SU682365A1

SU682365A1 - Hand pneumatic tamping tool

Info

Publication number: SU682365A1
Application number: SU762389679A
Authority: SU
Inventors: Леонид Алексеевич Юрьев; Владимир Иванович Кокарев; Николай Александрович Клушин; Петр Аврамович Маслаков
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1976-07-12
Publication date: 1979-08-30

Description

1one

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к литейному производству, и может быть использовано при конструировании трамбовок, преимущественно малогабаритных .The invention relates to mechanical engineering, in particular to foundry, and can be used in the design of tampers, mainly small-sized.

Известна пневматическа трамбовка, включающа корпус, в котором размещен ударный механизм. Под действием сжатого воздуха порщень ударного механизма и корпус в противофазе друг к другу совершают возвратно-поступательное движение. Поршень ударного механизма рабочим наконечником наносит удары по уплотн емой среде 1. Возвратно-поступательное движение корпуса с частотой, равной числу ударов ударного механизма, вл етс вибрациоппым . Вибраци корпуса, передаваема через руко тку на руку оператора, вл етс основным недостатком данной мащины .A pneumatic tamper is known, comprising a housing in which a percussion mechanism is housed. Under the action of compressed air, the impact mechanism and the body in opposite phase to each other reciprocate. The piston of the percussion mechanism strikes the compacting medium with a working tip 1. The reciprocating motion of the body with a frequency equal to the number of impacts of the percussion mechanism is vibrating. The vibration of the housing, transmitted through the handle to the hand of the operator, is the main disadvantage of this mask.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению вл етс ручна пневматическа трамбовка, содержаща кожух, коаксиально установленный в нем с возможностью перемещени в осевом напра:Влении цилиндр с полым ударником, верхнюю полость, образованную торцами цилиндра и кожуха, и кольцевую боковую полость, образованную кольцевыми проточками , выполненными на контактируемых поверхност х кожуха и цилиндра 2.The closest to the technical essence of the invention is a manual pneumatic tamper containing a casing coaxially mounted therein with the ability to move in an axial direction: made on the contact surfaces of the casing and the cylinder 2.

Однако это рещение непригодно дл малогабаритных трамбовок из-за большойHowever, this solution is unsuitable for small-sized rammers because of the large

массы, длины, а также невысокой степени вибробезопасности.masses, lengths, as well as a low degree of vibration safety.

Целью изобретени вл етс уменьшение длины и массы ручной пневматической трамбовки.The aim of the invention is to reduce the length and weight of a manual pneumatic tamper.

Дл этого в предлагаемой трамбовке верхн полость сообщена с атмосферой, а бокова с источником сжатого воздуха и полостью ударника.To do this, in the proposed tamper, the upper cavity communicates with the atmosphere, and the side with the source of compressed air and the cavity of the striker.

На чертеже изображена предлагаема The drawing shows the proposed

пневматическа ручна трамбовка, продольный разрез.pneumatic hand tamper, longitudinal section.

Ручна пневматическа трамбовка имеет кожух 1, в котором с возмол ностью перемещени расположен цилиндр 2.The manual pneumatic tamper has a casing 1 in which the cylinder 2 is located with the possibility of movement.

Кожух 1 состоит из соединенных между собой руко тки 3 и трубы 4. Труба 4 имеет пусковое устройство 5 любого известного типа, в котором выполнена резьба 6 дл подключени к источнику сжатого воздухаCasing 1 consists of interconnected handles 3 and pipe 4. Pipe 4 has a triggering device 5 of any known type, in which thread 6 is made for connection to a source of compressed air

(не показан). Внутренн поверхность трубы 4 выполнена с двум ступен ми 7 и 8. причем диаметр ступени 7 меньше по сравнению с диаметром ступени В. Цилиндр 2 состоит из ствола 9, в капале которого с(not shown). The inner surface of the pipe 4 is made with two stages 7 and 8. Moreover, the diameter of stage 7 is smaller compared to the diameter of stage B. Cylinder 2 consists of a barrel 9, in the channel of which

