be unreasonably large. The possibility of subsidence of the shank into the socket is limited. Therefore, the upper input section of the nest will not be able to move above the upper boundary of such a long recess.

При h/dм.хв.<0,008 недостаточной будет глубина h выемки, что приведет к снижению достигаемого результата из-за неощутимой малой глубины. Причем при некоторой просадке хвостовика и заглублении выемки в гнездо при изгибах штока при асимметричных нагружениях штока в зоне выемки будет соприкасаться с верхним входными кромками гнезда, что также будет снижать достигаемый результат.At h / d m.hv. <0.008, the depth h of the excavation will be insufficient, which will lead to a decrease in the achieved result due to an imperceptible shallow depth. Moreover, with a certain subsidence of the shank and deepening of the recess in the socket during bending of the rod under asymmetric loading of the rod in the recess area, it will come into contact with the upper input edges of the socket, which will also reduce the achieved result.

При h/dм.хв.> 0,012 глубина выемки на штоке будет излишне большой, поскольку достигаемый результат от этого не повысится, а сечение штока в зоне выемки уменьшится и снизит его прочностные характеристики.At h / d m.hv. > 0.012, the depth of the notch on the rod will be unnecessarily large, since the achieved result will not increase, and the cross section of the rod in the notch area will decrease and reduce its strength characteristics.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого узла соединения штока с бабой молота; на фиг.2 узел 1 этого соединения в увеличенном масштабе; на фиг.3 - известный узел соединения; на фиг.4 условная схема изгиба штока молота и разворота падающих частей (бабы со штампом) при асимметричном ударе верхней половины штока о поковку; на фиг.5 условно схематично показано упруго-деформированное состояние верхней части хвостовика предлагаемого штока; на фиг.6 то же, хвостовика известного штока. In FIG. 1 shows a General view of the proposed node connecting the rod with the hammerhead; figure 2 node 1 of this connection on an enlarged scale; figure 3 is a known connection node; figure 4 is a conventional diagram of the bending of the hammer rod and the reversal of the falling parts (women with a stamp) with an asymmetric impact of the upper half of the rod against forging; figure 5 schematically shows the elastically deformed state of the upper part of the shank of the proposed rod; Fig.6 is the same, the shank of a known rod.

Обозначение позиций: 1 шток (верхняя часть), 2 хвостовик (нижняя часть штока), 3 баба (штамподержатель верхнего штампа), 4 штамп (верхняя половина), 5 штамп (нижняя половина), 6 штамподержатель нижнего штампа, 7 поршень цилиндра для осуществления работы молота, 8 поковка (фиг.4), dм.хв. диаметр максимальный хвостовика штока, l длина выемки на нижнем конце верхней цилиндрической части штока (до хвостовика), h глубина этой выемки, R радиус округления при переходе от верхней границы штока к выемке; А, B, C, B1 и C1 обозначения точек очертаний переходного участка от верхней границы хвостовика к примыкающей к ней части штока предлагаемого узла соединения на фиг.5 и известного узла на фиг.6.Designation of positions: 1 rod (upper part), 2 shank (lower part of the rod), 3 woman (stamp holder of the upper stamp), 4 stamp (upper half), 5 stamp (lower half), 6 stamp holder of the lower stamp, 7 piston cylinder hammer work, 8 forgings (figure 4), d m.hv. the maximum diameter of the stem shank, l the length of the recess at the lower end of the upper cylindrical part of the stem (to the shank), h the depth of this recess, R is the radius of rounding when moving from the upper border of the stem to the recess; A, B, C, B 1 and C 1 designate the points of the outlines of the transition section from the upper border of the shank to the adjacent part of the stem of the proposed connection node in figure 5 and the known node in figure 6.

Известный узел соединения штока со штамподарежателем (прототип) изображен на фиг.3, предлагаемый на фиг. 1 и 2 и состоит из примыкающей к хвостовику части 1 штока, хвостовика 2, бабы 3. The known node connecting the rod with a die tool (prototype) is shown in FIG. 3, proposed in FIG. 1 and 2 and consists of a stem part 1 adjacent to the shank, a shank 2, a woman 3.

Монтаж узла соединения (как известной, так и предлагаемой конструкции) осуществляется так, что хвостовик 2 конусной формы вводится в осевое гнездо (отверстие) бабы 3 и забивается с натягом до верхней границы хвостовика. The assembly of the connection unit (both known and proposed design) is carried out so that the cone-shaped shank 2 is inserted into the axial socket (hole) of the woman 3 and hammered with an interference fit to the upper border of the shank.

