УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА ДИЗЕЛЬНОГО ШТАНГОВОГО МОЛОТА

Изобретение относится к области машиностроения (изготовление и эксплуатация сваебойных дизельных Молотов).
При строительстве для забивания свай, выполняющих функцию фундамента для будущих промышленных корпусов или жилых домов, особенно эффективного в сейсмических зонах, применяются различные виды сваебойных Молотов: дизельные штанговые Молоты, дизельные трубчатые Молоты, гидравлические штанговые и трубчатые Молоты.
В строительстве наибольшее распространение получили конструктивно простые дизельные штанговые Молоты различных модификаций с массой ударной части: 250-1800-2500-3200 кг.
Дизельные штанговые Молоты относятся к сваебойным Молотам со свободным падением ударной части и подачей распыленного топлива форсункой в рабочую полость цилиндра дизельного Молота.
Сваебойный дизельный штанговый Молот показан на фиг.1, в состав которого входят следующие основные узлы: ударная часть, основание с двумя штангами и траверсой, кошка, система подачи топлива и система смазки.
Для эксплуатации дизельных штанговых Молотов необходимы копровые установки соответствующей высоты и грузоподъемности, которые здесь не рассматриваются.
Ударная часть Молота представляет собой массивный корпус цилиндра 1 с двумя боковыми отверстиями для направляющих штанг 2.
Кошка 3, оснащена двуплечим рычагом 4 и поворотным крюком 5 служит для подъема и сбрасывания ударной части при запуске Молота.
Основание 6 с траверсой 7 и двумя штангами 2, закрепленными в них, служат направляющими для вертикального возвратно-поступательного движения кошки 3 и ударной массы корпуса цилиндра 1 Молота.
Система подачи топлива 8 служит для питания горючим во время работы Молота.
Система смазки 9 служит для смазывания трущихся сопрягаемых поверхностей составных деталей Молота в процессе его работы.
Сваебойный дизельный штанговый Молот, показанный на фиг.1, включает в себя: поршень 10 с поршневыми кольцами 11, который жестко закреплен на основании 6, верхний палец 12, жестко закрепленный в боковых проушинах корпуса кошки 3,
эксцентрик 13, закрепленный в средней части центрального вала 14, жестко связанного с двуплечим рычагом 4, на обеих концах которого привязаны две веревки (не показаны), служащие для управления кошкой 3, при этом эксцентрик 13 кинематически связан посредством паза, выполненного на хвостовой части крюка 5, сидящего подвижно на оси 15, установленной в двух боковых проушинах корпуса кошки 3, пружину растяжения 16, удерживающую крюк 5 в повернутом состояние в процессе работы Молота после сброса кошки 3, палец 17 жестко закрепленный в проушине корпуса цилиндра 1, наголовник 18, где в нижней части его углубления устанавливается забиваемая свая (не показана), который удерживается от выпадения штифтом 19, закрепленным в основании поршня 10, и серьгой 20, форсунку 21 и топливопровод 22 системы подачи топлива 8, штырь 23, закрепленный в нижней части корпуса цилиндра 1, и воздействующей на рычаг подачи топлива 24, закрепленный на эксцентриковом вале 25, который жестко связан с двуплечим рычагом 26 и привязанными к нему на концах двумя веревками (не показаны), предназначенными для ручного управления подачей топлива оператором-сваебойщиком с земли.
Топливная система Молота состоит: из механизма подачи топлива (фиг.2 и фиг.3), топливного насоса (фиг.4), установленного в топливном резервуаре «А» корпуса цилиндра 1, механизма регулирования подачи (фиг.5) и форсунки 21 с топливопроводом 22 (фиг.1).
Механизм подачи топлива, показанный на фиг.2 и фиг.3, включает в себя: рычаг подачи топлива 24, установленный подвижно на эксцентриковом вале 25, где жестко закреплен двуплечий рычаг 26 с помощью резьбового штифта 27, а сам эксцентриковый вал 25 размещен подвижно в проушинах корпуса кронштейна 28, фиксатор 29 с пружиной сжатия 30, установленные вертикально в отверстие резьбовой пробки 31, закрепленной в шейке корпуса кронштейна 28, регулировочный винт 32 с контргайкой 33, размещенные на боковом выступе рычага подачи топлива 24, воздействующих на толкатель топливного насоса.
Топливный насос плунжерного типа (фиг.4) включает в себя: корпус насоса 34, установленный вертикально в топливном резерве «А» корпус основания 6, стакан 35, закрепленный внутри корпуса насоса 34 гайкой 36, толкатель 37 с плунжером 38, втулкой 39 и пружиной 40, размещенные внутри стакана 35, фильтр 41, обратный клапан 42 с пружиной 43.
Работа топливной системы дизельного штангового Молота
При ходе вниз корпуса цилиндра 1 штырем 23, воздействующим на скос рычага подачи топлива 24 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.5) через регулировочный винт 32, производится нажатие на толкатель 37, который перемещает вниз плунжер 38 и после перекрытия своим торцем всасывающих отверстий, выполненных во втулке 39, начинает вытеснять поступившее через фильтр 41 топливо в нижнюю полость насоса через обратный клапан 42 по топливопроводу 22 к форсунке 21, где
под воздействием образовавшегося высокого давления производится впрыск распыленного топлива в рабочую полость корпуса цилиндра 1, в результате сжатия воздушной смеси с распыленным топливом в рабочей полости корпуса цилиндра 1 резко поднимается температура и происходит вспышка распыленного топлива, вызывая своеобразный взрыв, энергия которого подбрасывает подвижную массу корпуса цилиндра 1 на высоту, зависящую от количества поданного топлива в рабочую полость корпуса цилиндра 1.
