RU2507024C1

RU2507024C1 - Vibratory hammer

Info

Publication number: RU2507024C1
Application number: RU2012134487/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Лобусов
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to metal forming. Vibratory hammer consists of a rod with working and tail parts. Different-length thrusts are arranged above tail part. Striking sleeves are arranged around said rod to displace there along and spring loaded towards said thrusts. In operation, striking sleeves deliver strikes against rod working part.

EFFECT: decreased strains developed in hammer parts.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке металлов давлением, прессовании порошков для порошковой металлургии, упрочнении деталей поверхностным пластическим деформированием, а также в экспериментах по изучению влияния мощных высокочастотных механических колебаний на свойства металлов и других материалов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in metal forming, powder pressing for powder metallurgy, hardening of parts by surface plastic deformation, as well as in experiments to study the effect of powerful high-frequency mechanical vibrations on the properties of metals and other materials.

Известны случаи применения высокочастотных механических (ультразвуковых) колебаний при обработке металлов давлением (Северденко В.П., Клубович В.В. Применение ультразвука в промышленности. Минск, "Наука и техника", 1967, с.243-245) и упрочнении металлов поверхностным пластическим деформированием (Олейник Н.В. и др. Поверхностное динамическое упрочнение деталей машин/Н.В.Олейник, В.П.Кычин, А.Л.Луговской. -К.: Техника, 1984, с.104-105). Высокочастотные механические колебания оказывают положительное влияние на ход указанных технологических процессов, в первую очередь, повышая пластичность обрабатываемых металлов. Однако эти колебания, получаемые в основном при помощи магнитострикционных преобразователей, имеют малую амплитуду (около 10 мкм), а следовательно, будут малы и усилия, возникающие от их действия в слоях обрабатываемого металла.There are known cases of the use of high-frequency mechanical (ultrasonic) vibrations in the processing of metals by pressure (Severdenko VP, Klubovich VV Application of ultrasound in industry. Minsk, "Science and Technology", 1967, pp. 243-245) and hardening of metals by surface plastic deformation (Oleinik N.V. et al. Surface dynamic hardening of machine parts / N.V. Oleinik, V.P. Kychin, A.L. Lugovskoy. -K .: Technique, 1984, pp. 104-105). High-frequency mechanical vibrations have a positive effect on the course of these technological processes, primarily, increasing the ductility of the metals being processed. However, these oscillations, obtained mainly with the help of magnetostrictive converters, have a small amplitude (about 10 μm), and therefore, the forces arising from their action in the layers of the metal being processed will be small.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является высокочастотный боек (патент №2310541 RU). Этот боек состоит из стержня с буртами и втулок-ударников, поджимаемых пружинами к верхним буртам с образованием зазора между втулками-ударниками и низлежащими буртами.Closest to the claimed invention is a high-frequency striker (patent No. 2310541 RU). This firing pin consists of a rod with collars and hammer bushings, which are pressed by springs to the upper shoulders with the formation of a gap between the hammer bushings and the lower shoulders.

Недостатком такого бойка является его малая долговечность, что обусловлено наличием на его стержне буртов, по которым ударяют массивные втулки-ударники. Это приводит к возникновению в буртах больших срезающих напряжений и быстрому разрушению буртов. Это же обстоятельство ограничивает допустимую силу удара по буртам, что ухудшает технологические возможности высокочастотного бойка.The disadvantage of such a striker is its low durability, which is due to the presence on its shaft of collars, which hit massive bushings-strikers. This leads to the appearance of large shear stresses in the shoulders and the rapid destruction of the shoulders. The same circumstance limits the permissible impact force on the shoulders, which worsens the technological capabilities of the high-frequency striker.

Задачей изобретения является увеличение долговечности и улучшение технологических свойств виброударного инструмента.The objective of the invention is to increase durability and improve the technological properties of vibro-impact tools.

Технический результат - уменьшение напряжений в деталях вибробойка.The technical result is a reduction of stresses in the details of the vibration breaker.

Для решения этой задачи предложен вибробоек, состоящий из стержня, втулок-ударников, установленных с возможностью перемещения вдоль стержня, и пружин. На концах стержня жестко закреплены рабочая и хвостовая части. На нижней стороне хвостовой части закреплены упоры, имеющие разную длину. Втулки-ударники расположены концентрично вокруг стержня и поджаты пружинами к упорам.To solve this problem, vibration breakers are proposed, consisting of a rod, drum bushings installed with the possibility of movement along the rod, and springs. At the ends of the rod, the working and tail parts are rigidly fixed. On the underside of the tail end, stops of different lengths are fixed. Drum bushings are concentric around the shaft and are spring-tightened against the stops.

За счет того, что втулки-ударники концентрично надеты на стержень, а стержень имеет явно выраженную рабочую часть, втулки-ударники производят удары непосредственно по рабочей части. Это приводит к уменьшению напряжений в деталях вибробойка, что, в свою очередь, повышает его долговечность и позволяет увеличить допустимую силу удара втулок-ударников, то есть улучшить технологические характеристики вибробойка.Due to the fact that the drum bushings are concentrically mounted on the rod, and the rod has a clearly defined working part, the drum bushings strike directly at the working part. This leads to a decrease in stresses in the details of the shatter, which, in turn, increases its durability and allows you to increase the allowable impact force of the bushings, that is, to improve the technological characteristics of the shatter.

