RU2508980C2 - Synchronous electromagnetic percussion-type machine - Google Patents

Synchronous electromagnetic percussion-type machine Download PDF

Info

Publication number
RU2508980C2
RU2508980C2 RU2012121695/02A RU2012121695A RU2508980C2 RU 2508980 C2 RU2508980 C2 RU 2508980C2 RU 2012121695/02 A RU2012121695/02 A RU 2012121695/02A RU 2012121695 A RU2012121695 A RU 2012121695A RU 2508980 C2 RU2508980 C2 RU 2508980C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
sections
guide bush
guide sleeve
locking mechanism
Prior art date
Application number
RU2012121695/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012121695A (en
Inventor
Людмила Андреевна Нейман
Владимир Юрьевич Нейман
Екатерина Юрьевна Артебякина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority to RU2012121695/02A priority Critical patent/RU2508980C2/en
Publication of RU2012121695A publication Critical patent/RU2012121695A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2508980C2 publication Critical patent/RU2508980C2/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electromagnetic of percussion-type machines. Proposed machine comprises working tool, guide bush, hammer arranged inside said guide bush, stator and stator clamping mechanism. Aid stator comprises magnetic core with forward and reverse coils. Stator clamping mechanism is composed by retainers arranged on both sides of said stator and locking mechanism arranged at guide bush. Said stator is composed by two separate abutting sections. Locking mechanism, retainers and stator sections are coupled by different-thickness detachable rings fitted on guide bush for precise relative fixture of said stator sections and retainers.
EFFECT: precise adjustment of machine operation, higher efficiency.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромагнитным машинам ударного действия, применяемых для выполнения различных технологических операций (например, ударное вибропрессование, клеймение, разрушение строительных материалов при производстве монтажных работ), в которых возвратно-поступательное движение бойка осуществляется за счет катушек прямого и обратного хода, питаемых от однофазного источника промышленной частоты.The invention relates to electromagnetic shock machines used to perform various technological operations (for example, shock vibrocompression, branding, destruction of building materials during installation works), in which the reciprocating movement of the striker is carried out due to forward and reverse coils fed from single-phase source of industrial frequency.

Известна электромагнитная машина ударного действия [Патент РФ 2001262, МКл B25D 13/00, E21C 3/16. Электромагнитный пробойник // Л.С. Павлов, А.Г. Тамбовский. - №3028408/03; заявл. 21.02.92; опубл. 15.10.93, Бюл. №37-38. - 3 с.], содержащая корпус, расположенные в корпусе общий магнитопровод с катушками прямого и обратного хода, цилиндрический боек, поочередно взаимодействующий с ударником и буферным устройством, выполненным в виде амортизированного отбойника с наковальней.Known electromagnetic shock machine [RF Patent 2001262, MKL B25D 13/00, E21C 3/16. Electromagnetic punch // L.S. Pavlov, A.G. Tambovsky. - No. 3028408/03; declared 02/21/92; publ. 10/15/93, Bull. No. 37-38. - 3 p.], Comprising a housing, a common magnetic circuit with forward and reverse coils located in the housing, a cylindrical hammer, alternately interacting with a hammer and a buffer device made in the form of a shock-absorbing bump with an anvil.

В оптимальном режиме время работы электромагнитной машины ударного действия движения бойка при прямом и обратном ходе должно совпадать с длительностью протекания тока по катушкам, что может быть реализовано только при точной синхронизации возвратно-поступательных движений бойка с частотой питающего источника.In the optimal mode, the operating time of the electromagnetic machine of the shock action of the striker movement during forward and reverse motion should coincide with the duration of the current flow through the coils, which can be realized only with exact synchronization of the reciprocating movements of the striker with the frequency of the supply source.

К недостаткам этой электромагнитной машины ударного действия следует отнести то, что при питании от однофазного источника промышленной частоты длительность протекания тока по катушкам и время движения бойка может отличаться от оптимального режима работы, что снижает КПД устройства.The disadvantages of this electromagnetic shock machine include the fact that when powered from a single-phase source of industrial frequency, the duration of the current flow through the coils and the time of movement of the striker may differ from the optimal mode of operation, which reduces the efficiency of the device.

