ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ТРАМБОВКА Российский патент 2000 года по МПК B22C15/04 

Изобретение касается машиностроения и может быть использовано для уплотнения формовочной смеси при изготовлении литейных форм и грунта на строительных работах.

Известна пневматическая машина ударного действия, содержащая кожух с рукояткой, установленный в нем с возможностью продольного перемещения корпус, в котором размещен ударный поршень, воздухораспределительное устройство, служащее для попеременной подачи сжатого воздуха в полости между корпусом и поршнем, амортизационную полость, образованную кожухом и корпусом, и установленный в последней с возможностью перемещения плунжер, отличающаяся тем, что с целью снижения вибрации рукоятки, поршень снабжен компенсатором объема, выполненным в виде штока, верхний конец которого расположен в амортизационной полости с противоположной по отношению к плунжеру стороны (1).

Недостатками известной трамбовки являются:
- низкая производительность из-за ограничения толщины слоя уплотняемой формовочной смеси (трамбовка не работает при погружении ударного механизма в формовочную смесь);
- конструктивная сложность и большая трудоемкость при ее изготовлении;
- низкая стойкость (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). Данная пневматическая трамбовка принята за ближайший аналог.

Недостатками известной трамбовки являются:
- низкая производительность из-за ограничения толщины слоя уплотняемой формовочной смеси (трамбовка не работает при погружении ударного механизма в формовочную смесь);
- конструктивная сложность и большая трудоемкость при ее изготовлении;
- низкая стойкость (долговечность).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и снижение трудоемкости изготовления.

Поставленная задача достигается тем, что предложена пневматическая трамбовка, содержащая кожух с рукояткой, ударный механизм, пусковое устройство, втулку с амортизационной полостью и размещенный в ней плунжер с каналом, при этом втулка снабжена двумя дополнительными опорами, взаимодействующими с кожухом при продольном перемещении ударного механизма, при этом амортизационная полость втулки выполнена двухкамерной, а пусковое устройство, соединенное с плунжером, размещается в верхней камере амортизационной полости и взаимодействует с граничной кромкой камер амортизационной полости при включении трамбовки, причем плунжер снабжен, например, радиальными отверстиями, сообщающими канал плунжера с камерами амортизационной полости, а разность поперечных сечений нижней камеры амортизационной полости и плунжера удовлетворяет неравенству:
0,785[d_нк ² - (d_нп ² - d_вп ²)] P > G_т,
где d_нк - внутренний диаметр нижней камеры амортизационной полости;
d_нп и d_вп - наружный и внутренний диаметры плунжера;
P - давление воздуха в верхней камере амортизационной полости;
G_т - вес ударного механизма и связанных с ним жестко деталей.

На фиг. 1 изображена предлагаемая пневматическая трамбовка: на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 в разрезе.

Пневматическая трамбовка (см. фиг. 1) содержит ударный механизм 1, кожух 2 с рукояткой 3, втулку 4 с верхней 5 и нижней 6 амортизационными камерами (см. фиг. 2). Втулка 4 снабжена двумя опорами 7 и 8, взаимодействующими с кожухом 2 при продольном перемещении ударного механизма 1.

Между опорами 7 и 8 и буртом 9 кожуха 2 размещены амортизаторы 10 и 11. В верхней амортизационной камере 5 втулки 4 размещается плунжер 12 с каналом 13.

Пусковое устройство (см. фиг. 2) содержит, например, запорную 14 и направляющую 15 части, соединенные штоком 16.

Направляющая часть 15 пускового устройства размещается в канале 13 плунжера 12 с зазором и удерживается от перемещения вниз буртом 17, а запорная часть 14 взаимодействует с кромкой 18 нижней амортизационной камеры 6.

В плунжере 12 выше направляющей части 15 пускового устройства выполнены радиальные отверстия 19, сообщающие канал 13 с амортизационными камерами 5 и 6 втулки 4.

Пневматическая трамбовка работает следующим образом.