возможностью перемещени расположен полый ударник 10. Полый ударник 10 имеет шток 11, уплотненный в нижней части ствола 9 сальником 12 и имеющий на конце бащмак 13. С др|угой стороны ударник 10 имеет хвоставик 14, соединенный со штоком 11. В хвостовике 14 1выполнен канал 15, который в нижней части вскрыт радиальным пазом 16. В пазу 16с возможностью осевого -неремешени расположен клапан 17. Паз 16 вскрыт сверху каналами 18, а снизу- каналами 19. Каналы 19 сообш,ены с каналом 20 в штоке 11.the hollow drummer 10 has a rod 11, compacted in the lower part of the barrel 9 with an epiploon 12 and having a bashmak at the end 13. On the other side, the drummer 10 has a shank 14 connected to the rod 11. In the shank 14, a channel is made 15, which in the lower part is opened by a radial groove 16. In the groove 16c, the valve 17 is axially unmixed. The groove 16 is opened from above by channels 18 and from the bottom by channels 19. Channels 19 communicate with channel 20 in the rod 11.

В канале ствола 9 установлен перепускной клапан в виде гильзы 21, котора прижимаетс торцовой частью к перемычке 22 пружиной 23. Гильза 21 скольз ш.е охватывает хвостовик 14 полого ударника 10 и имеет возможность радиального и осевого перемеш,ени . Сверху ствол 9 закрыт крышкой 24, в которую упираетс пружина 23. Паружна поверхность ствола 9 цилиндра 2 выполнена с кольцевыми проточкамИ 25 и 26.In the bore 9, an overflow valve is installed in the form of a sleeve 21, which is pressed against the spring 22 to the bridge 22 by a socket 23. The sleeve 21 slides a shank covering the shank 14 of a hollow drummer 10 and has the possibility of radial and axial stirring. On top of the barrel 9 is closed by a lid 24, against which the spring 23 abuts. The circumferential surface of the barrel 9 of the cylinder 2 is made with annular grooves 25 and 26.

Кольцевые проточки 7 и 8 кожуха 1 и кольцевые проточки 25 и 26 цилиндра 2 образуют амортизационную кольцевую боковую полость 27. Эта полость посто нно сообщена через пусковое устройство 5 с источником сжатого воздуха, кроме этого, она сообщаетс через калиброванные каналы 28 с компенсационной полостью 29, расположенной между крышкой 24 и перемычкой 22 в канале ствола 9.The annular grooves 7 and 8 of the housing 1 and the annular grooves 25 and 26 of the cylinder 2 form a damping annular lateral cavity 27. This cavity is continuously communicated through the starting device 5 with a source of compressed air, in addition, it communicates through the calibrated channels 28 with the compensation cavity 29, located between the lid 24 and the jumper 22 in the barrel 9.

Ствол 9, полый ударник 10, хвостовик 14 и перемычка 22 образуют лолость 30 рабочего хода, котора через «аналы 18, паз 16, канал 15, полость 29, каналы 28 « кольцевую лолость 27 сообшена с источником сжатого воздуха. Ствол 9, полый ударник 10, шток 11 и сальник il2 образуют полость 31 холостого хода, котора через выхлопные отверсти 32 сообщена с атмосферой. С др};гой стороны полость 32 сообшена каналом 20 с каналами 19, которые перекрыты клапаном 17.The barrel 9, the hollow drummer 10, the shank 14 and the lintel 22 form a hollow 30 of the working stroke, which through “channels 18, groove 16, channel 15, cavity 29, channels 28” ring hollow 27 communicates with a source of compressed air. The barrel 9, the hollow drummer 10, the rod 11 and the gland il2 form a cavity 31 of idling, which is in communication with the atmosphere through the exhaust ports 32. On the other hand; on the second side, cavity 32 is connected by channel 20 with channels 19, which are closed by valve 17.

Взаимное перемещение Кожуха 1 и цилиндра 2 ограничеио торцовой поверхностью 33 трубы 4 кожуха 1 и крышкой 24.Mutual movement of the casing 1 and the cylinder 2 is limited by the end surface 33 of the pipe 4 of the casing 1 and the cover 24.

Торцами кожуха .1 и цилиндра 2 образована полость 34, котора посто нно сообщена отверстием 35 с атмосферой.The ends of the casing .1 and cylinder 2 form a cavity 34, which is permanently connected by an opening 35 to the atmosphere.

Предлагаема трамбовка работает следуюшим образом.The proposed tamper works as follows.