На фиг.1 изображен вибробоек с тремя втулками-ударниками в момент приближения к обрабатываемой детали, а на фиг.2 - вибробоек в процессе нанесения серии виброударов по обрабатываемой детали.Figure 1 shows the vibro-punch with three bushings-drummers at the time of approaching the workpiece, and figure 2 - vibro-punch in the process of applying a series of vibration impacts on the workpiece.

Вибробоек состоит (фиг.1) из стержня 1, на концах которого жестко закреплены рабочая часть 2 и хвостовая часть 3. Внутри пружин 4, 5, 6 находятся закрепленные на хвостовой части 3 упоры 7, 8, 9. При помощи пружин 4, 5, 6 (пружины работают на растяжение) к упорам 7, 8, 9 поджимаются втулки-ударники 10, 11, 12. Упоры 7, 8, 9 имеют такие размеры, что втулки-ударники 10, 11, 12 находятся на различных расстояниях от верхней поверхности 13 рабочей части 2.The vibro-breaker consists (Fig. 1) of a rod 1, at the ends of which the working part 2 and the tail part 3 are rigidly fixed. Inside the springs 4, 5, 6 there are stops 7, 8, 9 fixed to the tail part 3. Using the springs 4, 5 , 6 (the springs work in tension) to the stops 7, 8, 9, the bushings 10, 11, 12 are pressed. The stops 7, 8, 9 are such that the bushings 10, 11, 12 are at different distances from the top surface 13 of the working part 2.

Работает вибробоек следующим образом. В момент соприкосновения рабочей части 2 с обрабатываемой деталью 14 стержень 1 (вместе с рабочей частью 2 и хвостовой частью 3) останавливаются, а втулки-ударники 10, 11, 12 продолжают движение по инерции вниз к обрабатываемой детали 14 (растягивая пружины 4, 5, 6). Ближайшая к поверхности 13 втулка-ударник 12 первой нанесет удар по этой поверхности, а затем начнет подниматься вверх под действием пружины 6. Затем удар по поверхности 13 нанесет втулка-ударник 11. Этот момент показан на фиг.2. В этот момент втулка-ударник 10 движется по инерции вниз к поверхности 13, а втулка-ударник 12 - вверх под действием пружины 6. Затем втулка-ударник 11 начнет движение вверх, а втулка-ударник 10 нанесет удар по поверхности 13. Таким образом, получается серия из четырех ударов (первый удар по обрабатываемой детали производит стержень вместе со своими рабочей и хвостовой частями, а затем следуют три удара втулок-ударников). Увеличивая количество втулок-ударников, можно увеличить количество ударов в серии.The vibro-breaker works as follows. At the moment of contact of the working part 2 with the workpiece 14, the rod 1 (together with the working part 2 and the tail part 3) stops, and the drum bushings 10, 11, 12 continue to move by inertia down to the workpiece 14 (stretching the springs 4, 5, 6). The drummer sleeve 12 closest to the surface 13 will strike first on this surface, and then begin to rise upward under the action of the spring 6. Then the drummer sleeve 11 will strike the surface 13. This moment is shown in FIG. 2. At this moment, the firing sleeve 10 moves by inertia down to the surface 13, and the firing sleeve 12 moves upward under the action of the spring 6. Then the firing sleeve 11 starts to move up, and the firing sleeve 10 strikes the surface 13. Thus, a series of four blows is obtained (the first blow to the workpiece is made by the rod together with its working and tail parts, and then three hits of the drum-bushings follow). By increasing the number of drum bushings, you can increase the number of strokes in a series.

Выбирая соответствующим образом длины упоров 7, 8, 9 и втулок-ударников 10, 11, 12, можно получить серию ударов, следующих через равные промежутки времени, то есть вибрационное воздействие на обрабатываемую деталь с постоянной частотой.Choosing appropriately the lengths of the stops 7, 8, 9 and the bushings 10, 11, 12, it is possible to obtain a series of strokes following at regular intervals, that is, a vibration effect on the workpiece with a constant frequency.

Данная конструкция вибробойка не содержит буртов на стержне, что повышает ее долговечность и позволяет увеличить силу удара втулок-ударников, то есть улучшает технологические свойства виброударного инструмента.This design of the vibro-breaker does not contain collars on the rod, which increases its durability and allows you to increase the impact force of the bushings, that is, improves the technological properties of the vibro-impact tool.

Claims

Vibro-drums containing a rod, bushings-drums installed with the possibility of movement along the rod, and springs, pressing bushings-drums, characterized in that the ends of the rod are additionally fixed working and tail parts, under the tail part there are stops having different lengths, and the bushings - hammers are located concentrically around the rod with the possibility of striking on the surface of its working part and are pressed by springs to the stops.