В исходном положении кожух 2 с рукояткой 3 и плунжером 12 опирается буртом 9 на амортизатор 11, который удерживает их от перемещения вниз под действием собственного веса.

При этом запорная часть 14 пускового устройства размещается на кромке 18 нижней амортизационной камеры 6.

При открытии воздушной магистрали сетевой воздух поступает через рукоятку 3, канал 13, радиальные отверстия 19 плунжера 12 в верхнюю амортизационную камеру 5 втулки 4.

Под действием давления сжатого воздуха запорная часть 14 пускового устройства прижимается к кромке 18 с силой F₁:
F₁ = 0,785d_нк ² • P, (1)
где d_нк - внутренний диаметр нижней амортизационной камеры 6, м;
P - давление сетевого воздуха в верхней амортизационной камере 5, МПа;
а плунжер 12 перемешается вверх под действием подъемной силы F₂.

F₂ = 0,785(d_нп ² - d_вп ²) • P, (2)
где d_нп - наружный диаметр плунжера, м;
d_вп - внутренний диаметр плунжера (канала 13), м.

Для предотвращения самопроизвольного включения трамбовки при ее перемещениях необходимо, чтобы соблюдалось следующее неравенство:
(F₁ - F₂) > G_т, (3)
где G - вес ударного механизма 1 и деталей, связанных с ним жестко, H.

Для запуска трамбовки рывком вверх приподнять кожух 2 с рукояткой 3 и плунжером 12 (подвижную часть трамбовки).

При этом пусковое устройство вместе с плунжером 12 перемещается вверх, открывая доступ сжатого воздуха из верхней амортизационной камеры 5 в камеру 6 и далее в воздухораспределительное устройство ударного механизма 1, запуская его в работу.

При подъеме трамбовки из формовочной смеси и ее перемещении в процессе работы ударный механизм 1 удерживается в определенном положении с помощью амортизатора 10, взаимодействующего с буртом 9 кожуха 2 и торцем опоры 7 втулки 4. При этом ударный механизм 1 продолжает работать.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить:
- локальную вибрацию трамбовки в диапазоне частот 8 ... 1000 Гц ниже допустимого уровня по ГОСТу 12.1.012-78;
- годовой экономический ущерб от воздействия контактной вибрации на работающих в фасонно-литейном цехе ОАО "Мечел" 62 тыс.руб.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Авторское свидетельство N 529071, Кл. B 25 D 17/00, 1973 г.

2. Авторское свидетельство N 831354, М. Кл.³ B 22 C 15/04, 1979 г.

Изобретение может быть использовано для уплотнения формовочной смеси при изготовлении литейных форм и грунта на строительных работах. Трамбовка содержит кожух с рукояткой, ударный механизм, пусковое устройство, втулку с амортизационной полостью, в которой размещен плунжер. Амортизационная полость выполнена двухкамерной, а пусковое устройство размещено в верхней ее камере. Разность поперечных сечений нижней камеры амортизационной полости и плунжера должна удовлетворять определенному неравенству. При запуске трамбовки пусковое устройство перемещается вверх, открывая доступ сжатому воздуху из верхней камеры в нижнюю и далее в ударный механизм. При подъеме трамбовки из формовочной смеси ударный механизм удерживается в определенном положении с помощью амортизатора. При этом ударный механизм продолжает работать. Изобретение обеспечивает повышение производительности и снижение трудоемкости изготовления. 2 ил.

Пневматическая трамбовка, содержащая кожух с рукояткой, ударный механизм, втулку с амортизационной полостью, в которой размещен плунжер с каналом, пусковое устройство, соединенное с плунжером, отличающаяся тем, что 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, при этом в плунжере выполнены радиальные отверстия, сообщающие канал плунжера с камерами амортизационной полости, а разность поперечных сечений нижней камеры и плунжера удовлетворяет неравенству
0,785[d_нк ²-(d_нп ²-d_вп ²)]Р>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 камере амортизационной полости;
G_т - вес ударного механизма и связанных с ним жестко деталей.