При включении пускового устройства 5 сжатый воздух от его источника (не показан ) поступает в амортизационную кольцевую полость 27. В дальнейшем полость 27 посто нно находитс под давлением сжатого воздуха, примерно равным давлению в сети. При этом со стороны кольцевой полости 27 на КОжух 1 действует примерно посто нна направленна вверх сила, величина которой равна произведению разности площадей кольцевых проточек 7 и 8 кожуха 1 на давление воздуха в кольцевой полости 27. Величина этой силы дл удобства работы обычно выбираетс немного больше веса кожуха :1. К цилиндру 2 также приложена примерно посто нна сила, направленна вниз и равна произведению разности площадей кольцевых проточек 26 и 25 цилиндра 2 на давление в кольцевой полости 27.When the starter 5 is turned on, compressed air from its source (not shown) enters the damping annular cavity 27. Subsequently, the cavity 27 is constantly under compressed air pressure approximately equal to the network pressure. At the same time, on the side of the annular cavity 27, Kozhuha is affected by an approximately constant upward force, the magnitude of which is equal to the product of the difference of the areas of the annular grooves 7 and 8 of the case 1 by the air pressure in the annular cavity 27. casing: 1. An approximately constant force is also applied to the cylinder 2, which is directed downwards and is equal to the product of the difference of the areas of the annular grooves 26 and 25 of the cylinder 2 and the pressure in the annular cavity 27.

Из полости 27 сжатый воздух через калиброванные каналы 28 поступает в компенсационную полость 29, котора в процессе работы также посто нно находитс под давлением сжатого воздуха, примерно равным давлению в полости 29. Со стороны полости 29 иа цилиндр 2 посто нно действует сила, направленна вверх и равна по величине силе, действующей на хвостовик 14 полого ударника 10 и направленной вниз. Эта сила равна произведению площади поперечного сечени хвостовика 14 на давление сжатого воздуха в полости 29. , Из полости 29 сжатый воздух по «аналу 15 в хвостовике 14, пазу 16 и каналам 18 поступает в полость 30 рабочего хода, давление в которой начинает повышатьс . Давление в полости 31 холостого хода равно атмосферному, так как она через выхлопные отверсти 32 сообщена с атмосферой . Под действием давлени сжатого воздуха со стороны полости 29 и 30 полый ударник 10 начииает двигатьс вниз. Объем полости 29 увеличиваетс на величину, равную произведению площади поперечного сечени хвостовика 14 па его ход. В это же врем под действием давлени со стороны полости 29 и полости 30 рабочего хода цилиндр 2 начинает двигатьс вверх. Ввиду того что цилиндр 2 начинает двигатьс вверх, объем кольцевой полости 27 уменьшаетс на величииу, равную произведению площади кольцевой проточки 25 на величину хода цилиндра 2. Но так как полости 27 и 29 сообщены между собой калиброванными каналами 28, то суммарный объем полостей 27 п 29 не измен етс . Не измен етс и давление сжатого воздуха в полости 27 из-за изменени ее объема по следующей причине.From the cavity 27, the compressed air through the calibrated channels 28 enters the compensation cavity 29, which, during operation, is also constantly under pressure of compressed air, approximately equal to the pressure in the cavity 29. From the side of the cavity 29 and the cylinder 2, a constant upward force acts equal in magnitude to the force acting on the shank 14 of a hollow drummer 10 and directed downwards. This force is equal to the product of the cross-sectional area of the shank 14 and the pressure of the compressed air in the cavity 29. From the cavity 29, the compressed air through the channel 15 in the shank 14, the groove 16 and the channels 18 enters the working stroke cavity 30, the pressure of which starts to increase. The pressure in the idle cavity 31 is equal to the atmospheric pressure, since it communicates with the atmosphere through the exhaust ports 32. Under the pressure of compressed air from the cavity 29 and 30, the hollow impactor 10 moves downwards. The volume of the cavity 29 is increased by an amount equal to the product of the cross-sectional area of the shank 14 and its stroke. At the same time, under the action of pressure from the side of the cavity 29 and the cavity 30 of the working stroke, the cylinder 2 begins to move upwards. Due to the fact that cylinder 2 begins to move upward, the volume of the annular cavity 27 decreases by magnitude, equal to the product of the area of the annular groove 25 by the stroke of cylinder 2. But since cavities 27 and 29 are connected to each other by calibrated channels 28, the total volume of cavities 27 and 29 does not change. The pressure of compressed air in cavity 27 does not change due to a change in its volume for the following reason.

