SU981523A1

SU981523A1 - Apparatus for breaking frozen soil

Info

Publication number: SU981523A1
Application number: SU813244822A
Authority: SU
Inventors: Иван Андреевич Янцен; Виталий Павлович Литовка; Валерий Васильевич Парфенов; Вячеслав Михайлович Смирнов
Original assignee: Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1982-12-15

Description

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к устройствам, предназначенным для разрушения прочных и мерзлых грунтов.The invention relates to construction and road vehicles, and in particular to devices intended for the destruction of strong and frozen soils.

Известен рыхлитель для разработки 5 мерзлого и скального грунта, включающий навешиваемую на тягач раму, шарнирную стойку с наковальней и рыхлящем наконечником, ударный механизм и амортизатор, причем ударный механизм выполнен в виде жестко закрепленного на раме силового цилиндра с ударным штоком и поршнем, выполненными составными из частей, а во внутренней полости ударного штока силового цилиндра смонтирован распределительный клапан, где размещена тяга [1].A known cultivator for the development of 5 frozen and rocky soil, including a frame mounted on a tractor, an articulated stand with an anvil and a loosening tip, a percussion mechanism and a shock absorber, and the percussion mechanism is made in the form of a power cylinder rigidly mounted on the frame with a shock rod and piston made of composite parts, and in the inner cavity of the shock rod of the power cylinder, a control valve is mounted where the rod is located [1].

Недостатком данного рыхлителя для разработки мерзлого и скального грунта является то, что он не может обеспечить эффективной передачи энергии, ударного механизма посредством инструмента на забой, так как под действием определенного сопротивления грунта, стойка навесного рыхлителя отходит в заднее положение до упора, передавая через боек перемещение подвижному поршню, который открывает окно, соединяющее гидропривод насоса с взводящей полостью ударного устройства и происходит взвод. Базовая машй2 на в это время движется осуществляя статическое резание за счет тягового усилия. В конце взвода открывается клапан, соединяя взводящую полость со сливной магистралью и происходит разгон ударной массы с нанесением удара по наковальне шарнирной стойки. Причем удар наносится в любом случае: есть ли достаточное для’эффективной 10 передачи энергии грунту статическое поджатие или нет, и даже в случае внезапного отсутствия сопротивления на инструменте при сколе мерзлого грунта за счет статического резания. Это 15 приводит к динамическому удару по амортизатору базовой машины.The disadvantage of this cultivator for the development of frozen and rocky soil is that it cannot provide efficient energy transfer, the impact mechanism through the tool to the face, because under the influence of a certain soil resistance, the mounted cultivator strut moves to the rear position until it stops, transferring movement through the striker the movable piston, which opens the window connecting the hydraulic pump to the cocking cavity of the percussion device and the cocking occurs. The base machine moves at this time, carrying out static cutting due to traction. At the end of the platoon, a valve opens, connecting the cocking cavity with the drain line and the shock mass is accelerated with an impact on the anvil of the hinge post. Moreover, the blow is delivered in any case: is there sufficient static compression for the energy transfer to the soil 10 or not, and even in the case of a sudden lack of resistance on the tool when the frozen ground is chipped due to static cutting. This 15 leads to a dynamic impact on the shock absorber of the base machine.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является гидропневматическое ударное 20 устройство, содержащее корпус со сливным и напорными каналами, поршень-боек, выполненный с поясками шириной : один равный сумме величины рабочего хода поршня-бойка и диаметра дополни25 тельного радиального канала, другой меньше диаметра сливного канала и кольцевой проточки, аккумулятор, блок управления с управляемым проходным окном и золотником, на котором выполнена кольцевая проточка. В одной части корпуса, охватывающей блок управ3Closest to the technical solution to the present invention is a hydropneumatic impact device 20, comprising a housing with drain and pressure channels, a striking piston made with belts wide: one equal to the sum of the working stroke of the piston striker and the diameter of the additional 25 radial channel, the other smaller than the diameter a drain channel and an annular groove, a battery, a control unit with a controlled passage window and a spool on which an annular groove is made. In one part of the enclosure covering the control unit 3

Ленин, выполнен смещенный относительно проходного окна радиальный канал, а в другой части корпуса охватывающий поршень-боек — дополнительный радиальный канал [2].Lenin, made a radial channel displaced relative to the bore window, and in another part of the housing covering the piston-hammer - an additional radial channel [2].

