Гидроимпульсный силовой механизм

Гидроимпульсный силовой механизм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

,727419

1 .. т

fQ (;

1 (61» Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21Я6,77 (21) 2500252/29-28 с присоединением заявки Р1е (23) П риоритет (51)М. Кл.

В 25 D 9/04

В 06 В 1/28//

Е 21 С 1/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,04.80. Бюллетень % 14 (53) УД (678,027 . 3(088, 8) Дата опубликования описания 18.04ЯО

/В, Ф. Горбунов, П. Я. Крауиньш, Л. А. Саруев и В. Л. Барашков (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Грудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. ва (54) ГИДРОИМПУЛЬСНЫЙ СИЛОВОЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к устройствам для формирования силовых импульсов и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства, например в горной промышленности вместо ударных узлов бурильных машин или в строитель5 стве для забивки свай.

Известные пневмо- и гидроударные узлы, применяемые в горной промышленности, имеют низкий КПД иэ-за наличия активных сопротивлений в виде различных дросселей, клапанов, золотников и т.п. N, В бурильных машинах с пневмо- или гидроударными узлами формирование силовых импульсов в буровой штанге про. изводится за счет разгона поршня и нанесения ударов последним по торцу штанги. При этом возникает превышающий допустимые санитарные нормы шум из-$8 резкого выбрасивания сжатого воздуха в атмосферу или жидкости в сливную полость, а также иэ-аа соударения поршня с торцом буровой штанги. Сушествую-

2 шие устройства для забивки свай также создают большой шум.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является гидроим пульсный силовой механизм, содержаший гидропульсатор, корпус, размешенную в нем и подпружиненную по оси инерционную массу, гидроцилиндр с поршнем и упругий элемент в виде шланга с нелинейной характеристикой, заполненный рабочей жидкостью и сообщенный с гидроцилиндром и гидропульсатором 21.

Недостатком этого устройства является то, что при импульсах давления в силовом гидроцилиндре на заднюю торцовую стенку гидроцилиндра, точно также как и на поршень, передаются значительные импульсные нагрузки, соэдаюшие вибрацию машины, на !которую установлен гидроцилиндр данного устройства, Амортизация гидроцилиндра в этом случае недопустима, так как приводит к резкому снижению амплитуды импульса и увеличению его длительности..3 7274, ° Целью изобретения является повыше ние эффективности виброзащиты.

Цель достигается тем, что в предлагаемым гидроимпульсном силовом механизме гидроцилиндр расположен в корпусе соосно с инерционной массой, поршень подпружинен относительно корпуса в противоположном: инерционной массе направлении, а упругий элемент расположен в гицроципиндре .так, что взаимодействует своей поверхностью с инерционной массой и поршнем через жидкос гь.

На чертеже изображен гидроимпульсный силовой механизм.

Гидроимпульсный силовой механизм 15 содержит корпус 1, гидропульсатор 2, в качестве которого может быть кривошипношатунный, эксцентриковый или другой механизм, обеспечивающий продольные колебания плунжера 3 гидро- 20 пульсатора, инерционную массу 4, поджатую пружиной 5 к продольным боковым стенкам упругого элемента 6 . (гидравлического шланга), имеющего непосредственную связь с гидроцилиндром 7 и поршнем 8, который поджат пружиной 9. Инерционная подпружинен- ная масса 4 и гидроцилиндр-7 установлены таким образом, что могут совершать поперечные колебания относительно про.,дольной оси упругого элемента 6. Подача бурового инструмента на забой или погружение сваи в грунт осуществляется поршнем 8 силового гидроцилиндра, 7. ,С целью увеличения нелинейности и жест- 35 кости заполненного средой упругого элемента 6 поршень 8 гидрацилиндра 7 поджат пружиной 9; помещенной в одном корпусе 1 с инерционной массой 4, поджатой пружиной 5.

