RU2235929C1

RU2235929C1 - Damper

Info

Publication number: RU2235929C1
Application number: RU2003111198/11A
Authority: RU
Inventors: К.В. Демидов (RU); К.В. Демидов; С.И. Жабин (RU); С.И. Жабин; А.В. Солдатов (RU); А.В. Солдатов; Ю.Г. Сорокин (RU); Ю.Г. Сорокин
Original assignee: ООО "Инженерный центр обеспечения безопасности в промышленности"
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: damper has three bases and working member interposed between the first base and the second and third bases. The first base is provided with a space connected with the gas high-pressure pipeline of large volume. The second base is made of a cylinder, and third base is made of a pipe concentrically mounted on the second base. One end of the pipe is tightly insert into the space of the first base filled with a high pressure gas. The second end is secured to the handle.

EFFECT: improved damping of oscillation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для уменьшения вибрации, передаваемой от источника вибрации на машину, воздействия вибрации на руки оператора при работе с многоударными и одноударными пневматическими, электрическими, гидравлическими и т. п. машинами, а также в качестве средства виброизоляции приборов, аппаратуры и других объектов, работающих под воздействием переменных усилий или двигающихся с ускорением. Технический результат - повышение эффективности гашения вибрации вплоть до полного исключения ее воздействия на оператора, повышение мощности одиночного удара при работе по средам с большим коэффициентом восстановления (отражения), повышение производительности и безопасности труда.The invention relates to mechanical engineering and can be used in all areas of the national economy to reduce vibration transmitted from the vibration source to the machine, the effects of vibration on the operator’s hands when working with multi-shock and single-shock pneumatic, electric, hydraulic, etc. machines, as well as as a means of vibration isolation of devices, equipment and other objects working under the influence of variable forces or moving with acceleration. EFFECT: increased vibration damping efficiency up to the complete exclusion of its impact on the operator, increased power of a single shock when working in environments with a high recovery (reflection) coefficient, increased productivity and safety.

Известна конструкция вакуумного амортизатора нулевой жесткости по патенту РФ №2172876, МКИ⁵ F 16 F 9/00 от 26.10.1998 г., исключающего воздействие вибрации, содержащего два основания и размещенный между ними рабочий элемент. Одно из оснований выполнено в виде стакана, внутренний объем которого герметизирован рабочим элементом, представляющим собой эластичную газонепроницаемую мембрану, наружная поверхность которой имеет профиль, соответствующий профилю внутренней поверхности стакана и обеспечивающий их плотное прилегание с возможностью отрыва от нее и образование вакуума в замембранном пространстве при приложении растягивающих усилий к основаниям. При этом внутренняя поверхность мембраны жестко соединена с другим основанием, например, посредством выступа, образованного на ее поверхности. Это устройство является универсальным, однако, вследствие того, что наружная кромка мембраны опирается на края стакана, оно позволяет получить на другом основании постоянную величину только половины давления атмосферы, приходящегося на площадь мембраны, что увеличивает габариты мембраны и амортизатора и не позволяет менять напор на амортизатор в зависимости от положения колеблющегося инструмента в пространстве (работа вниз, вверх, вбок и т.д.) и от коэффициента восстановления (отскока) инструмента от поверхности, подвергающейся обработке (разрушению) инструментом.Known design of a vacuum shock absorber of zero rigidity according to the patent of the Russian Federation No. 2172876, MKI ⁵ F 16 F 9/00 of 10.26.1998, excluding the effects of vibration, containing two bases and a working element placed between them. One of the bases is made in the form of a glass, the inner volume of which is sealed by a working element, which is an elastic gas-tight membrane, the outer surface of which has a profile corresponding to the profile of the inner surface of the glass and providing them with a snug fit with the possibility of separation from it and the formation of vacuum in the membrane space upon application tensile forces to the foundations. In this case, the inner surface of the membrane is rigidly connected to another base, for example, by means of a protrusion formed on its surface. This device is universal, however, due to the fact that the outer edge of the membrane rests on the edges of the glass, it allows to obtain on another basis a constant value of only half the atmospheric pressure per membrane area, which increases the dimensions of the membrane and the shock absorber and does not allow changing the pressure head to the shock absorber depending on the position of the oscillating tool in space (work down, up, sideways, etc.) and on the recovery coefficient (rebound) of the tool from the surface to be processed ke (destruction) tool.

