SU54926A1

SU54926A1 - Electric jackhammer

Info

Publication number: SU54926A1
Application number: SU4162A
Authority: SU
Inventors: А.И. Москвитян; н А.И. Москвит
Original assignee: А.И. Москвитян; н А.И. Москвит
Priority date: 1937-01-31
Filing date: 1937-01-31
Publication date: 1938-11-30

Description

Предметом насто щего изобретени вл етс электрический отбойный молоток с одной катушкой, питаемой переменным током, и с ферромагнитным сердечником-бойком, имеющим частоту ударов, вдвое меньшую, чем частота питающего тока. При этом, согласно изобретению, магнитопровод , весь или частично, с целью получени колебани бойка в обе стороны от положени равновеси , выполнен из посто нных магнитов.The object of the present invention is a single-coil electric jackhammer powered by an alternating current and with a ferromagnetic striker core having a stroke frequency that is half that of the feed current frequency. In this case, according to the invention, the magnetic core, in whole or in part, in order to obtain the oscillation of the hammer in both directions from the equilibrium position, is made of permanent magnets.

Магнитна система такого молотка может быть выполнена в виде полого цилиндра, две половины которого вл ютс посто нными магнитами и снабжены полюсными зубчатыми насадками , снабженными нормальной двухполюсной обмоткой переменного тока. В видоизмененной четырехполюсной системе посто нные магниты могут чередоватьс с магнитными вставками, причем полюса в этом случае выполн ютс сдвинутыми попарно друг относительно друга в осевом направлении и снабжатьс нормальной четырехполюсной обмоткой переменного тока.The magnetic system of such a hammer can be made in the form of a hollow cylinder, the two halves of which are permanent magnets and are equipped with pole toothed nozzles fitted with a normal alternating current bipolar winding. In a modified four-pole system, the permanent magnets can alternate with the magnetic inserts, and the poles in this case are arranged shifted in pairs relative to each other in the axial direction and supplied with a normal four-pole AC winding.

Сущность изобретени по сн етс BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

чертежом, на фиг. 1 которого изображена принципиальна конструкци предлагаемого молотка в разрезе; фиг. 2 по сн ет работу этого молотка; на фиг. 3 и 4 изображен в двух проекци х второй вариант молотка, на фиг. 5 и 6 - третий вариант, на фиг. 7 и 8 - четвертый вариант.FIG. 1 which shows the principal construction of the proposed hammer in the section; FIG. 2 removes the operation of this hammer; in fig. 3 and 4, the second version of the hammer is shown in two projections; in FIG. 5 and 6 - the third option, in FIG. 7 and 8 - the fourth option.

В варианте по фиг. 1 молоток состоит из железного или стального бойка 1., вл ющегос сердечником катушки 2, и из неподвижного магнитопровода 3, 4, 5 с указанной катущкой .In the embodiment of FIG. 1 hammer consists of an iron or steel striker 1., which is the core of the coil 2, and of the fixed magnetic core 3, 4, 5 with the specified coil.

Люба часть магнитопровода (в том числе и боек) может быть при этом выполнена из посто нных магнитов, однако лучше всего выполнить из посто нных магнитов внешнюю замыкающую трубу 3. При выполнении какой-либо части магнитопровода из посто нных магнитов молоток при питании от сети переменного тока частотой в 50 герц будет работать с высоким коэфициентом мощности при 1500 ударах в минуту (без этого, т. е. когда весь магнитопровод выполнен из железа, молоток дает 3000 ударов в минуту, а при режиме 1500Any part of the magnetic circuit (including the firing pin) can be made of permanent magnets, however, it is best to make an external closure tube of permanent magnets 3. When performing any part of the permanent magnet of a permanent magnet, the hammer is powered by AC power. current with a frequency of 50 hertz will work with a high power factor at 1500 beats per minute (without this, that is, when the entire magnetic core is made of iron, the hammer gives 3000 beats per minute, and at 1500

ударов в минуту работает с низким cos ср).beats per minute runs from low cos cf).

