SU1602991A1

SU1602991A1 - Hydraulic wedge

Info

Publication number: SU1602991A1
Application number: SU884609575A
Authority: SU
Inventors: Григорий Анатольевич Синиченко
Original assignee: Г.А. Синиченко
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1990-10-30

Abstract

Изобретение относитс к горному делу и строительству и предназначено дл разрушени горных пород и прочих монолитных объектов. Цель изобретени - упрощение конструкции гидроклина. Гидроклин содержит силовой гидроцилиндр (СГЦ) 10 с поршнем 13 со штоком 14, с которым св зан клин. Он охвачен распорными щеками, св занными с СГЦ 10. Соосно в СГЦ 10 на поршне 13 установлены эластичные кольца (ЭК) 17 с чередованием по высоте СГЦ 10 с опорными кольцевыми элементами (КЭ) 15 и 18. Толщина КЭ 15 и 18 уменьшаетс от центра в радиальном направлении. Одна из поверхностей каждого КЭ 15 и 18, прилегающа к соответствующему КЭ 15 и 18, выполнена в радиальном направлении с упорной ступенью. В поршневой и штоковой полост х СГЦ 10 между его торцовыми стенками и крайним от поршн 13 опорным кольцом 15 и поверхностью поршн 13 со стороны штока 14 установлены прижимные элементы в виде распорных пружин 24 и 25. Упира сь в торцы СГЦ 10 пружины 24 и 25 сжимают пакет ЭК 17 и КЭ 15, 18. Пружины 24 и 25, ЭК 17 и КЭ 15 и 18 образуют мультипликатор. При подаче жидкости под давлением в СГЦ 10, она давит на поршень 13 непосредственно и через КЭ 15. Кроме того, дополнительное усилие возникает при радиальной раздвижке ЭК 17. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to mining and construction and is intended to destroy rocks and other monolithic objects. The purpose of the invention is to simplify the design of hydroclin. The hydrocline contains a power cylinder (SGC) 10 with a piston 13 with a rod 14, with which a wedge is connected. It is covered by spacer cheeks associated with SGC 10. Coaxially in SGC 10 on piston 13, elastic rings (EC) 17 are installed with alternation in height of SGC 10 with supporting ring elements (EC) 15 and 18. EC thickness 15 and 18 decreases from the center in the radial direction. One of the surfaces of each CE 15 and 18, adjacent to the corresponding CE 15 and 18, is made in the radial direction with a stop step. In the piston and rod cavities SGC 10, between its end walls and the outer ring 15 and the piston 13 outermost from the piston 13, the clamping elements in the form of spacer springs 24 and 25 are mounted on the side of the rod 14. The springs 24 and 25 are pressed against the ends of the SGC 10 EC package 17 and CE 15, 18. Springs 24 and 25, EC 17 and CE 15 and 18 form a multiplier. When a liquid is supplied under pressure in the SGC 10, it presses on the piston 13 directly and through CE 15. In addition, additional force arises when the EC is radially expanding 17. 2 Cp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс к горному делу и строительству, а именно к устройствам дл отделени блоков от массива по строчке шпуров дроблени негабаритов и разрушени фундаментов.The invention relates to mining and construction, in particular, to devices for separating blocks from an array along the line of oversize crushing and foundation destruction.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции устройства.The aim of the invention is to simplify the design of the device.

На фиг.1 изображен гидроклин, общий вид, совмещенный с продольным разрезом; на фиг.2 - силовой гидроцилиндр, продольный разрез; на фиг.З - взаимное расположение деталей мультипликатора и силового гидроцилиндра перед началом их зат га (взаимное расположение деталей мультипликатора и гидроцилиндра после окончани их зат га в процессе сборки показано на фиг.2); на фиг.4 - расчетна схема действи устройства (схема усилий, действующих в зоне контакта эластичного кольца и опорного кольцевого элемента).Figure 1 shows hydroclin, a general view, combined with a longitudinal section; figure 2 - power cylinder, a longitudinal section; Fig. 3 shows the mutual arrangement of the parts of the multiplier and the power cylinder before the beginning of their thrust ha (the relative position of the parts of the multiplier and the hydraulic cylinder after the end of their thrust ha in the assembly process is shown in Fig. 2); Fig. 4 shows the design of the device (a scheme of the forces acting in the contact zone of the elastic ring and the supporting ring element).