Указанное изменение объема полости 27 происходит за промежуток времени, равный половине цикла работы, а размеры калиброванных каналов подобраны так, что пропз-скают возмущени давлени с таким же периодом времепи. Поэтому увеличение давлени в полости 27 при уменьшении ее объема компенсируетс уменьшением давлени в полости 29, объем которой в это врем увеличиваетс . В результате этого сила, действующа на кожух 1, остаетс практически посто нной, т. е. кожух 1 не испытывает возмущающего воздействи . Продолжа двигатьс вниз, полый ударник 10 перекрывает выхлопные отверсти 32, и в полости 31 холостого хода начинаетс The indicated change in the volume of the cavity 27 occurs over a period of time equal to half the cycle of operation, and the dimensions of the calibrated channels are chosen so that the pressure disturbances with the same time period are measured. Therefore, an increase in pressure in cavity 27 as its volume decreases is compensated by a decrease in pressure in cavity 29, the volume of which increases at this time. As a result, the force acting on the casing 1 remains almost constant, i.e. the casing 1 does not experience a disturbing effect. Continuing down, the hollow impactor 10 closes the exhaust ports 32, and in the idle cavity 31 begins

сжатие заключенного в ней воздуха, т. е. давление в ней начнет повышатьс .the compression of the air enclosed in it, i.e., the pressure in it begins to rise.

После того как полый ударник 10 открывает отверсти 32, из полости 30 начинаетс выхлоп, и давление в ней начинает падать до атмосферного. Начинает падать давление и в сообщенной с полостью 30 полости 29. Давление сжатого воздуха в полости 27 практически не измен етс , так как изменение давлени в полости 29 не пропускаетс калиброванными каналами 28, поскольку данные возмущени занимают относительно короткий период времени (примерно равный 0,05 времени цикла, что на пор док меньше времени возмущений за счет изменени объема). Таким образом давление сжатого воздуха ,в амортизационной кольцевой полости 27 практически и в этом случае остаетс посто нным.After the hollow impactor 10 opens the apertures 32, the exhaust from the cavity 30 starts and the pressure in it starts to drop to atmospheric. Pressure also begins to fall in cavity 29 communicated with cavity 30. The pressure of compressed air in cavity 27 remains almost unchanged, since pressure changes in cavity 29 are not passed through calibrated channels 28, since these disturbances take a relatively short period of time (approximately equal to 0.05 cycle time, which is an order of magnitude less than the perturbation time due to a change in volume). Thus, the pressure of compressed air in the damping annular cavity 27 is practically still constant in this case.

Полость 34 на вибрацию кожуха 1 не вли ет, так как она посто нно снабжена с атмосферой отверстием 35.The cavity 34 does not affect the vibration of the casing 1, since it is permanently provided with the atmosphere with an opening 35.

Возрастающее в полости 31 холостого хода давление через -каналы 19 и 20 действует снизу на клапан 17, и когда оно превосходит по величине давление сверху, последний перекидываетс вверх и перекрывает каналы 18. Истечение из полости 30 в атмосферу прекрап,аетс . Давление в полости 29 начинает повышатьс . По открывщимс каналам 19 и 20 сжатый воздух из полости 29 поступает в полость 31 холостого хода, в этот момент полый ударник 10 наносит удар башмаком 13 по утрамбовываемой поверхности. После этого нолый ударник 10 под действием давлени сжатого воздуха из полости 31 холостого хода начинает двигатьс вверх. Объем полости 29 уменьшаетс иа величину, равную произведению площади поперечного сечени хвостовика 14 на его ход.The pressure increasing in the idle cavity 31 through the channels 19 and 20 acts on the valve 17 from below, and when it exceeds the pressure from the top, the latter leaps up and closes the channels 18. The outflow from the cavity 30 to the atmosphere ceases. The pressure in cavity 29 begins to increase. On the opening channels 19 and 20, the compressed air from the cavity 29 enters the cavity 31 of idling, at this moment the hollow drummer 10 strikes the shoe 13 against the tamped surface. Thereafter, the low impact drummer 10 begins to move upwards under the action of the pressure of the compressed air from the idling cavity 31. The volume of the cavity 29 is reduced by an amount equal to the product of the cross-sectional area of the shank 14 and its stroke.

