Пневматическая трамбовка

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении литейных форм и уплотнения грунта при строительных работах. Пневматическая трамбовка содержит ударный механизм, кожух с рукояткой, втулку с опорой. Кожух выполнен в виде верхней и нижней ступеней, взаимодействующих соответственно с втулкой и опорой. В верхней ступени кожуха по обе стороны от опоры размещены амортизаторы. Пусковое устройство выполнено в виде рукоятки и содержит седло с впускным отверстием диаметром D_c, державку и шток. В штоке выполнены канал и выпускные отверстия. В полости державки размещены бурт штока и клапан. При продольном перемещении вверх и вниз часть штока с диаметром d_ш имеет возможность взаимодействия с внутренней поверхностью полости державки, бурт штока - с верхним торцем полости державки, а клапан - с кромкой впускного отверстия седла, при этом D_c>d_ш. Изобретение позволяет повысить надежность срабатывания пускового устройства, уменьшить его габариты, снизить трудоемкость изготовления трамбовки. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения формовочной смеси при изготовлении литейных форм и уплотнения грунта на строительных работах.

Известна пневматическая трамбовка, содержащая кожух с рукояткой, установленный в нем с возможностью продольного перемещения корпус, в котором размещен ударный поршень, воздухораспределительное устройство, служащее для переменной подачи сжатого воздуха в полости между корпусом и поршнем, амортизационную полость, образованную кожухом и корпусом, и установленный в последней с возможностью перемещения плунжер, при этом поршень снабжен компенсатором объема, выполненным в виде штока, верхний конец которого расположен в амортизационной полости с противоположной по отношению к плунжеру стороны(I).

Недостатком известной пневматической трамбовки являются низкая производительность из-за ограничения толщины слоя уплотняемой формовочной смеси; конструктивная сложность и большая трудоемкость ее изготовления; низкая долговечность.

Известна пневматическая трамбовка, содержащая кожух с рукояткой и установленный в нем с возможностью продольного перемещения корпус, в котором размещен поршень со штоком, имеющим продольный канал, направляющую втулку, установленную между кожухом и корпусом, впускные каналы в поршне и выхлопной канал, при этом она снабжена гайкой, имеющей наружную коническую поверхность и установленной в нижней части кожуха, а выхлопной канал выполнен в верхней его части, в поршне выполнен кольцевой паз, сообщенный с продольным каналом штока и впускными каналами, а направляющая втулка установлена с зазором относительно кожуха и в теле ее выполнено отверстие для прохода воздуха (2).

Недостатком известной пневматической трамбовки является низкая производительность из-за ограничения толщины слоя уплотняемой формовочной смеси (трамбовка не работает при погружении ударного механизма в формовочную смесь).

Известна пневматическая трамбовка, содержащая кожух с рукояткой, ударный механизм, втулку с амортизационной полостью, в которой размещен плунжер с каналом, пусковое устройство, соединенное с плунжером, при этом на втулке выполнены две опоры, взаимодействующие с кожухом при продольном перемещении ударного механизма, амортизационная полость выполнена двухкамерной, а пусковое устройство размещено в верхней камере амортизационной полости с возможностью взаимодействия с граничной кромкой нижней камеры при включении трамбовки, причем в плунжере выполнены радиальные отверстия, сообщающие канал плунжера с камерами амортизационной полости, а разность поперечных сечений нижней камеры и плунжера удовлетворяет неравенству.

0,785[(d²_нк-(d²_нп-d²_вп)]·P>G_т,

где d_нк - внутренний диаметр нижней камеры амортизационной полости;

d_нп и d_вп - наружный и внутренний диаметры плунжера;

Р - давление воздуха в верхней амортизационной полости;

G_т - вес ударного механизма и связанных с ним жестко деталей (3).

Данная пневматическая трамбовка наиболее близка по технической сущности и принята за прототип.