Причину работы молотка на 1500 ударов в минуту и высокого cos 9 можно пон ть, если рассмотреть изменение потока посто нного магнита за врем одного хода бойка. Предположим , что боек 7 (фиг. 2) находитс в крайнем нижнем положении, т.е. верхний конец его будет на линии а, и предположим , что в этот момент переменный ток катушки создает ампервитки, совпадающие по направлению с магнито-движущей силой посто нного магнита.The reason for operating the hammer at 1500 beats per minute and high cos 9 can be understood if we consider the change in the flow of a permanent magnet during one striker stroke. Suppose that the striker 7 (Fig. 2) is in its lowest position, i.e. the upper end of it will be on line a, and suppose that at this moment the alternating current of the coil creates amber turns, coinciding in direction with the magneto-motive force of the permanent magnet.

Боек под действием суммы этих двух магнитодвижущих сил будет вт гиватьс . Пусть сила вт гивани и масса бойка так рассчитаны, что к моменту , когда боек достигнет среднего положени (линии и), направление тока в катушке изменитс . При этом результирующа магнитодвижуща сила будет меньше, чем у катушки и посто нного магнита порознь, и будет равна их разности, а не сумме . В идеале эта магнитодвижуща сила будет равна, примерно, нулю. Соответственно, тормоз ща сила, преп тствующа вылету бойка из среднего положени , будет весьма малой (сила т жени измен етс , примерно , пропорционально квадрату магнитодвижущей силы)- Боек по инерции пролетает дальше среднего положени до линии с буфера 6. Пусть скорость и путь так рассчитаны, что после отражени бойка от буфера 6 ток в катушке снова изменитс по направлению и теперь его магнитодвижуща сила будет снова складыватьс с магнитодвижущей силой посто нного магнита. Под действием этой суммарной магнитодвижущей силы снова начинаетс вт гивание бойка к среднему положению, но теперь уже книзу. По достижении бойком среднего положени (линии V} направление тока в катушке снова мен етс , и тормоз ща сила будет весьма малой . Под действием инерции боек Пролетает вниз до линии а и удар ет , о зубок, после чего цикл повтор етс .The heads under the action of the sum of these two magneto-motive forces will be drawn in. Let the pull-in force and the mass of the striker be so calculated that by the time the striker reaches the average position (line and), the direction of the current in the coil will change. In this case, the resulting magnetomotive force will be less than that of the coil and the permanent magnet separately, and will be equal to their difference, but not to the sum. Ideally, this magnetomotive force will be approximately zero. Accordingly, the braking force preventing the flight of the striker from the middle position will be very small (the pull force varies approximately in proportion to the square of the magnetomotive force) - The inertia striker flies past the average position to the line from the buffer 6. Let the speed and the path so it is calculated that after reflection of the striker from the buffer 6, the current in the coil will change again in direction and now its magnetomotive force will again fold with the magnetomotive force of the permanent magnet. Under the action of this total magnetomotive force, the striking begins again to the middle position, but now downwards. When the striker reaches its average position (line V}, the direction of the current in the coil changes again, and the braking force is very low. Under the action of inertia, the head flies down to line a and strikes a tooth, after which the cycle repeats.

Как видим, за врем хода бойка кверху и книзу ток в катушке четыре раза мен л свое направление, т. е.As you can see, during the stroke of the striker up and down, the current in the coil changed its direction four times, i.e.

врем от этого удара до другого равно двум периодам. При частоте тока 50 периодов в секунду молоток будет давать 1500 ударов в минуту.the time from this strike to another is equal to two periods. At a frequency of 50 periods per second, the hammer will give 1500 beats per minute.

Высокий cos 9 такого молотка объ сн етс тем, что здесь возбуждение идет от посто нного магнита, т. е. двигатель будет синхронным, а не синхронно-реактивным, как это имеет место в молотке без магнита. Расчет показывает, что здесь возможно получить величину cos f :: 0,8. Благодар этому снижаетс вес меди и потери в меди.The high cos 9 of such a hammer is due to the fact that here the excitation comes from a permanent magnet, i.e. the motor will be synchronous and not synchronous-reactive, as is the case in a hammer without a magnet. The calculation shows that here it is possible to obtain the value cos f :: 0.8. This reduces copper weight and copper loss.