Недостатком данной конструкции яв- 5 ляется то, что она не может обеспечить эффективной передачи энергии посредством инструмента на забой, так как поршень-боек наносит удар по инструменту в любом случае: есть ли достаточное Ю для эффективной передачи 'энергии грунту статическое поджатие или нет, и даже в случае внезапного отсутствия сопротивления на инструменте, что приводит к динамическому удару по корпу-}5 су конструкций, что снижает долговечность работы машины.The disadvantage of this design is that it cannot provide efficient energy transfer by means of a tool to the face, since the striking piston strikes the tool in any case: is there sufficient static compression for the transfer of energy to the ground or not, and even in the case of a sudden lack of resistance on the tool, which leads to a dynamic impact on the corpus} 5 su structures, which reduces the durability of the machine.

Цель изобретения — повышение долговечности работы машины.The purpose of the invention is to increase the durability of the machine.

Поставленная цель достигается тем,?д что в устройстве для разрушения мерзлых грунтов, включающем рабочий инструмент и гидропневмоударник с насосом, содержащий корпус с радиальными каналами, поршень-боек с кольцевой проточкой, который образует с корпусом полости взвода и слива, блок управления с проходным окном и золотник, образующий с корпусом полость управления и зазолотниковую полость, соединенную с кольцевой проточкой 30 поршня-бойка перепускной магистралью и магистраль, гидровневмоударник снабжен установленным в перепускной магистрали обратным клапаном, соединенным с входом и выходом последнего 35 распределителем, золотник которого связан с рабочим инструментом, и гидропневмоаккумулятором, сообщенным с полостью управления золотника блока управления. 40This goal is achieved by the fact that in the device for the destruction of frozen soils, which includes a working tool and a hydraulic hammer with a pump, comprising a housing with radial channels, a piston-hammer with an annular groove that forms a platoon and drain cavity with the housing, a control unit with a passage window and a spool, forming a control cavity and a zolotnik cavity connected to the annular groove of the piston-striker 30 with a bypass line and a line, the hydraulic hammer is equipped with a bypass rali check valve connected to the inlet and the outlet of the last distributor 35, which valve is connected with the working tool and gidropnevmoakkumulyatorom communicating with the cavity of the control valve of the control unit. 40

На чертеже представлена схема устройства для динамического разрушения мерзлого грунта.The drawing shows a diagram of a device for the dynamic destruction of frozen soil.

Устройство содержит рабочий инструмент 1, подвешенный шарнирно на раме 45 базовой машины, упорную пружину 2, винт 3 регулирования усилия пружины и гидропневмоударник, с насосом, содержащий гидрораспределитель 4, соединенный с инструментом 1, взаимодей-эд ствуквдий с ограничителем 5 поворота инструмента.The device comprises a working tool 1 suspended pivotally on the frame 45 of the base machine, a thrust spring 2, a screw 3 for adjusting the spring force and a hydraulic hammer, with a pump containing a control valve 4 connected to the tool 1, the interaction between the arms and the rotation limiter 5 of the tool.

Гидропневмоударник, содержит также корпус 6, поршень-боек 7, блок 8 управления с золотником 9 управления, гидроаккумулятор 10, выполненный в виде упругого трубопровода, соединенного с напорной магистралью 11.The hydraulic hammer also includes a housing 6, a piston-striker 7, a control unit 8 with a control valve 9, a hydraulic accumulator 10, made in the form of an elastic pipe connected to a pressure line 11.

Поршень-боек 7 разделяет корпус 6 на полость взвода 12, полость слива' 13 и аккумуляторную полость 14, напол^О ненную сжатым газом. Кольцевая проточка 15 выполнена на поршне-бойке 7.The striking piston 7 divides the housing 6 into a platoon cavity 12, a discharge cavity '13 and a battery cavity 14 filled with compressed gas. The annular groove 15 is made on the piston-striker 7.