Известна электромагнитная машина ударного действия [Патент РФ 2042500, МКл 25D 13/00. Электромагнитный ударный инструмент // Е.М. Тимошенко, В.М. Борисов, И.В. Андреев, И.Ф. Куликов. - №92014505/28; заявл. 23.12.92; опубл. 27.08.95. - 6 с.], содержащая корпус, расположенные в корпусе магнитопровод с катушками прямого и обратного хода, механизм крепления рабочего инструмента, буфер и боек, расположенные на одной оси.Known electromagnetic shock machine [RF Patent 2042500, MKL 25D 13/00. Electromagnetic percussion instrument // Е.М. Timoshenko, V.M. Borisov, I.V. Andreev, I.F. Kulikov. - No. 92014505/28; declared 12/23/92; publ. 08/27/95. - 6 p.], Comprising a housing, a magnetic circuit located in the housing with forward and reverse coils, a fastening mechanism for the working tool, a buffer and a striker located on the same axis.

К недостаткам этой электромагнитной машине ударного действия следует отнести то, что при питании катушек импульсами тока от однофазного источника промышленной частоты, необходимая длительность протекания тока в отдельно взятых катушках и время движения бойка под действием электромагнитных сил, созданных этими катушками, также в разной степени может отличаться от оптимального режима работы, что снижает КПД устройства в целом.The disadvantages of this electromagnetic shock machine include the fact that when the coils are fed with current pulses from a single-phase power frequency source, the required duration of current flow in individual coils and the duration of the striker under the action of electromagnetic forces created by these coils can also vary from the optimal mode of operation, which reduces the efficiency of the device as a whole.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитная машина ударного действия [Патент РФ 2008194, МКл B25D 13/00. Электромагнитная машина ударного действия // И.В. Андреев, В.М. Борисов, И.Ф. Куликов, Е.М. Тимошенко. - №5031933/08; заявл. 12.03.92; опубл. 28.02.94. - 11 с.], содержащая корпус, блок питания, рабочий инструмент, подпружиненный буфер, жестко связанные с направляющей втулкой корпус буфера и буксу, размещенный внутри направляющей втулки боек, статор, выполненный в виде магнитопровода с установленными в нем катушками и механизм крепления статора, состоящий из двух размещенных по обе стороны статора упоров и запорного механизма, установленного на направляющей втулке.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is an electromagnetic impact machine [RF Patent 2008194, MKL B25D 13/00. Electromagnetic shock machine // I.V. Andreev, V.M. Borisov, I.F. Kulikov, E.M. Tymoshenko. - No. 5031933/08; declared 03/12/92; publ. 02/28/94. - 11 p.], Comprising a housing, a power supply, a working spring-loaded buffer, a buffer housing and an axle box rigidly connected to the guide sleeve, located inside the guide of the firing pin, a stator made in the form of a magnetic circuit with coils installed in it, and a stator mounting mechanism, consisting of two stops placed on both sides of the stator and a locking mechanism mounted on the guide sleeve.

Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.This technical solution is taken as a prototype.

К недостаткам этого известного технического решения следует отнести отсутствие точной настройки на оптимальный режим работы. Связано это с тем, что рабочий процесс рассматриваемого устройства осуществляется в режиме вынужденных колебаний. Собственная частота механических колебаний системы согласуется с частотой и длительностью импульсов тока, поочередно поступающих на катушки, однако время движения бойка и длительность протекания тока по катушкам может отличаться от оптимального режима работы. Конструктивное исполнение устройства не обеспечивает раздельной регулировки по согласованию длительности протекания тока в отдельно взятых катушках и времени движения бойка под действием электромагнитных сил, созданных катушками, что снижает КПД.The disadvantages of this known technical solution include the lack of precise settings for the optimal mode of operation. This is due to the fact that the working process of the device in question is carried out in a forced oscillation mode. The natural frequency of the mechanical vibrations of the system is consistent with the frequency and duration of the current pulses, which are alternately supplied to the coils, however, the time of movement of the striker and the duration of the current flow through the coils may differ from the optimal operating mode. The design of the device does not provide separate adjustment to match the duration of the current flow in individual coils and the time of movement of the striker under the action of electromagnetic forces created by the coils, which reduces the efficiency.

Изобретение направлено на решение задачи точной настройки на оптимальный режим работы и повышение КПД синхронной электромагнитной машины ударного действия.The invention is aimed at solving the problem of fine tuning to the optimal mode of operation and increasing the efficiency of a synchronous electromagnetic shock machine.