Гидроклин содержит клин 1, распорные щеки 2 и 3, упругие элементы 4 и 5, корпус 6, уплотнение 7, шпильки 8, гайки 9, гидроцилиндр 10 с резьбовыми отверсти ми 11 и 12, поршень 13 со штоком 14, опорный кольцевой элемент 15 со ступенью 16, эластич- . ные (резиновые) кольца 17, опорные кольцевые элементы 18, одна поверхность 19 которых выполнена конической, т.е. толщина элементов 15 и 18 уменьшаетс от центра в радиальном направлении, а втора поверхность 20 выполнена плоской со ступенью 21, в радиальном направлении имеющей фаску 22 под углом 45°.The hydrocline contains a wedge 1, spacer cheeks 2 and 3, elastic elements 4 and 5, body 6, seal 7, studs 8, nuts 9, hydraulic cylinder 10 with threaded holes 11 and 12, piston 13 with rod 14, bearing ring element 15 with step 16, elastic-. (rubber) rings 17, supporting ring elements 18, one surface 19 of which is made conical, i.e. the thickness of the elements 15 and 18 is reduced from the center in the radial direction, and the second surface 20 is made flat with a step 21, having a chamfer 22 in the radial direction at an angle of 45 °.

Набор колец 17 с расположенными между ними элементами 18 установлен на поршне в поршневой полости гидроцилиндра 10 и ограничен с одной стороны элементами 15, а с другой стороны поршнем 13. примыкающа к набору поверхность 23 которого также выполнена конической. При этом внутри цилиндра 10 между его торцом и элементом 15 установлена распорна пру-, жина 24, а между поршнем 13 со стороны штока и торцом гидроцилиндра, образуемым корпусом 6, установлена распорна пружина 25. Гидроцилиндр 10 образует фланцевое соединение с кррпусом 6, прокладкой 26, шпильками 8 и гайками 9. Между корпусом 6 и штоком 14 установлено уплотнение 7. Клин 1 св зан со штоком 14, распорные щеки 2 охватывают клин 1 и св заны с корпусом гидроцилиндра. Эластичные кольца 17 вл ютс радиальными клиновыми элементами. Распорные пружины 24 и 25 вл ютс прижимными элементами . Элементы 17, 24. 25, 15 и 18 образуют мультипликатор.A set of rings 17 with elements 18 located between them is mounted on the piston in the piston cavity of the hydraulic cylinder 10 and limited on one side by elements 15, and on the other side by a piston 13. The surface 23 of which is adjacent to the set 23 is also conical. At the same time inside the cylinder 10 between its end face and the element 15 is installed a spacer spring, grip 24, and between the piston 13 from the side of the rod and the end of the hydraulic cylinder formed by the housing 6, a spacer spring 25 is installed. The hydraulic cylinder 10 forms a flange connection with the crush 6, gasket 26 , studs 8 and nuts 9. A seal 7 is installed between case 6 and rod 14. Wedge 1 is connected to rod 14, spacer cheeks 2 span wedge 1 and are connected to hydraulic cylinder housing. The elastic rings 17 are radial wedge elements. Spacer springs 24 and 25 are clamping members. Elements 17, 24. 25, 15 and 18 form a multiplier.

Гидроклин работает следующим Hydrocline works as follows

ЗОИ.Zoe.

