CN103264130A - 可连续补气的空气锤 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可连续补气的空气锤，包括连杆、活塞导程、活塞杆部补气孔、活塞下腔、活塞、活塞上腔、上阀、锤杆上腔、废气腔、中气腔、下阀、锤杆下腔、锤杆、中阀、止回阀下气道、止回阀套、止回阀、第一弹簧、止回阀上气道和中阀主口，中阀上设有单向阀，单向阀上设有单向阀补气口、第二弹簧和弹簧座。本发明具有如下技术效果：1）在提锤和按压时，活塞由下死点向上死点上行的过程中，活塞下腔从大气中可连续补充气体。2）缩短了提锤、按压动作的完成时间。3）本发明可避免活塞因承受较大的气体负压作用力而导致疲劳断裂，从而延长使用寿命。4）可避免活塞因承受较大的气体负压作用力而导致不必要的能量损耗，从而节省能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气锤，属于锻压机械技术领域。
背景技术
传统空气锤作为一种自由锻造设备，由于其广泛的工艺适应性、故障率低、维修方便、维护费用低、能耗低、操作灵活、操作方法简单易学等优点，一直深受锻造企业的青睐。
而市面上现有的空气锤存在以下的缺陷：由于活塞由下死点向上死点上行的过程中，活塞下腔的气体被抽真空，1）活塞上行承受较大的气体负压作用力，而空气锤的打击频率一般在800-1000次/分钟，所以，在高频率、大负压作用力作用条件下，活塞易疲劳断裂；2）活塞上行承受较大的气体负压作用力，耗用了大量的能量，且这部分能量的消耗，纯属无用功。
发明内容
为了解决现有技术的不足，实现空气锤在活塞由下死点向上死点上行过程中，活塞下腔从大气中可连续补充气体，本发明提供了一种可连续补气的空气锤。
本发明的可连续补气的空气锤，包括连杆（1）、设在连杆（1）外部的活塞导程（2）、设在活塞导程（2）上方的活塞杆部补气孔（3）、设在活塞杆部补气孔（3）上方的活塞下腔（4）、设在活塞导程（2）内部的活塞（5）、设在活塞下腔（4）上方的活塞上腔（6）、设在空气锤上部的上阀（7）、设在上阀（7）一侧的锤杆上腔（8）、设在上阀（7）下方的废气腔（9）、设在废气腔（9）下方的中气腔（10）、设在中气腔（10）下方的下阀（11）、设在锤杆上腔（8）下方内部的锤杆（13）、设在锤杆（13）下方的锤杆下腔（12）、设在中气腔（10）一侧的中阀（14）、设在中气腔（10）另一侧的止回阀下气道（15）、止回阀套（16）、止回阀（17）及第一弹簧（18）、设在废气腔（9）一侧的止回阀上气道（19）和设在中阀（14）上的中阀主口（20），所述的中阀（14）上设有单向阀（22），所述的单向阀（22）上设有单向阀补气口（21）、第二弹簧（23）和弹簧座（24）。当连杆（1）带动活塞（5）上行时，中阀（14）逆时针旋转关闭中阀主口（20），中阀（14）、止回阀（17）、中阀主口（20）均处于关闭状态，此时单向阀补气口（21）处于与大气联通的位置，在活塞（5）由下死点向上死点上行时，活塞下腔（4）形成负压，在大气压力的作用下，空气克服第二弹簧（23）的作用力，推开单向阀（22），空气经过单向阀补气口（21）、中气腔（10）、下阀（11）进入活塞（4）下腔实现补气。为保持负压悬锤功能，在进行打击动作时，中阀（14）再逆时针旋转至单向阀补气口（21）为封闭状态为止。
所述的单向阀（22）的密封面为圆锥形，与单向阀补气口（21）的内口面形成密封。
所述的第二弹簧（23）的一端与单向阀（22）接触，另一端与弹簧座（24）接触，用于单向阀（22）的复位。
所述的弹簧座（24）固定于中阀（14）上，可用于承受弹簧力、及用于单向阀（22）的运动导向。
本发明的可连续补气的空气锤具有如下技术效果：
1）本发明在提锤和按压时，活塞（5）由下死点向上死点上行的过程中，活塞下腔（4）从大气中可连续补充气体。
2）本发明缩短了提锤、按压动作的完成时间。
3）本发明可避免活塞（5）因承受较大的气体负压作用力而导致疲劳断裂，从而延长使用寿命。
4）本发明可避免活塞（5）因承受较大的气体负压作用力而导致不必要的能量损耗，从而节省能耗。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的A向剖视图。
图3是本发明的B向剖视图。
图4 是本发明的C向剖视图。
图5是本发明中中阀（14）的细节图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行详细的说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
如图1-5所示，本发明的可连续补气的空气锤，包括连杆（1）、设在连杆（1）外部的活塞导程（2）、设在活塞导程（2）上方的活塞杆部补气孔（3）、设在活塞杆部补气孔（3）上方的活塞下腔（4）、设在活塞导程（2）内部的活塞（5）、设在活塞下腔（4）上方的活塞上腔（6）、设在空气锤上部的上阀（7）、设在上阀（7）一侧的锤杆上腔（8）、设在上阀（7）下方的废气腔（9）、设在废气腔（9）下方的中气腔（10）、设在中气腔（10）下方的下阀（11）、设在锤杆上腔（8）下方内部的锤杆（13）、设在锤杆（13）下方的锤杆下腔（12）、设在中气腔（10）一侧的中阀（14）、设在中气腔（10）另一侧的止回阀下气道（15）、止回阀套（16）、止回阀（17）及第一弹簧（18）、设在废气腔（9）一侧的止回阀上气道（19）和设在中阀（14）上的中阀主口（20），所述的中阀（14）上设有单向阀（22），所述的单向阀（22）上设有单向阀补气口（21）、第二弹簧（23）和弹簧座（24）。当连杆（1）带动活塞（5）上行时，中阀（14）逆时针旋转关闭中阀主口（20），中阀（14）、止回阀（17）、中阀主口（20）均处于关闭状态，此时单向阀补气口（21）处于与大气联通的位置，在活塞（5）由下死点向上死点上行时，活塞下腔（4）形成负压，在大气压力的作用下，空气克服第二弹簧（23）的作用力，推开单向阀（22），空气经过单向阀补气口（21）、中气腔（10）、下阀（11）进入活塞（4）下腔实现补气。为保持负压悬锤功能，在进行打击动作时，中阀（14）再逆时针旋转至单向阀补气口（21）为封闭状态为止。