Недостатками известной трамбовки являются сложность изготовления клапана пускового устройства и его монтажа на плунжере; сравнительно большие диаметры кожуха и втулки из-за большой разницы поперечных сечений нижней камеры втулки и плунжера для удержания ударного механизма и связанных с ним жестко деталей на весу без срабатывания пускового устройства. Это значительно увеличивает массу трамбовки и снижает производительность оператора; значительные усилия при запуске трамбовки и т.п. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение трудоемкости при изготовлении трамбовки и увеличение производительности труда оператора.

Поставленная задача достигается за счет того, что предлагается пневматическая трамбовка, содержащая ударный механизм, кожух с рукояткой, втулку с опорой, взаимодействующей с кожухом при продольном перемещении ударного механизма, двухкамерную амортизационную полость, в которой расположен плунжер, пусковое устройство, размещенное в верхней камере амортизационной полости втулки, и амортизаторы, кожух выполнен в виде двух ступеней нижней и верхней, взаимодействующих, соответственно, с втулкой и ее опорой, при продольном перемещении ударного механизма, причем амортизаторы размещены в верхней ступени кожуха по обе стороны от опоры втулки, а пусковое устройство, выполненное в виде рукоятки, содержит седло с впускным отверстием диаметром Д_с, державку и подвижный узел пускового устройства, представляющий собой шток, размещенный в полости державки, который снабжен каналом, выпускными отверстиями и буртом, клапан и угловой штуцер с трубкой, при этом бурт штока и клапан располагаются в соответствующих камерах полости державки, причем часть штока диаметром d_ш взаимодействует с внутренней поверхностью полости державки, а бурт штока и клапан взаимодействуют с верхним торцом соответствующей камеры полости державки и кромкой впускного отверстия диаметром Д_с седла при продольном перемещении подвижного узла пускового устройства, соответственно, вверх и вниз, при этом Д_с>d_ш.

На фиг.1 изображена предлагаемая пневматическая трамбовка, на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - узел II на фиг.1.

Пневматическая трамбовка (см. фиг.1) содержит ударный механизм 1, втулку 2, снабженную амортизационной камерой 3 и опорой 4, пусковое устройство 5, выполненное в виде рукоятки, ступенчатый кожух 6 с размещенными в его верхней ступени амортизаторами 7 и 8.

Втулка 2 и ее опора 4 взаимодействуют соответственно с нижней ступенью и верхней ступенью кожуха 6 при продольном перемещении ударного механизма 1. Пусковое устройство 5 (см. фиг.3), смонтированное на верхней ступени кожуха 6 посредством резьбовой головки 9, снабженной впускным отверстием 10, содержит седло 11 с впускным отверстием диаметром D_c, державку 12, шток 13, клапан 14, угловой штуцер 15 с впускными каналами 16 и трубку 17.

Клапан 14 соединен со штоком 13 посредством оси (шпильки) 18 и взаимодействует с седлом 11. Шток 13, помещенный в полость державки 12, снабжен каналом 19, выпускными отверстиями 20 и буртом 21. При этом бурт 21 штока 13 и клапан 14 размещены соответственно в камере 22 и 23 полости державки 12. В нижней части резьбовой головки 9 посредством нажимной гайки 24 и сальника 25, исключающем миграцию сжатого воздуха, установлен плунжер 26, снабженный каналом 27. Плунжер 26 взаимодействует с уплотняющей и направляющей втулкой 28, установленной в опоре 4 втулки 2 при продольном перемещении ударного механизма 1, при этом значительная часть плунжера 26 размещена с радиальным зазором в амортизационной камере 3 втулки 2 (см. фиг.2). Ступенчатый кожух 6, резьбовая головка 9 с плунжером 26 и державка 12 пускового устройства 5 жестко соединены между собой и представляют второй подвижной узел трамбовки после ударного механизма 1 трамбовки. Шток 13 с клапаном 14 и трубка 17 жестко связаны между собой посредством углового штуцера 15 и представляют подвижный узел пускового устройства 5, при этом уплотняющая часть штока 13 диаметром d_ш<D взаимодействует с внутренней поверхностью полости державки 12.