Благодаря тому, что упругий элемент с полостью, заполненной средой, обладает нелинейной жесткой характеристикой и расположен между инерционной массой и задней стенкой силового гидроцилиндра 45 таким образом, что продольными боковыми стенками касается их, при деформации его указанными элементами он приобретает форму эллипса и обеспечивает параболическую зависимость между величиной изменения объема полости внутри упругого элемента и возникающим давлением, среды, заключенной в,этой полости. Это давление, изменяющееся в виде импуль сов определенной амплитуды и длительности, воспринимается поршнем силового гидро цилиндра, непосредственно связанного с полостью упругого элемента, Под импульсным воздействием поршня на жестко связанную с ним штангу в последней формируются силовые импульсы, которые перемешаются по штанге к коронке со скоростью звука в материале штанги.

Таким образом, силовые импульсы формируются в штанге без механического соударения поршня со штангой с коэффициентом перадачи энергии от гидропульсатора до бурового инструмента не ниже 0,85-0,90.

Гидроимпульсный силово fi механизм работает в режиме резонанса частот вынужденных колебаний плунжера 3, гидроимпульсатора 2 и собственных колебаний инерционной подпружиненной массы 4 с некоторым сдвигом по фазе.

При одновременном воздействии массы 4 и плунжера 3 на сосредоточенный объем среды в упругом элементе 6, в последнем резко повышается давление среды, создается импульсная нагрузка на поршень 8 силового гидроцилиндра 7, которая передается на жестко связанную с поршнем 8 буровую штангу и коронку (на чертеже не показана), вызывая разрушения горной породы, Одновременно импульсная нагрузка, действующая на заданную стенку силового гидроцилиндра

7, воспринимается сдеформированным упругим элементом 6, заполненным средой, и уравновешивается динамичесной силой со стороны инерционной массы 4, движущейся в этот момент в сторону силового гидроцилиндра. Следова, тельно, динамические силы, действующие

: на заднюю стенку силового гидроцилиндра, уравновешиваются внутри гидроим- . пульсного силового механизма и не пе- редается на остальную часть машины, Таким образом, вследствие того, что и предлагаемом. механизме упругий элемент расположен между инерционной массой и силовым гидроцилиндром, касаясь их боковыми стенками, устраняется вибрация машины, на которую ус— тановлен этот механизм.

Кроме того, формирование силовых импульсов в штанге бурильной машины с помощью предлагаемого. механизма позволяет снизить шум, благодаря сосредоточенному объему сжимаемой среды в замкнутой полости,. то есть не связанной с атмосферой или со сливной. плотностью, а также благодаря ликвидации соударений поршня с торцом буровой штанги за счет жесткого соединения их между собой. Использование

5 72 гидроимпульсного силового механизма с одним только реактивным гидравлическим сопротивлением вместо существующих ударных узлов с активным сопротивлением позволяет повысить КПЙ гидросистемы в предлагаемом механизме не менее чем до 0,85-0,90. Благодаря высокому КПД гидросистемы нагрев ее элементов при длительной работе не превышает допустимых норм., Формула изобретения

Гидроимпульсный силовой механизм, содержащий гидропульсатор, корпус, размещенную в нем и подпружиненную по оси инерционную массу, гидроцилиндр с поршнем и упругий элемент в виде шланга с нелинейной характеристикой, запол7419 6 ненный рабочей жидкостью и сообщенный с гидроцилиндром и гидропульсатором, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения эффективности виброзащиты, Гидроцилйндр расположен a zopnyce соосно с инерционной массой, поршень подпружинен относительно корпуса в протовоположном инерционной массе направлении, а упругий элемент располо1о жен в гидроцилиндре так, что взаимодействует своей поверхностью с инерционной массой и поршнем через жидкость.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алимов О. Д., Бойков В. В. и др.

Установка для бурения шнуров, Фрунзе, "Илим, 1971, с. 123, рис. 155.

2. Авторское свидетельство СССР

No 536851, кл. В 06 В 1/18, 1976

20 (прототип), Составитель Ю. Жебелев

Редактор Н. А.ристова Техред О, Андрейко, Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1041/13 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МосКВа, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4