所述单向阀（22）的密封面为圆锥形、与单向阀补气口（21）的内口面形成密封。
所述第二弹簧（23）的一端与单向阀（22）接触、另一端与弹簧座（24）接触，用于单向阀（22）的复位。
所述弹簧座（24）与中阀（14）固定，用于承受弹簧力、及用于单向阀（22）的运动导向。
本发明的工作原理是：
1）提锤原理：如图1所示，连杆（1）带动活塞（5）下行，活塞下腔（4）的气体经下阀（11）进入中气腔（10），如图3所示，由于中阀（14）、中阀主口（20）处于关闭状态，如图2所示，进入中气腔（10）的气体在压力作用下，克服第一弹簧（18）的作用力，推开止回阀（17），进入止回阀套（16），如图4所示，由于止回阀上气道（19）被上阀（7）封闭，气体被迫进入止回阀下气道（15），再经下阀（11），进入锤杆下腔（12），从而实现提锤。
2）按压原理：上阀（7）和下阀（11）顺时针方向同时旋转45度，如图1所示，连杆（1）带动活塞（5）下行，活塞下腔（4）的气体经下阀（11）进入中气腔（10），如图3所示，由于中阀（14）、中阀主口（20）处于关闭状态，如图2所示，进入中气腔（10）的气体在压力作用下，克服第一弹簧（18）的作用力，推开止回阀（17），进入止回阀套（16），如图4所示，由于止回阀下气道（15）被下阀（11）封闭，气体被迫进入止回阀上气道（19），再经上阀（7），进入锤杆上腔（8），从而实现按压。
在提锤和按压这两个动作中，如图1所示，连杆（1）带动活塞（5）上行，与活塞下腔（4）连接气道，如图3所示，中阀（14）逆时针旋转关闭中阀主口（20），中阀（14）、止回阀（17）、中阀主口（20）均处于关闭状态，由于中阀（14）加装了单向阀补气口（21）、单向阀（22）、第二弹簧（23）、弹簧座（24），单向阀补气口（21）处于与大气联通的位置，在活塞（5）由下死点向上死点上行时，活塞下腔（4）形成负压，在大气压力的作用下，空气克服第二弹簧（23）的作用力，推开单向阀（22），空气经过单向阀补气口（21）、中气腔（10）、下阀（11）进入活塞下腔（4）实现补气。
为保持工作原理中的负压悬锤功能，在进行打击动作时，改进后的中阀（14）在图3的位置基础上，再逆时针旋转至单向阀补气口（21）为封闭状态为止。
根据本发明实施前后的对比，空气锤提锤、按压动作电动机电流的测量数据，实施前原平均电流为接近电机额定电流，实施后其平均电流均下降为原来的10%。
例C41-1000KG空气锤电机功率75Kw，空气锤每天平均使用时间7小时，提锤、按压动作时间占每天平均使用时间的6%，则可节约电能75*7*(1-10%)*6%=28.35Kwh。
小空气锤不计，我国每天在用C41-1000KG空气锤按1000台计，全部实施本专利后可每天节约的能源28.35Kwh*1000=28350 Kwh。
最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本专利进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本专利的这些修改和变形属于本专利权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利也意图包含这些改动和变形。
Claims (4)
1.可连续补气的空气锤，包括连杆（1）、设在连杆（1）外部的活塞导程（2）、设在活塞导程（2）上方的活塞杆部补气孔（3）、设在活塞杆部补气孔（3）上方的活塞下腔（4）、设在活塞导程（2）内部的活塞（5）、设在活塞下腔（4）上方的活塞上腔（6）、设在空气锤上部的上阀（7）、设在上阀（7）一侧的锤杆上腔（8）、设在上阀（7）下方的废气腔（9）、设在废气腔（9）下方的中气腔（10）、设在中气腔（10）下方的下阀（11）、设在锤杆上腔（8）下方内部的锤杆（13）、设在锤杆（13）下方的锤杆下腔（12）、设在中气腔（10）一侧的中阀（14）、设在中气腔（10）另一侧的止回阀下气道（15）、止回阀套（16）、止回阀（17）及第一弹簧（18）、设在废气腔（9）一侧的止回阀上气道（19）和设在中阀（14）上的中阀主口（20），其特征在于，所述的中阀（14）上设有单向阀（22），所述的单向阀（22）上设有单向阀补气口（21）、第二弹簧（23）和弹簧座（24）。
2.根据权利要求1所述的可连续补气的空气锤，其特征在于，所述的单向阀（22）的密封面为圆锥形，与单向阀补气口（21）的内口面形成密封。
3.根据权利要求1所述的可连续补气的空气锤，其特征在于，所述的第二弹簧（23）的一端与单向阀（22）接触，另一端与弹簧座（24）接触。
4.根据权利要求1所述的可连续补气的空气锤，其特征在于，所述的弹簧座（24）固定于中阀（14）上。
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