Указанная задача достигается тем, что синхронная электромагнитная машина ударного действия содержит корпус, блок питания, рабочий инструмент, подпружиненный буфер, жестко связанные с направляющей втулкой корпус буфера и буксу, размещенный внутри направляющей втулки боек, статор, выполненный в виде магнитопровода с установленными в нем катушками и механизм крепления статора, состоящий из двух размещенных по обе стороны статора упоров и запорного механизма, установленного на направляющей втулке, при этом статор выполнен из двух раздельных и примыкающих друг к другу секций, а запорный механизм, упоры и секции статора связаны между собой посредством различных по толщине съемных колец, установленных на направляющей втулке с возможностью точной фиксации взаимного положения упомянутых секций статора относительно друг друга и упоров, причем необходимую толщину съемных колец выполняют набором пакета из более тонких.This task is achieved in that the synchronous electromagnetic impact machine comprises a housing, a power supply, a working tool, a spring-loaded buffer, a buffer housing and an axle box rigidly connected to the guide sleeve, located inside the guide of the firing pin, a stator made in the form of a magnetic circuit with coils installed in it and a stator mounting mechanism, consisting of two stops placed on both sides of the stator and a locking mechanism mounted on the guide sleeve, while the stator is made of two separate sections and adjacent to each other, and the locking mechanism, stops and stator sections are interconnected by means of various thickness removable rings mounted on the guide sleeve with the ability to accurately fix the relative position of the said stator sections relative to each other and stops, and the required thickness of the removable rings perform a set of a package of thinner ones.

На чертеже показан продольный разрез предлагаемой электромагнитной машины ударного действия.The drawing shows a longitudinal section of the proposed electromagnetic impact machine.

Синхронная электромагнитная машина ударного действия содержит корпус 1 с размещенными внутри секциями статора, включающими магнитопровод 2 с катушкой 3 прямого хода и магнитопровод 4 с катушкой 5 обратного хода, направляющую втулку 6 с установленным в ней бойком 7 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с рабочим инструментом 8 и буфером 9, а также отдельно установленный блок питания 10. Направляющая втулка 6 жестко соединена с буксой 11 и корпусом буфера 12. Между буфером 9 и корпусом буфера 12 размещена пружина 13.A synchronous electromagnetic percussion machine comprises a housing 1 with stator sections located inside, including a magnetic circuit 2 with a forward coil 3 and a magnetic circuit 4 with a reverse coil 5, a guide sleeve 6 with a striker 7 installed in it with the possibility of axial movement and interaction with the working tool 8 and a buffer 9, as well as a separately mounted power supply 10. The guide sleeve 6 is rigidly connected to the axle box 11 and the buffer housing 12. Between the buffer 9 and the buffer housing 12 a spring 13 is placed.

На направляющей втулке установлен запорный механизм крепления секций статора, содержащий упор 14, выполненный в виде шайбы с выточкой по внутреннему диаметру, в которую входит стопорное кольцо 15, установленная с предварительным поджатием пружина 16, выполняющая функции запорного элемента и упор 17, являющийся внешней торцевой поверхностью корпуса буфера 12.A locking mechanism for securing the stator sections is installed on the guide sleeve, comprising a stop 14 made in the form of a washer with a recess in inner diameter, which includes a locking ring 15, spring 16 installed with preliminary compression, which acts as a locking element and a stop 17, which is an external end surface buffer enclosures 12.

Между упором 17 и магнитопроводами 2 и 4 установлены различные по толщине съемные кольца 18 и 19, обеспечивающие точную фиксацию положений секции статора.Between the stop 17 and the magnetic circuits 2 and 4, detachable rings 18 and 19 of various thicknesses are installed, providing accurate fixation of the positions of the stator section.

Синхронная электромагнитная машина ударного действия работает следующим образом.Synchronous electromagnetic shock machine operates as follows.

При подключении машины к однофазно сети переменного тока блок питания 10 формирует импульсы напряжения, поочередно подаваемые на катушки 3, 5 прямого и обратного хода. При подаче импульса напряжения на катушку 3 прямого хода под действием возникающей электромагнитной силы боек 7 движется в сторону рабочего инструмента 8, и наносит по нему удар. После нанесения удара и отскока бойка 7 от рабочего инструмента 8 одновременно подается импульс напряжения на катушку 5 обратного хода. Под действием возникающей электромагнитной силы боек 7 с ускорением движется в сторону подпружиненного буфера 9 и наносит по нему удар. После нанесения удара, ввиду того, что масса подпружиненного буфера 9 больше массы бойка, боек 7 отскакивает от буфера 9 и начинает ускоренное движение в сторону рабочего инструмента 8 под действием электромагнитных сил включающейся в этот момент катушки 3 прямого хода. Одновременно буфер 9 отходит назад, сжимая пружину 13 и, совершая колебательное движение, движется на встречу возвращающемуся после удара по рабочему инструменту 8 бойку 7. Далее цикл повторяется.When connecting the machine to a single-phase AC network, the power supply 10 generates voltage pulses, alternately supplied to the coils 3, 5 forward and reverse. When a voltage pulse is applied to the forward coil 3 under the action of the arising electromagnetic force, the firing pin 7 moves towards the working tool 8 and strikes it. After striking and rebounding the striker 7 from the working tool 8, a voltage pulse is simultaneously applied to the reverse coil 5. Under the action of the emerging electromagnetic force, the firing pin 7 accelerates toward the spring-loaded buffer 9 and strikes it. After striking, due to the fact that the mass of the spring-loaded buffer 9 is greater than the mass of the striker, the striker 7 bounces off the buffer 9 and begins accelerated movement towards the working tool 8 under the influence of electromagnetic forces of the forward-running coil 3 at this moment. At the same time, the buffer 9 moves back, compressing the spring 13 and, making an oscillatory movement, moves to meet the striker 7, who returns after hitting the working tool 8. Then the cycle repeats.