В корпусе 6 выполнен радиальный канал 16. Поршень-боек 7 имеет пояски 17 и 18. 65A radial channel 16 is made in the housing 6. The piston-pin 7 has belts 17 and 18. 65

На золотнике 9 выполнена кольцевая проточка 19, а в части корпуса 6 охватывающей блок управления - управляемое проходное окно 20. Торец золотника 9 образует с корпусом полость управления 21, с которой соединен гидропневмоаккумулятор 22, а в части корпуса, охватывающей блок управления, выполнен радиальный каналAn annular groove 19 is made on the spool 9, and in the part of the body 6 enclosing the control unit a controlled passage window 20. The end face of the spool 9 forms a control cavity 21 with the body, to which the hydraulic accumulator 22 is connected, and a radial channel is made in the part of the body covering the control unit

23. Противоположный торец золотника ограничивает зазолотниковую полость23. The opposite end of the spool limits the zolotnikovy cavity

24. В корпусе 6 выполнен канал 25, напорный канал 26 и сливной канал 27.24. In the housing 6 there is a channel 25, a pressure channel 26 and a drain channel 27.

В перепускной магистрали 28, соединяющей зазолотниковую полость 24 с кольцевой проточкой 15 поршня-бойка 7, установлен обратный клапан 29. Гидрораспределитель 4 соединен с входом и выходом последнего.A check valve 29 is installed in the bypass line 28 connecting the zolotanic cavity 24 to the annular groove 15 of the striker-piston 7. The control valve 4 is connected to the input and output of the latter.

Полость управления 21 каналом 30 постоянно сообщена с полостью слива 13. Канал 27 ооединен со сливной магистралью 31.The control cavity 21 of the channel 30 is constantly in communication with the drain cavity 13. Channel 27 is connected to the drain line 31.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном положении, когда пружина 2 и поршень-боек 7- под действием газа в. аккумуляторной полости 14 отжимают инструмент 1 до ограничителя .5 и поршень-боек 7 находится в крайнем левом (по чертежу) положении, гидрораспределитель 4 закрыт, а зазолотниковая полость 24 сообщена через канал 25, обратный клапан 29, магистраль 28, канал 16, проточку 15, канал 26 и гидроаккумулятор ю с напорной магистралью 11.In the initial position, when the spring 2 and the piston-striker 7- under the action of gas c. the accumulator cavity 14 is depressed tool 1 to the limiter .5 and the piston-striker 7 is in the extreme left (according to the drawing) position, the directional control valve 4 is closed, and the asphalt cavity 24 is communicated through channel 25, check valve 29, line 28, channel 16, groove 15 Channel 26 and a hydraulic accumulator with pressure line 11.

Золотник 9 находится в крайнем правом (по чертежу) положении, соединяя взводящую полость 12 через окно 20, проточку 19, канал 23 и гидроаккумулятор 10 с напорной магистралью 11.The spool 9 is in the far right (according to the drawing) position, connecting the cocking cavity 12 through the window 20, the groove 19, the channel 23 and the accumulator 10 with the pressure line 11.

Полость управления 21 соединена через канал 30, полость слива 13 и канал 27 со сливной магистралью 31.The control cavity 21 is connected through a channel 30, a drain cavity 13 and a channel 27 with a drain line 31.

При движении машины при включенном насосе происходит взвод (холостой ход) поршня-бойка 7, во время которого жидкость из полости 13 вытесняется в сливную магистраль 31, канал 26 запирается пояском поршня-бойка 17. В конце взвода сначала кольцевая проточка 15 сообщается через канал 27 со сливной магистралью 31, затем одновременно полость слива 13 отсекается от сливного канала 27 пояском 18, а полость взвода 12 сообщается через канал 26 и гидроаккумулятор 10 с напорной магистралью 11.When the machine moves with the pump turned on, a platoon (idle) of the striking piston 7 occurs, during which the fluid from the cavity 13 is displaced into the drain line 31, the channel 26 is locked by the belt of the striking piston 17. At the end of the platoon, the annular groove 15 first communicates through the channel 27 with a drain line 31, then at the same time the drain cavity 13 is cut off from the drain channel 27 by the belt 18, and the platoon cavity 12 communicates through the channel 26 and the hydraulic accumulator 10 with the pressure pipe 11.