В процессе работы молота с помощью поршня 7 (в цилиндре) шток с бабой поднимаются, чтобы затем опустить их вниз и нанести удар верхней половиной штампа 4 по поковке 8, находящейся на нижней половине штампа 5. Такие удары повторяются несколько раз для полного формирования поковки. During the operation of the hammer with the help of the piston 7 (in the cylinder), the rod with the woman are raised to then lower them down and strike the upper half of the die 4 against the forging 8 located on the lower half of the die 5. Such strokes are repeated several times to completely form the forging.

Первые удары штампа по поковке приводят нередко к асимметричным (боковым) нагрузкам (из-за несимметричных форм исходной заготовки). Поэтому шток молота может подвергаться упругой изгибающей деформации (см. фиг.4). The first blows of the stamp on the forging often lead to asymmetric (lateral) loads (due to asymmetric shapes of the initial workpiece). Therefore, the hammer stock may undergo elastic bending deformation (see figure 4).

При многократных упругих изгибающих деформациях штока возникают усталостные микротрещины, затем макротрещины, приводящие к поломке штока. With multiple elastic bending deformations of the rod, fatigue microcracks occur, then macrocracks, leading to rod failure.

Поломка штока, как известно из практики, чаще всего происходит в сечение несколько выше узла соединения (вблизи хвостовика). Damage to the stem, as is known from practice, most often occurs in a section slightly above the connection node (near the shank).

Чтобы объяснить и понять механизм образования микротрещин, приводящих к поломке, приведена фиг. 6 (где показан упругий изгиб штока при асимметричном ударе). Для пояснения замедления образования трещин при предлагаемом узле приведена фиг.5. To explain and understand the mechanism of microcrack formation leading to breakage, FIG. 6 (where the elastic bending of the rod during asymmetric impact is shown). To explain the slowdown in the formation of cracks in the proposed site is shown in Fig.5.

На фиг. 5 и 6 показаны пунктирной линией очертания хвостовиковой зоны штока до забивки хвостовика в гнездо штамподержателя. Отмечены точки А, В и С. После забивки хвостовика с натягом в гнездо штамподержателя при известном узле (фиг. 6) хвостовик 2 упруго сжат и принял очертания показанные сплошной линией. При этом точки В и С переместились соответственно на место точек В1 и С1. Как видно по чертежу, линия АВ1С1 длиннее линии АВС. Следовательно, зона АВС в результате подвергнута растяжению, создано предварительно напряженное состояние еще до начала работы. В процессе работы эксцентричной ударной нагрузки и изгиба штока (как показано на фиг.4) напряжения растяжения по линии АВС (АВ1С1) еще более возрастут. Это и приводит в результате многократных повторений скачков напряжений к возникновению микро-, а затем макротрещин и в конечном итоге к поломке штока.In FIG. 5 and 6 are shown by a dashed line in the outline of the stem shank zone before the shank is driven into the die holder seat. Points A, B, and C are marked. After driving the shank with an interference fit into the die holder holder at a known node (Fig. 6), the shank 2 is elastically compressed and takes the shape shown by a solid line. In this case, points B and C moved to the place of points B 1 and C 1, respectively. As can be seen from the drawing, the line AB 1 C 1 longer than the line ABC. Therefore, the ABC zone as a result is subjected to stretching, a prestressed state is created even before the start of work. During operation of the eccentric shock load and bending of the rod (as shown in FIG. 4), tensile stresses along the ABC line (AB 1 C 1 ) will increase even more. As a result of repeated repetitions of voltage surges, this leads to the appearance of micro- and then macrocracks and, ultimately, to rod failure.

При предлагаемом узле соединения штока с бабой (фиг.5) при забивке хвостовика в гнездо первоначальные очертания (показанные пунктиром) по линии точек А, В, С, примут положение (показано сплошной линией) точек AB1 и C1. Линия точек AB1С1 меньше линии ABC. Значит зона ABC штока подвергнута сжатию (а не растяжению, как в известном узле фиг.6). При изгибе штока вправо ( фиг. 4) зона ABC должна подвергаться (как и в предыдущем случае) растяжению. Предварительное напряжение сжатия в предлагаемом узле AB1С1 компенсируется (снимается) при таком изгибе штока. И если изгиб создает большее (сверх компенсации) напряжение, то все равно это будет значительно меньше, чем при известном узле соединения.With the proposed node connecting the rod with a woman (Fig. 5) when driving the shank into the socket, the initial outlines (shown by a dotted line) along the line of points A, B, C will take the position (shown by a solid line) of points AB 1 and C 1 . The line of points AB 1 C 1 is less than the line ABC. So the zone ABC of the rod is subjected to compression (and not stretching, as in the known node of Fig.6). When the rod bends to the right (Fig. 4), the ABC zone should undergo (as in the previous case) stretching. The pre-compression stress in the proposed site AB 1 C 1 is compensated (removed) with such a bend of the rod. And if the bend creates a greater (over compensation) stress, then all the same it will be significantly less than with a known joint.