Питание синхронной электромагнитной машины ударного действия осуществляется по двухполупериодной схеме выпрямления.The synchronous electromagnetic impact machine is powered by a half-wave rectification circuit.

Регулировка и точная настройка на оптимальный режим работы происходит следующим образом.Adjustment and fine tuning to the optimal operating mode is as follows.

Благодаря конструктивному исполнению съемного статора, содержащего две независимые и раздельные секции в виде магнитопроводов 2, 4 с катушками 3, 5, а также предусмотренной возможности установки съемных колец 18, 19, согласование между временем протекания тока в отдельно взятой катушке и положением бойка на данный момент времени в режиме вынужденных колебаний механической системы осуществляется выбором необходимой толщины колец.Due to the design of the removable stator, containing two independent and separate sections in the form of magnetic circuits 2, 4 with coils 3, 5, as well as the provided possibility of installing removable rings 18, 19, coordination between the current flow time in a single coil and the position of the striker at the moment time in the mode of forced oscillations of the mechanical system is carried out by selecting the required thickness of the rings.

Как следует из чертежа, установка различных по толщине съемных колец 18 и 19 позволяет изменять положение секций статоров по длине оси направляющей втулки 6, как по отношению друг к другу, так и относительно фиксированных положений упоров 14, 17 и тем самым осуществлять точную настройку на оптимальный режим работы за счет изменения величины хода бойка 7 под действием электромагнитных сил, создаваемых катушками 3, 5 при прямом и обратном ходе бойка 7.As follows from the drawing, the installation of different thickness of the removable rings 18 and 19 allows you to change the position of the stator sections along the length of the axis of the guide sleeve 6, both with respect to each other and relative to the fixed positions of the stops 14, 17 and thereby fine-tune to the optimum mode of operation due to changes in the stroke of the striker 7 under the action of electromagnetic forces created by coils 3, 5 during forward and reverse stroke of the striker 7.

Конструкция устройства обеспечивает независимую регулировку положений секций статора при прямом и обратном ходе бойка, которая предусматривает сохранение положения относительно упоров одной из секций и изменение положения другой секции, что обеспечивает точную настройку механической системы в целом.The design of the device provides independent adjustment of the positions of the stator sections during forward and reverse striking, which provides for maintaining the position relative to the stops of one of the sections and changing the position of the other section, which ensures fine tuning of the mechanical system as a whole.

Для обеспечения точной настройки на оптимальный режим работы целесообразно необходимую толщину съемных колец выполнять набором пакета из более тонких.To ensure accurate tuning to the optimal mode of operation, it is advisable to carry out the necessary thickness of the removable rings with a set of thinner bags.

Величина предварительного поджатая пружины 16 выбирается из условия надежной фиксации взаимного положения раздельных секций статора во время работы, исключающего соударения механически связанных с ними съемных колец и упора.The value of the pre-loaded spring 16 is selected from the condition of reliable fixation of the mutual position of the separate sections of the stator during operation, eliminating the collision of the removable rings mechanically connected with them and the stop.

Предложенное решение обеспечивает точную настройку на оптимальный режим работы и повышает КПД синхронной электромагнитной машины ударного действия.The proposed solution provides fine tuning to the optimal operating mode and increases the efficiency of a synchronous electromagnetic percussion machine.