Далее жидкость иэ полости слива 13 вытесняется полостью управления 21 через канал 30 и аккумулируется в гидропневмоаккумуляторе 22. Поршеньбоек 7 выводится и останавливается до тех nop_znOKa усилие от забоя, действующее при движении машины, на инструмент 1 не станет больше усилия пружины 2, при этом инструмент отклоняется в правое (по чертежу) положение, открывая гидрораспределитель 4, и зазолотниковая полость 24 сообщается через канал 25, гидрораспределитель 4, магистраль 28, канал 16, кольцевую проточку 15 и канал 27 со сливной полостью 31. Жидкость иэ гидропневмоаккумулятора 22 воздействует на золотник 9, перемещая его в крайнее левое (по чертежу) положение. При открытом гидрораспределителе 4 вытесняемая в полость управления 21 из полости слива 13 жидкость воздействует на золотник 9, перемещая его в крайнее левое (по чертежу) положение. При перемещении золотника 9, проходное окно 20 вначале отсекается от напорного канала 23, а затем сообщается с полостью управления 21. При этом взводящая полость 12 соединяется через проходное окно 20, полость управления 21 и канал 30 со сливной по- лостью 13.Next, the liquid discharge IE cavity 13 displaced the control cavity 21 through the channel 30 and is accumulated in gidropnevmoakkumulyatore 22. Porshenboek 7 is output and stops until nop _z nOKa force from the face, when the vehicle acting on the tool 1 becomes greater than the force of the spring 2, wherein the tool deviates to the right (according to the drawing) position, opening the directional control valve 4, and the asphalt cavity 24 communicates through channel 25, directional control valve 4, line 28, channel 16, annular groove 15 and channel 27 with drain cavity 31. Liquid and guide the accumulator 22 acts on the spool 9, moving it to the extreme left (according to the drawing) position. When the valve 4 is open, the fluid displaced into the control cavity 21 from the discharge cavity 13 acts on the spool 9, moving it to the extreme left (according to the drawing) position. When moving the spool 9, the passage window 20 is first cut off from the pressure channel 23, and then communicates with the control cavity 21. In this case, the cocking cavity 12 is connected through the passage window 20, the control cavity 21 and the channel 30 with the drain cavity 13.

Под действием энергии сжатого газа, поршень-боек 7 перемещается влево (по чертежу) и происходит рабочий ход поршня-бойка 7. При перемещении поршня-бойка 7 сначала одновременно канал 27 сообщает полость 13 со сливной магистралью 31, а канал 26 отсекается пояском 17 от взводящей полости 12, взводящая магистраль запирается, затем пояском 18 разобщается кольцевая проточка 15 и канал 27, разобщая при этом зазолотниковую полость 24 со сливной магистралью 31.Under the action of the energy of compressed gas, the piston-striker 7 moves to the left (according to the drawing) and the working stroke of the piston-striker 7 occurs. When moving the piston-striker 7, first channel 27 simultaneously communicates cavity 13 with drain line 31, and channel 26 is cut off by a belt 17 from cocking cavity 12, the cocking line is locked, then the annular groove 15 and the channel 27 are disconnected by the belt 18, while separating the asphalt cavity 24 with the drain line 31.

В конце рабочего хода (момент нанесения удара по инструменту) поясок 17 открывает канал 26 и сообщает его с кольцевой проточкой 15. При этом напорная магистраль 11 сообщается через аккумулятор 10, канал 26, кольцевую проточку 15, канал 16, магистраль 28, обратный клапан 29 и канал 25 с зазолотниковой полостью 24, независимо от положения гидрораспределителя 4, т.е. от того внедрился инструмент или нет. 'Золотник. 9 перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение, соединяя напорную магистраль 11 через аккумулятор 10, канал 23, проточку 19 и проходное окно 20 со взводящей полостью 12. Далее цикл повторяется.At the end of the stroke (the moment of striking the tool), the belt 17 opens the channel 26 and communicates with the annular groove 15. In this case, the pressure line 11 communicates through the battery 10, channel 26, the annular groove 15, channel 16, line 28, check valve 29 and channel 25 with a zolotnik cavity 24, regardless of the position of the control valve 4, i.e. from whether the tool was introduced or not. 'Spool. 9 moves to the far right (according to the drawing) position, connecting the pressure line 11 through the accumulator 10, channel 23, the groove 19 and the passage window 20 with the cocking cavity 12. Then the cycle repeats.