Некоторый недостаток молотка по фиг. 1 состоит в том, что здесь величина потока посто нного магнита измен етс по мере движени бойка, вследствие чего в этом магните имеют место потери на гистерезис и токи Фуко. Второй недостаток состоит в том, что поток проходит по оси бойка. При этом бывает трудно выполнить боек из расслоенного железа, вследствие чего повышаютс потери в нем.Some disadvantage of the hammer of FIG. 1 is that here the value of the flux of a permanent magnet changes as the striker moves, with the result that hysteresis and Foucault currents occur in this magnet. The second drawback is that the flow passes along the axis of the striker. In this case, it is difficult to make a fission iron slag, as a result of which the losses in it are increased.

Второго недостатка можно избегнуть , выполнив магнитопровод так, как показано фиг. 3 и 4. Здесь / - боек, выполненный частью из пакетов 9 железных листов (горизонтальна штриховка), частью из немагнитного материала, 7 - полюса с выступами 6, 2 -обмотка (катушка), надета на полюс и приключенна к цепи переменного тока, 5 - труба из посто нного магнита, разрезанна пополам по образующим и намагниченна в тангенциальном направлении. Пути замыкани магнитного потока ф представлены пунктирными лини ми на фиг. 4. Как видно из этой фигуры, магнитна система такого молотка выполнена по типу обычной двухполюсной машины с выступающими полюсами, причем станина выполнена из посто нных магнитов.The second drawback can be avoided by performing the magnetic circuit as shown in FIG. 3 and 4. Here / is a striker, made part of packages of 9 iron sheets (horizontal shading), part of non-magnetic material, 7 - poles with protrusions 6, 2-winding (coil), put on the pole and adventure to the AC circuit, 5 - a tube of a permanent magnet, cut in half along the generatrix and magnetized in the tangential direction. The paths of magnetic flux closure f are represented by dotted lines in FIG. 4. As can be seen from this figure, the magnetic system of such a hammer is made like a conventional bipolar machine with protruding poles, and the frame is made of permanent magnets.

Принцип действи такого молотка аналогичен принципу действи молотка по первому варианту (фиг. 1). Также в те моменты, когда магнитодвижуща сила катушек суммируетс с магнитодвижущей силой посто нных магнитов, боек / вт гиваетс , стрем сь зан ть такое положение, чтобы железные пакеты бойка пришлись против выступов полюсов, в тот момент, когда боек дошел до этого среднего положени , переменный ток катушек мен ет свое направление и боек летит дальше по инерции. Число ударов и здесь 1500 в минуту при токе частотой в 50 герц.The principle of action of such a hammer is similar to the principle of the hammer in the first embodiment (Fig. 1). Also, in those moments when the magnetomotive power of the coils is summed with the magnetomobile force of the permanent magnets, the firing pin is pulled in, trying to assume such a position that the firing pin packs fall against the ledges of the poles when the striker has reached this middle position the alternating current of the coils changes its direction and the firing pin flies farther by inertia. The number of strokes and here 1500 per minute at a current frequency of 50 hertz.

На фиг. 5-б изображен молоток, в котором: а) боек выполнен из расслоенного железа и б) поток посто нных магнитов не пульсирует; таким образом в этом варианте нет потерь в магнитах.FIG. 5-b shows a hammer in which: a) the firing pin is made of exfoliated iron and b) the flow of permanent magnets does not pulsate; thus, in this embodiment there is no loss in the magnets.

Путь замыкани потока Ф посто нного магнита виден в плане из фиг. б. В этой конструкции поток посто нного магнита остаетс посто нным и только перераспредел етс то в один, то в другой полюс статора, в зависимости от того, совпадают ли ампервитки обмотки данного полюса магнитодвижуш ,ей силой посто нного магнита или направлены встречно. Соответственно , железные пакеты бойка подт гиваютс к тому полюсу, у которого магнитодействующа сила обмотки и посто нных магнитов суммируютс . Нетрудно видеть, что така конструкци при ходе на одно полюсное деление дает 3000 ударов в минуту , а при входе на два полюсных делени 1500 ударов в минуту.The path of the flux closure F of the permanent magnet is visible in plan from FIG. b. In this design, the flux of the permanent magnet remains constant and only redistributes either to one or the other pole of the stator, depending on whether the amperages of the winding of this pole are magnetodvizhush, by the force of the permanent magnet or directed oppositely. Correspondingly, the iron packets of the striker are pulled to the pole, in which the magnetic force of the winding and the permanent magnets are added together. It is not difficult to see that such a construction at a stroke of one pole gives 3000 beats per minute, and at the entrance into two pole divisions it is 1500 beats per minute.