Нижняя ступень кожуха 6 соединена с ударным механизмом 1 пылезащитной оболочкой 29, выполненной, например, в виде сильфона.

Пневматическая трамбовка работает следующим образом.

В исходном положении второй подвижный узел опирается через амортизатор 8 на торец опоры 4 втулки 2, а клапан 14 подвижного узла пускового устройства 5 на седло 11. При поступлении сжатого воздуха под давлением Р через каналы 16 штуцера 15, канал 19 и выпускные отверстия 20 штока 13 в камеры 22 и 23 державки 12, клапан 14 прижимается к кромке впускного отверстия диаметром D_с седла 11 с силой

F=0,785(D²_c-d²_ш)·P,

поскольку давление воздуха под клапаном 14 (канале 27 плунжера 26 и амортизационной камере 3 втулки 2) равняется атмосферному.

Для запуска трамбовки оператор перемещает вверх подвижный узел пускового устройства 5 до упора бурта 21 штока 13 в верхний торец камеры 22 державки 12, при этом сжатый воздух из камеры 23 державки 12, впускное отверстие диаметром - D_c седла 11, впускное отверстие 10 резьбовой головки 9, канал 27 плунжера 26 и амортизационную камеру 3 втулки 2 поступает в воздухораспределительное устройство ударного механизма 1 и запускает его в работу. Давление сжатого воздуха в амортизационной камере 3 втулки 2, воздействует на торец плунжера 26 и перемещает второй подвижный узел с пусковым устройством 5 вверх. При этом оператор, удерживая подвижный узел от дальнейшего перемещения вверх, выбирает его относительное положение, при котором исключается ударное соприкосновение опоры 4 втулки 2 с амортизаторами 7 и 8 при перемещении и вибрации ударного механизма 1.

Таким образом исключается воздействие вибрации ударного механизма 1 на руки оператора. При подъеме трамбовки из формовочной смеси и ее перемещении в процессе работы ударный механизм удерживается амортизатором (пружиной)7, взаимодействующим с опорой 4 втулки 2 и торцом нижней ступени кожуха 6. При этом ударный механизм продолжает работать. Для остановки трамбовки оператор перемещает подвижный узел пускового устройства вниз до соприкосновения клапана 14 с кромкой впускного отверстия диаметром D_с седла 11, прекращая доступ сжатого воздуха в ударный механизм 1.

Использование предлагаемой пневматической трамбовки позволяет повысить надежность срабатывания пускового устройства, уменьшить его габариты. При этом уменьшаются габариты кожуха, что существенно влияет на снижение массы трамбовки и увеличение производительности оператора. Кроме того, снижается трудоемкость изготовления пневматической трамбовки.

Источники информации

1. Авт. св. №529071, кл. B 25 D 17/00, 1973.

2. Авт. св. №831354, кл. B 22 C 15/04, 1979.

3. Патент РФ №2157293, кл. B 22 C 15/04, 1999.

Формула изобретения

Пневматическая трамбовка, содержащая ударный механизм, кожух с рукояткой, втулку с опорой, взаимодействующей с кожухом при продольном перемещении ударного механизма, амортизационную полость, расположенный в ней плунжер, пусковое устройство и амортизаторы, отличающаяся тем, что кожух выполнен в виде верхней и нижней ступеней, взаимодействующих соответственно с втулкой и опорой при продольном перемещении ударного механизма, амортизаторы размещены в верхней ступени кожуха по обе стороны от опоры втулки, а пусковое устройство выполнено в виде рукоятки и содержит седло с впускным отверстием диаметром D_c, державку и подвижный узел, представляющий собой шток, размещенный в полости державки и выполненный с каналом, выпускными отверстиями и буртом, клапан и угловой штуцер с трубкой, при этом бурт штока и клапан расположены в полости державки, при продольном перемещении подвижного узла вверх и вниз часть штока, с диаметром d_ш, имеет возможность взаимодействия с внутренней поверхностью полости державки, бурт штока - с верхним торцом полости державки, а клапан - с кромкой впускного отверстия седла, при этом D_c > d_ш.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3