Задача сокращения габаритов амортизатора нулевой жесткости и изменения напора на амортизатор в зависимости от положения колеблющегося инструмента в пространстве и коэффициента восстановления разрушаемого (обрабатываемого) материала решается за счет того, что вместо давления атмосферы в амортизаторе используется большой объем воздуха (газа) при повышенном давлении, действующий на площади некомпенсированных наружным давлением концентрических поршней. Это условие особенно удобно выполнить на пневматическом инструменте, работающем при давлении 5...6 кг/см² и более, где под большим объемом сжатого воздуха понимается вся воздушная магистраль с резервуарами-накопителями сжатого воздуха (газа) или резервуар передвижного компрессора со шлангами высокого давления большого внутреннего сечения, подводящего воздух к пневматическому инструменту.The task of reducing the dimensions of the shock absorber of zero rigidity and changing the pressure on the shock absorber depending on the position of the oscillating tool in space and the recovery coefficient of the material being destroyed (processed) is solved due to the fact that instead of the atmospheric pressure in the shock absorber, a large volume of air (gas) is used at high pressure, acting on the area of uncompensated external pressure concentric pistons. This condition is particularly convenient to fulfill on a pneumatic tool operating at a pressure of 5 ... 6 kg / cm ² or more, where a large volume of compressed air refers to the entire air line with storage tanks for compressed air (gas) or a tank for a mobile compressor with high hoses pressure of a large internal section, supplying air to the pneumatic tool.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 показан амортизатор в исходном состоянии,- figure 1 shows the shock absorber in its original state,

- на фиг.2 показан амортизатор в рабочем состоянии с напором, равным давлению газа в резервуаре, помноженному на площадь внутреннего поршня - основания 2,- figure 2 shows the shock absorber in working condition with a pressure equal to the gas pressure in the tank multiplied by the area of the internal piston - base 2,

- на фиг.3 показан амортизатор в рабочем состоянии с напором на внутренний поршень - основания 2 плюс напор на концентрический поршень - основание 3.- figure 3 shows the shock absorber in working condition with pressure on the internal piston - base 2 plus pressure on the concentric piston - base 3.

Амортизатор состоит из основания 1, имеющего полость для сжатого воздуха (газа), соединенную с воздушной магистралью высокого давления большой емкости, и основания 2 в виде поршня расчетного диаметра, соответствующего прилагаемой к амортизатору малой нагрузке, и основания 3 в виде концентрического поршня, располагающегося вокруг основания 2. Основания 2, 3 погружены в полость основания 1 и имеют ограничители, препятствующие выталкиванию сжатым газом оснований 2, 3 из полости основания 1.The shock absorber consists of a base 1 having a cavity for compressed air (gas) connected to a high-pressure high-pressure air line and a base 2 in the form of a piston of a design diameter corresponding to the low load applied to the shock absorber, and base 3 in the form of a concentric piston located around bases 2. Bases 2, 3 are immersed in the cavity of the base 1 and have limiters preventing the compressed gas from pushing out the bases 2, 3 from the cavity of the base 1.

С наружной стороны основание 2, а через него и основание 3 контактируют с рукояткой управления инструментом, с платформой, которая должна быть защищена от вибрации, или с источником вибрации, когда рукоятка управления или платформа контактируют с основанием 1.On the outside, the base 2, and through it and the base 3, is in contact with the tool control handle, with the platform to be protected from vibration, or with a vibration source when the control handle or platform is in contact with the base 1.