В случае изгиба штока влево, то есть в противоположную сторону в отличие от предыдущего, произойдет складывание сжимающих напряжений (включая сжатие от забивки хвостовика в гнездо с натягом), что предпочтительнее растяжения, так как металл лучше противостоит сжимающим напряжениям, чем растягивающим. Следовательно, стойкость и долговечность штока при предлагаемом узле соединения возрастут в значительной степени по сравнению с известным. In the case of a bend of the rod to the left, that is, in the opposite direction, unlike the previous one, folding of compressive stresses (including compression from driving the shank into a socket with an interference fit) will occur, which is preferable to tension, since the metal is better able to withstand compressive stresses than tensile ones. Therefore, the stability and durability of the rod with the proposed connection node will increase significantly compared with the known.

Claims (1)

Узел соединения штока с бабой молота, содержащий размещенный в осевом гнезде бабы хвостовик штока, сопряженный с гнездом по конической поверхности, отличающийся тем, что на штоке на переходе от конической части к цилиндрической выполнена выемка со скругленным краем, обращенным к конической части, при этом ее длина l и глубина h выбраны из соотношений
Figure 00000006

где dм.хв максимальный диаметр хвостовика в его верхней части.
A node connecting the rod to the hammer head containing the stem of the stem located in the axial socket of the head and mating with the socket on a conical surface, characterized in that a recess with a rounded edge facing the conical part is made on the rod at the transition from the conical part to the cylindrical one, while length l and depth h are selected from the relations
Figure 00000006

where d m. x in the maximum diameter of the shank in its upper part.
RU96108592A 1996-04-30 1996-04-30 Hammer head and rod joint assembly RU2098216C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96108592A RU2098216C1 (en) 1996-04-30 1996-04-30 Hammer head and rod joint assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96108592A RU2098216C1 (en) 1996-04-30 1996-04-30 Hammer head and rod joint assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2098216C1 true RU2098216C1 (en) 1997-12-10
RU96108592A RU96108592A (en) 1998-03-10

Family

ID=20180045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96108592A RU2098216C1 (en) 1996-04-30 1996-04-30 Hammer head and rod joint assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2098216C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 566668, кл. B 21 J 13/06, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080219797A1 (en) Rivet
AU2003244606C1 (en) Point chisel
EP0815340B1 (en) Rock drilling tool, drill bit and a method of transferring percussive energy
KR20080098607A (en) Blind rivet and associated method
DE102005035099A1 (en) Schlagwerk and at least striking drivable hand tool with a striking mechanism
RU2098216C1 (en) Hammer head and rod joint assembly
KR100322796B1 (en) Impact Hammer
JPH04262106A (en) Anchoring device
US4712941A (en) Tapered piston pin
US4677722A (en) Tapered piston pin
DD208106A5 (en) HANDLING, HAND HELD COMPRESSED AIR TOOL
EP4047178A1 (en) Elliptical design for hexagonal shanks
EP3933165A1 (en) Thread clearance
US9937613B2 (en) Striker member, and a drilling machine comprising a striker member
CN212822419U (en) Air hammer
JP3020385U (en) Chisel with core for breaker
CN111425141A (en) Drill rod of hydraulic breaking hammer
US1098249A (en) Attachment for pneumatic riveters.
SU1639868A1 (en) Device for connecting rod to hammer head
RU96803U1 (en) UNIT OF FALLING PARTS OF STEAM-AIR HAMMER
JPS6026934Y2 (en) Drilling machine switching valve
SU1465557A1 (en) Piston for percussive machines
SU1036857A1 (en) Pneumatic impulse machine for driving pipes
CN111980023A (en) Self-locking structure of impact hammer for preventing impact tool from no-load impact
JP2003064993A (en) Structure for connecting segment andits method