Цилиндр 2 примерно до момента удара двигалс вверх, в момент удара он тормозитс и начинает двигатьс вниз. При движении корпуса 2 вниз объем полости 27 увеличиваетс на величину, равную произведению площади кольцевой проточки 25 на величину хода цилиндра 2. Суммарный же объем полостей 27 и 29, как было показано выше, не измен етс , т. е. кожух 1 и цилиндр 2 не испытывают возмущающих воздействий .Cylinder 2 approximately until the moment of impact moves upwards, at the moment of impact it slows down and starts moving downwards. When the housing 2 moves down, the volume of the cavity 27 increases by an amount equal to the product of the area of the annular groove 25 by the stroke of the cylinder 2. The total volume of the cavities 27 and 29, as was shown above, does not change, i.e. the casing 1 and the cylinder 2 do not experience disturbing influences.

Продолжа двигатьс вверх, полый ударник 10 иерекрывает выхлопные отверсти 32, и в полости 30 рабочего хода начинаетс сжатие заключенного в ней воздуха, т.е. давление в ней повышаетс .Continuing upward, the hollow impactor 10 halts the exhaust ports 32, and in the working space 30 of the stroke, the air enclosed in it begins to compress, i.e. its pressure rises.

После того как полый ударник 10 открывает выхлопные отверсти 32, в полости 31 начинаетс выхлоп и давление в ней падает до атмосферного. Начинает падать давление и в полости 29, но это, как было показано выще, не приводит к изменениюAfter the hollow firing pin 10 opens the exhaust ports 32, the exhaust in cavity 31 starts and its pressure drops to atmospheric. Pressure in the cavity 29 begins to fall, but this, as was shown above, does not lead to a change

силы распора между кожухом 1 и цилиндром 2.thrust force between case 1 and cylinder 2.

В тот момент, когда давление на клапан 17 сверху превышает давление снизу, последний .перекидываетс вниз и нерекрывает каналы 19. Истечение из полости 31 в атмосферу прекращаетс , и воздух из полости 29 по каналу 15 хвостовика 14, пазу 16 и каналам 18 начинает поступать в полость 30 рабочего хода. Давлепие в полости 29 -при этом повышаетс .At that moment, when the pressure on the valve 17 from above exceeds the pressure from below, the latter overlaps down and overlaps the channels 19. The outflow from the cavity 31 into the atmosphere stops, and the air from the cavity 29 through the channel 15 of the shank 14, the groove 16 and the channels 18 begins to flow into cavity 30 working stroke. The pressure in the cavity 29 increases.

Поршень, дойд до верхнего положени , тормозитс и начинает двигатьс вниз.The piston, reaching the top position, brakes and begins to move down.

Цилиндр 2 все это врем движетс вниз и примерно в то же врем , что и поршень, тормозитс и начинает двигатьс вверх.Cylinder 2 moves down all the time and at about the same time as the piston brakes and starts moving upwards.

В дальнейшем описаппый процесс работы .повтор етс .In the following, the operation process is repeated.

Таким образом изобретение позвол ет за счет радиального размещени основных элементов резко уменьшить длину и, следовательно , массу трамбовкн. Кроме того, уменьшению массы и длииы трамбовки способствуют ничем не лимитированные площади ступеней, позвол ющие выбрать любую силу распора.Thus, the invention makes it possible to drastically reduce the length and, consequently, the mass of tampers by radial placement of the main elements. In addition, the unlimited areas of the steps, which allow choosing any force of thrust, reduce the mass and length of the tamping.

Сообщепие амортизационной и компенсационной Полостей калиброванными каналамИ способствует поддержанию посто нного давлени в первой полости при изменении его из-за взаимного перемещени элементов трамбовки в процессе работы относительно друг друга и из-за неравномерного потреблени сжатого воздуха ударным механизмом .Communicating depreciation and compensation cavities to calibrated channels helps to maintain a constant pressure in the first cavity when it is changed due to the relative movement of the tamping elements during operation relative to each other and due to the uneven consumption of compressed air by the percussion mechanism.

Все перечисленное дает возможность примен ть данную схему при конструировании особенно малогабаритных трамбовок с минимальными габаритами и массой и с высокой степенью вибробезопасности.All of the above makes it possible to use this scheme in the design of especially compact rammers with minimum dimensions and weight and with a high degree of vibration safety.

Claims

1.G. I. Kusnitsin and others. Pneumatic manual machines. - Reference. L., “Mechanical Engineering, 1968, p. 247.

2. USSR author's certificate number 373393, cl. In 25D 17/24, 1971.