При приложении к наружной стороне поршня 2 постоянного усилия вдоль поршня, большего, чем усилие, создаваемое давлением газа в полости основания 1, помноженным на площадь поршня 2, поршень 2 продвигается внутрь полости до соприкосновения с основанием 3, после чего осуществляется совместное движение двух оснований 2 и 3 при постоянном усилии на наружной стороне поршня 2, равном давлению газа в полости основания 1 на совместную площадь оснований 2 и 3. При этом объем газа, вытесняемый поршнями (основаниями) 2 и 3 внутри полости основания 1 и соединенной с ним магистралью и резервуарами, изменяется так незначительно, что усилие, приложенное к основанию 1, а затем, при дальнейшем продвижении, одновременно к основаниям 2 и 3 при постоянном давлении газа и постоянном поперечном сечении поршней остается постоянным на участках продвижения сначала одного поршня 2, а затем совместно поршней 2 и 3, но различным по величине, и таким образом вибрация основания 1 на основание 2 или на основание 2 плюс 3 (или наоборот) не передается, и мы получаем систему с нулевой жесткостью.When a constant force is applied to the outside of the piston 2 along the piston that is greater than the force created by the gas pressure in the base 1 cavity multiplied by the area of the piston 2, the piston 2 moves inside the cavity until it contacts the base 3, after which the two bases 2 move together and 3 with a constant force on the outer side of the piston 2 equal to the gas pressure in the cavity of the base 1 on the joint area of the bases 2 and 3. The volume of gas displaced by the pistons (bases) 2 and 3 inside the cavity of the base 1 and is connected with the main line and reservoirs, changes so insignificantly that the force applied to the base 1, and then, with further advancement, simultaneously to the bases 2 and 3 at a constant gas pressure and a constant cross-section of the pistons remains constant in the areas of advancement of one piston 2 first and then together of the pistons 2 and 3, but different in size, and thus the vibration of the base 1 to the base 2 or to the base 2 plus 3 (or vice versa) is not transmitted, and we get a system with zero stiffness.

Данное техническое решение было проверено на опытных образцах пневматических отбойных молотков с использованием в рабочей части выпускаемого промышленного молотка МО-2 с проведением замеров уровня вибрации на рукоятке молотка и производительности труда при разрушении асфальтового дорожного покрытия и бетона. В результате применения предлагаемого амортизатора уровень вибрации в опытных образцах удалось снизить в несколько раз, а производительность при разрушении бетонных плит увеличить до четырех раз. Последнее объясняется тем, что после отскока инструмента от упругой бетонной плиты, имеющей большой коэффициент восстановления (упругости), амортизатор возвращает накопленную энергию почти полностью и обрушивает весь вес молотка около 6 кг как кувалду на плечики пики, разрушая бетон.This technical solution was tested on prototypes of pneumatic jackhammers using the working part of the manufactured industrial hammer MO-2 with measurements of the vibration level on the handle of the hammer and labor productivity during the destruction of asphalt pavement and concrete. As a result of the application of the proposed shock absorber, the vibration level in the prototypes was reduced several times, and the productivity in the destruction of concrete slabs was increased up to four times. The latter is explained by the fact that after the instrument bounces from an elastic concrete slab having a large recovery (elasticity) coefficient, the shock absorber returns the stored energy almost completely and brings down the entire weight of the hammer about 6 kg as a sledgehammer on the shoulders of the peaks, destroying concrete.

Claims

A shock absorber of zero rigidity, containing three bases and placed between the first base and the second and third working element, characterized in that the first base is made with a cavity connected to a high-pressure gas line of large volume, the second base is made in the form of a cylinder, and the third base is made in the form of a tube concentrically put on the second base, one end hermetically entering the cavity of the first base, filled with high-pressure gas of a large volume, and the second end of the second base is connected connected to the control handle, to the platform protected from vibration, or to the machine element, which is the source of vibration, moreover, in the section of the second base moving inside the first base, the vibration is extinguished with one pressing force, and when the third base is connected through the shoulder of the second base with greater force.