Рабочий орган устройства, состо щий из распорных щек 2,3 и расположенного между ними клина 1, вставл ют в предварительно пробуренный шпур, затем через от- 5 верстие 11 в гидроцилиндр 10 подают рабочую жидкость, давление которой в си- . ловом гидроцилиндре преобразуетс в осевом усилие, передаваемое штоком 14 клину 1. В результате распирани клином 1 щек 2 10 и 3 выбираетс зазор между ними и стенками шпура, а дальнейший рост осевого усили , передаваемого штоком 14 клину 1, приводит к тому, что распорные щеки 2 и 3 раскалывают породу. После разрушени по- 15 роды рабочую жидкость подают в отверстие 12 гидроцилиндра 10 и возвращают устройство в.исходное положение. Суммарное осевое усилие Р, передаваемое штоком 14 клину 1, равно 20Р PI + Р2 + Рз. ,The working body of the device, consisting of spacer cheeks 2,3 and the wedge 1 located between them, is inserted into the pre-drilled hole, then through the hole 11 into the hydraulic cylinder 10 serves the working fluid, the pressure of which is in si-. By converting the hydraulic cylinder into an axial force transmitted by the rod 14 to the wedge 1. As a result of unraveling the wedge 1 of the cheeks 2 10 and 3, a gap is selected between them and the walls of the hole, and a further increase in the axial force transmitted by the rod 14 of the wedge 1 causes the expansion cheeks 2 and 3 split the rock. After the destruction of the mold, the working fluid is fed into the hole 12 of the hydraulic cylinder 10 and returns the device to its original position. The total axial force P transmitted by the rod 14 to the wedge 1 is equal to 20Р PI + Р2 + Рз. ,

где PI - осевое усилие, создаваемое давлением рабочей жидкости на поршень 13;where PI is the axial force generated by the pressure of the working fluid on the piston 13;

р2 - осевое усилие, создаваемое давлением рабочей жидкости на элемент 15; 25РЗ - осевое усилие, создаваемое резиновыми кольцами 1-7 в результате их радиального давлени на конические поверхности элементов 18.p2 is the axial force generated by the pressure of the working fluid on the element 15; 25РЗ - axial force generated by rubber rings 1-7 as a result of their radial pressure on the conical surfaces of the elements 18.

Усилие PI определ етс п о формуле 30Р1 р -л; -О /4,The force PI is defined by the formula 30P1 p -l; -O / 4,

где р - величина внутреннего давлени рабочей жидкости;where p is the value of the internal pressure of the working fluid;

D - внутренний диаметр колец 17. Усилие Р 2 определ етс по формуле 35P2 pvT()/4,D is the inner diameter of the rings 17. The force P 2 is determined by the formula 35P2 pvT () / 4,

где D 1 - внутренний диаметр гидроцилиндра 10;where D 1 - the inner diameter of the hydraulic cylinder 10;

D 2 - внутренний диаметр элемента 15. Помимо того, что рабоча жидкость ока- 40 зывает осевое давление на поршень 13 (создава усилие PI) и. элемент 15 (создава усилие Р2). она одновременно оказывает ра- диальное давление на резиновые кольца 17.D 2 - the inner diameter of the element 15. In addition, the working fluid has an axial pressure on the piston 13 (creating a force PI) and. element 15 (creating effort P2). it simultaneously exerts radial pressure on the rubber rings 17.

45Радиальное усилие, созданное давлением рабочей жидкости на одном резиновом кольце 17, определ етс по. формуле (см. фиг.4}45 The radial force created by the pressure of the working fluid on one rubber ring 17 is defined by. formula (see figure 4}

Рр р -О (д -h),PP p -O (d -h)

50 где д-высота резинового кольца 17(по его внутреннему диаметру);50 where d is the height of the rubber ring 17 (according to its internal diameter);

h - высота ступени 21 в металлическом элементе 18.h is the height of the step 21 in the metal element 18.

Указанное радиальное усилие преобра- 55 зуетс на конической поверхности 19 металлического элемента 18-в осевое усилие.This radial force is converted on the conical surface 19 of the metal element 18 into an axial force.

РО Рр ctg«. Ro pp ctg ".

Поэтому осевое усилие Рз: создаваемое всеми вместе резиновыми кольцами 17 вTherefore, the axial force PZ: created all together by rubber rings 17 in

результате их давлени на конические поверхности металлических элементов 18. можно определить по формулеthe result of their pressure on the conical surfaces of the metal elements 18. can be determined by the formula

РЗ РО п Рр ctga -п РЗ РО п Рр ctga -n

рлО(д- h)ctga -п, где п - количество резиновых колец. pLO (d- h) ctga -n, where n is the number of rubber rings.