В этом варианте можно выполнить и боек из посто нного магнита. Тогда замыкающа труба из посто нного магнита не нужна.In this embodiment, a permanent magnet head can also be made. Then a closing magnet tube is not needed.

Конструкцию молотка можно видоизменить согласно фиг. 7-8. Боек / (на фиг. 7 и 8 не показан) здесь также составлен из чередующихс железных и немагнитных пакетов. Четыре полюса Т и 7 снабжены катушками 2, приключаемыми к цепи переменного тока и соедин емыми таким образом, чтобы в любой момент времени пол рность полюсов чередовалась. Цифрой 3 показаны замыкающие пластины из посто нных магнитов, намагниченные в тангенциальном направлении. Цифрами 3 показаны железные замыкающие пластины . Как видно из фиг. 7, полюсаThe design of the hammer can be modified according to FIG. 7-8. The heads / (not shown in Fig. 7 and 8) are also made up of alternating iron and non-magnetic packages. The four poles T and 7 are equipped with coils 2, which are connected to the AC circuit and connected so that at any time the polarity of the poles alternates. Figure 3 shows permanent magnet closing plates magnetized in the tangential direction. Figures 3 shows iron end plates. As can be seen from FIG. 7, poles

имеют выступы, причем выступы у полюсов 7 сдвинуты по оси молотка относительно выступов полюсов 7. Очевидно, железные пакеты бойка будут поочередно прит гиватьс то к выступам полюсов 7, то полюсов 7, вследствие чего боек будет двигатьс по оси. При ходе на один выступ молоток будет давать 3000 ударов в минуту, а при ходе на два выступа - 1500 ударов в минуту. Магнитный поток посто нных магнитов здесь не измен етс при движении бойка, а только перераспредел етс то в полюса 7, то в полюса 7. Как видим, в вариантах по фиг. 5 и 7 получаетс молоток с поперечным прохождением потока, т. е. с легко выполнимым расслоенным бойком и без пульсаций потока посто нных магнитов, т. е. без потерь в них. Число ударов 1500 в минуту, cos Y - весьма высокий; соответственно высок и к. п. д.have protrusions, and the protrusions at the poles 7 are shifted along the axis of the hammer relative to the projections of the poles 7. Obviously, the iron packages of the hammer will alternately attract the projections of the poles 7, then the poles 7, as a result of which the firing pin will move along the axis. With a single overhang, the hammer will give 3000 beats per minute, and with a two overhang, 1500 beats per minute. The magnetic flux of permanent magnets here does not change when the striker moves, but only redistributes to poles 7, then poles 7. As can be seen, in the variants of FIG. 5 and 7, a hammer with a transverse flow is obtained, i.e., with easily workable stratified striker and without pulsations of the flow of permanent magnets, i.e. without loss of them. The number of beats 1500 per minute, cos Y - very high; respectively high and kpd

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1.Electrical single-coil jackhammer powered by alternating current and with a ferromagnetic striker core, having a shock frequency twice as low as the frequency of the supply current, characterized in that the magnetic circuit, in whole or in part, in order to obtain oscillations of the striker in both directions from the equilibrium position, made of permanent magnets.

2. A variation of the hammer according to claim 1, characterized in that the magnetic system is made in the form of a hollow cylinder, the two halves of which are permanent magnets and are equipped with pole-toothed nozzles fitted with a normal AC two-pole winding.

3. The form of the hammer according to claim 2, wherein the permanent magnets in the system alternate with the magnetic inserts and the poles are shifted in pairs relative to each other in the axial direction and provided with a normal four-pole winding of alternating current.

to the author's testimony A. And, Moskvitina

L 54926