Claims (2)

1. Синхронная электромагнитная машина ударного действия, содержащая корпус, блок питания, рабочий инструмент, подпружиненный буфер, жестко связанные с направляющей втулкой корпус буфера и буксу, размещенный внутри направляющей втулки боек, статор, включающий магнитопровод с катушками прямого и обратного хода, механизм крепления статора, выполненный в виде двух размещенных по обе стороны статора упоров и запорного механизма, установленного на направляющей втулке, отличающаяся тем, что статор выполнен из двух раздельных и примыкающих друг к другу секций, при этом запорный механизм, упоры и секции статора связаны между собой посредством различных по толщине съемных колец, установленных на направляющей втулке с возможностью точной фиксации взаимного положения упомянутых секций статора относительно друг друга и упоров.1. A synchronous electromagnetic percussion machine, comprising a housing, a power supply, a working tool, a spring-loaded buffer, a buffer housing and an axle box rigidly connected to the guide sleeve, located inside the guide of the firing pin, a stator including a magnetic circuit with forward and reverse coils, a stator mounting mechanism made in the form of two stops placed on both sides of the stator and a locking mechanism mounted on the guide sleeve, characterized in that the stator is made of two separate and adjacent d sections to each other, while the locking mechanism, stops and stator sections are interconnected by means of various thickness removable rings mounted on the guide sleeve with the ability to accurately fix the relative position of the said stator sections relative to each other and stops. 2. Синхронная электромагнитная машина ударного действия по п.1, отличающаяся тем, что необходимую толщину съемных колец выполняют набором пакета из более тонких колец. 2. The synchronous electromagnetic percussion machine according to claim 1, characterized in that the required thickness of the removable rings is performed by a set of a package of thinner rings.
RU2012121695/02A 2012-05-25 2012-05-25 Synchronous electromagnetic percussion-type machine RU2508980C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121695/02A RU2508980C2 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Synchronous electromagnetic percussion-type machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121695/02A RU2508980C2 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Synchronous electromagnetic percussion-type machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012121695A RU2012121695A (en) 2013-11-27
RU2508980C2 true RU2508980C2 (en) 2014-03-10

Family

ID=49625120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121695/02A RU2508980C2 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Synchronous electromagnetic percussion-type machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2508980C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU54926A1 (en) * 1937-01-31 1938-11-30 А.И. Москвитян Electric jackhammer
RU2008194C1 (en) * 1992-03-12 1994-02-28 Иван Васильевич Андреев Electromagnetic shock machine
RU2019692C1 (en) * 1992-10-23 1994-09-15 Владимир Михайлович Борисов Hand-held electric perforator
JPH07164350A (en) * 1993-12-10 1995-06-27 Nippon Steel Corp Electromagnetic hammer
RU2099175C1 (en) * 1995-02-24 1997-12-20 Институт горного дела СО РАН Electromagnetic impact tool

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU54926A1 (en) * 1937-01-31 1938-11-30 А.И. Москвитян Electric jackhammer
RU2008194C1 (en) * 1992-03-12 1994-02-28 Иван Васильевич Андреев Electromagnetic shock machine
RU2019692C1 (en) * 1992-10-23 1994-09-15 Владимир Михайлович Борисов Hand-held electric perforator
JPH07164350A (en) * 1993-12-10 1995-06-27 Nippon Steel Corp Electromagnetic hammer
RU2099175C1 (en) * 1995-02-24 1997-12-20 Институт горного дела СО РАН Electromagnetic impact tool

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012121695A (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2606136C2 (en) Impact tool
JP6441588B2 (en) Impact tool
EP3227057B1 (en) Hand-held power tool and control method therefor
RU2532246C2 (en) Hand-driven machine with dynamic vibration damper
EA010225B1 (en) Vibrational apparatus
RU2508980C2 (en) Synchronous electromagnetic percussion-type machine
DE102010043447A1 (en) Hand tool with a counter-oscillator
DE10302089B3 (en) Striking electric hand machine tool with a piezo actuator
WO2018028493A1 (en) Resonant impact electric linear impact apparatus
US20110180285A1 (en) Implement having an overrunning clutch
WO2011122994A1 (en) Engraving method and device for implementing same
RU2496215C1 (en) Electromagnetic motor of back-and-forth movement
RU2491701C2 (en) Synchronous electromagnetic percussion mechanism
WO2011139185A1 (en) Tattooing machine and armature unit for the tattooing machine
RU2496214C2 (en) Synchronous electromagnetic motor of back-and-forth movement
EA026610B1 (en) Electromagnetic hammer
US1847085A (en) Percussive tool
SU660727A1 (en) Vibropercussive unit
SU965529A1 (en) Electromechanic impact pulse source
RU2595085C1 (en) Device for electric spark processing surfaces
CN109153112A (en) Percussion tool
RU162786U1 (en) SHOCK DEVICE FOR DESTRUCTION OF VALVES IN BUNKERS
US10710230B2 (en) Hand-held power tool with detachable clamped connection
RU2486656C1 (en) Method for control of reciprocable double-coiled electromagnetic motor
RU2455444C1 (en) Compression-vacuum machine of impact action (versions)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170526