Оптимальными вл ютс величины угла а в пределах от 4 до 10° (чем меньше величина а, тем больше усилие Рз).The optimal values of the angle a range from 4 to 10 ° (the smaller the value of a, the greater the force P3).

Так, например, при D 2 см; DI 6 см; DZ 2 см; р 300 кгс/см ; б 1,4 см ; h 4 получим следующиеFor example, when D 2 cm; DI 6 cm; DZ 2 cm; p 300 kgf / cm; b 1.4 cm; h 4 we get the following

Р2 7536 кгс; РЗ Р2 7536 kgf; РЗ

0,4 см; а 7°; п 0.4 cm; a 7 °; P

величины усилий;magnitude of the effort;

PI 942 кгс; 61372 кгс.PI 942 kgf; 61372 kgf.

Суммарное осевое усилие, передаваемое штоком 14 на клин 1, составл етThe total axial force transmitted by the rod 14 to the wedge 1 is

Р PI + Р2 + Рз 69850 кгс,P PI + P2 + Pz 69850 kgf,

Гидроклин собирают следующим образом (фиг.2, 3).Hydroclin collected as follows (Fig.2, 3).

В гидроцилиндр 10, установленный вниз дном, закладывают пружину 24, затем элемент 15, далее, череду , кольца 17 и элементы 18 (причем кольца 17 располагаютс внутри ступеней 16 и 21 элементов 15 и 18, как это показано на фиг.З), а после последнего кольца 17 устанавливают поршень 13, пружину 25, и между цилиндром 10 и корпуом 6 помещают прокладку 26, а затем с помощью шпилек 8 и гаек 9 зат гивают ланцевое соединени , образованное цииндром 10 и корпусом 6.In the hydraulic cylinder 10, mounted downwardly, lay the spring 24, then the element 15, then the series, the rings 17 and the elements 18 (and the rings 17 are located inside the steps 16 and 21 of the elements 15 and 18, as shown in Fig. 3), and After the last ring 17, a piston 13, a spring 25 is installed, and a gasket 26 is placed between the cylinder 10 and the housing 6, and then using the studs 8 and the nuts 9 to tighten the flange connection formed by the syndrome 10 and the housing 6.

При этом происходит деформаци резиновых колец 17 (из положени , показанного на фиг.З, в положение, показанное на иг.2), и силовой гидроцилиндр готов к использованию .When this occurs, the deformation of the rubber rings 17 (from the position shown in FIG. 3 to the position shown in ig.2) occurs and the power cylinder is ready for use.

Рабочее положение гидроклинового устройства показано на фиг.1. При этом гидроцилиндр 10 расположен вверх дном,The working position of the hydroclinic device is shown in FIG. When this cylinder 10 is located upside down,

5 с1эормулаизобретбни 5 s1 of the formula

Claims

1. Hydrocline, including a power cylinder with a piston with a rod, a wedge connected to the rod, covering the wedge

0 spacer cheeks associated with the hydraulic cylinder body, a multiplier with clamping radial wedge and adjacent supporting ring elements, characterized in that

5 that, in order to simplify the design, the radial wedge elements are made in the form of elastic rings coaxially mounted in the hydraulic cylinder on the piston with alternating height of the hydraulic cylinder with the supporting elements having a thickness decreasing from the center in the radial direction.

2. Hydrocline according to claim 1, about t and h and y y and y with the fact that one of the surfaces of each

5 of the supporting ring element, adjacent to the corresponding elastic ring, is made in the radial direction with a stop step having a chamfer at an angle of 45 °.

0

3. A hydrocline according to claim 1, characterized in that the clamping elements are made in the form of spacer springs mounted in the piston and rod cavity of the hydraulic cylinder between its end walls and the bearing ring at the outermost side of the piston and the piston surface from the side, respectively.

21

1 7 20

13 1

1S 17 16

75J 24

22

FIG.

FIG A