Наличие гидропневмоаккумулятора 22, включенного в полость управления 21, позволяет при холостом ходе, когда зазолотниковая полость 24 заперта, накапливать жидкость вытесняемую из полости слива 13 в момент отсечения этой полости от сливного канала 27 пояском 18 поршня-бойка 7.The presence of a hydropneumatic accumulator 22 included in the control cavity 21 allows, at idle, when the ash-filled cavity 24 is locked, the liquid displaced from the discharge cavity 13 can be accumulated at the moment this cavity is cut off from the drain channel 27 by the belt 18 of the striking piston 7.

Включение в магистраль 28, соединяющую зазолотниковую полость 24 с кольцевой проточкой 15, обратного клапана 29 и гидрораспределителя 4 позволяет запирать зазолотниковую полость 24 не давая золотнику 9 открываться, если гидрораспределитель 4, соединенный с инструментом 1 закрыт, ' т.е. усилие, действующее на инструмент от забоя при движении машины, если не достаточно чтобы преодолеть отрегулированное усилие пружины 2. При холостом ходе, когда полость слива 13 отсекается от сливного канала 27 поясков 18 поршня-бойка 7, ширина которого меньше диаметра сливного канала 27, вытесняемая из полости слива 13 в полость управления 21, жидкость накапливается в гидропневмоаккумуляторе 22, и поршень-боек 7 останавливается при запертой зазолот-. никовой полости 24, вытесняемая жидкость открывает золотник при отпертой золотниковой полости '24.The inclusion in the line 28 connecting the zolotanic cavity 24 with the annular groove 15, the check valve 29 and the control valve 4 allows the shuttle valve to be closed 24 without allowing the spool 9 to open if the control valve 4 connected to the tool 1 is closed, i.e. the force acting on the tool from the bottom when the machine is moving, if not enough to overcome the adjusted spring force 2. When idle, when the drain cavity 13 is cut off from the drain channel 27 of the belts 18 of the piston striker 7, the width of which is less than the diameter of the drain channel 27, displaced from the discharge cavity 13 to the control cavity 21, the liquid accumulates in the hydropneumatic accumulator 22, and the piston-striker 7 stops when the ash is locked. of the open cavity 24, the displaced fluid opens the spool with the unlocked spool cavity '24.

При рабочем ходе (разгоне) в момент соединения радиального канала 26 с кольцевой проточкой 15 поршнябойка 7, напорная магистраль 11 соединится с зазолотниковой полостью 24 независимо от положения гидрораспределителя 4 (т.е. произойдет внедрение инструмента или нет) через обратный клапан 29 и золотник закроется. Следовательно, данная конструкция обеспечивает взвод поршня-бойка независимо от внедрения инструмента т.е. от положения гидрораспределителя и нанесения удара только при наличии определяемого усилия на инструменте от забоя, что повышает эффективность воздействия инструмента на забой при ударе и исключает удар по ограничителю при отсутствии усилия на инструменте.During the working stroke (acceleration) at the moment of connecting the radial channel 26 with the annular groove 15 of the piston 7, the pressure line 11 will be connected to the zolotnik cavity 24 regardless of the position of the control valve 4 (i.e., the tool will be introduced or not) through the check valve 29 and the spool will close . Therefore, this design provides a platoon-striker platoon regardless of the introduction of the tool i.e. from the position of the control valve and striking only if there is a definable force on the tool from the bottom, which increases the efficiency of the tool's impact on the bottom during impact and eliminates the impact on the limiter in the absence of force on the tool.

Claims

1. Authors certificate of the USSR 296452, cl. E 02 F 3/04, 1971.

2. The copyright certificate in application 2833124 / 22-03, class .. E 02 F 5/30, 1979 (prototype).