При ходе Молота вверх рычаг подачи топлива 24 освобождается от воздействия штыря 23 и под действием пружины 40, плунжер 38 с толкателем 37 перемещаются вверх, поворачивая регулировочным винтом 32 в исходное положение рычаг подачи топлива 24, при этом обратный клапан 42 закрывается пружиной 43 и в нижней полости насоса образуется вакуум. Поэтому, как только плунжер 38 своим торцем откроет всасывающие отверстия во втулке 39, насос заполняется топливом из резервуара «А» через фильтр 41.
Принцип работы механизма регулирования подачи топлива показан на фиг.5 в тех положениях (I, II, III). поскольку рычаг подачи топлива 24 свободно посажен на эксцентриковый вал 25, который может быть повернут вручную двуплечим рычагом 26 в нужное положение, то верхний скос рычага подачи топлива 24 отдаляется или приближается к линии действия штыря 23, изменяя наклон самого рычага подачи топлива 24 и соответственно изменяя через регулировочный винт 32 ход
1
2
толкателя 37, а так же связанного с ним плунжера 38, на величину h или h, т.е. изменяя количество подаваемого топлива.
Запрокидывание рычага подачи топлива 24 предотвращается выступом в виде крючка, выполненного в нижней части данного рычага, который упирается в специальный желобок, выфрезерованный в нижней части основания корпуса кронштейна 28 (см. фиг.3).
Для предотвращения самоприозвольного переключения величины подачи топлива в процессе работы Молота на периферии наружного диаметра эксцентрикового вала 25 выполнены пять продольных пазов (см. фиг.3) через каждые 18°, куда западает фиксатор 29 под действием пружины сжатия 30, размещенных в резьбовой пробке 31.
Настройка необходимой величины подачи топлива осуществляется при работе Молота поворотом двуплечего рычага 26 за веревки, где под действием усилий рук производится поворот посредством резьбового штифта 27 эксцентрикового вала 25. при этом фиксатор 29 прощелкивается и фиксирует его в нужном положении.
Поскольку данная настройка необходимой величины подачи топлива производится в процессе работы Молота при, выполнении им возвратно-поступательных движений корпуса цилиндра 1, то с первой попытки нужную настройку выполнить трудно, поэтому приходится делать несколько попыток, чтобы добиться желаемого результата.
К недостаткам конструкции дизельных штанговых Молотов следует отнести отсутствие дистанционного управления и регулирования количества подачи топлива в рабочую полость цилиндра, управление которым осуществляется дерганием оператором-сваебойщиком за веревки, привязанными за концы двуплечего рычага 26, что требует постоянного присутствия оператора-сваебойщика на улице и в дождь, и в метель, и в мороз (до -30°С), что затрудняет его работу, в то время как оператор-машинист управляет работой копровой Установки из кабины трактора, т.е. находится в более комфортной обстановке.
С целью облегчения условий труда применительно к дизельным штанговым Молотам и для удобства их эксплуатации и управления мы предлагаем разработанное нами «Устройство дистанционного управления подачи топлива дизельного штангового Молота», устройство которого представленного на фиг.6 и фиг.7.
Как видно из фиг.6 для обеспечения дистанционного управления подачи топлива дизельного штангового Молота, конструктивные изменения вводятся только в механизм подачи топлива, где по сравнению с фиг.3 вместо прежнего эксцентрикового вала 25 вводится удлиненный эксцентриковый вал 44, с установленным на его хвостике редуктором (см. фиг.6 и фиг.7), и два крепежных винта 45. при этом фиксатор 29 с пружиной сжатия 30 и резьбовой пробкой 31 исключаются., поскольку применяемый здесь редуктор является
самотормозящим и дополнительная фиксация удлиненного эксцентрикового вала 44 не требуется.
Редуктор, показанный на фиг.6 и фиг.7, оснащен червячной самотормозящей парой, оригинальной торцевой предохранительной муфтой, автомобильным стартером, который является приводом для дистанционного управления подачей топлива дизельного штангового Молота, управляемым с помощью переносного Пульта оператором-сваебойщиком на улице или оператором-машинистом из кабины трактора.
Из рассмотрения фиг.6 и фиг.7 видно, что в состав редуктора, являющегося составной частью механизма подачи топлива, входят следующие детали: корпус редуктора 46 в двух боковых стенках которого размещены фланец 47 и фланец 48 автомобильного стартера 49, в отверстиях которых установлен червяк 50, внутри которого размещен хвостик вала 51 стартера 49, причем посредством двух продольных пазов, выполненных на торце червяка 50, осуществляется жесткая связь через штифт 52, закрепленный в основании хвостика вала 51, при этом к правому торцу корпуса редуктора прикреплен четырьмя болтами 53 фланец 48, в кольцевой выточке которого установлен корпус автомобильного стартера 49, закрепленного четырьмя винтами 54 с помощью фланца 55, на верхнем торце корпуса редуктора 46 закреплена шестью винтами 56 крышка 57, а в поперечном его сечении (по В-В) на заднем хвостике удлиненного эксцентрикового вала 44 размещено червячное колесо 58, находящееся в зацеплении с червяком 50, здесь корпус редуктора
46 с помощью двух поперечных отверстий установлен на ступице червячного колеса 58 и наружном диаметре распорной втулки 59, удерживаемый от поперечного перемещения фланцем 60 и гайкой 61 через фланец 62, при этом внутри червячного колеса 58 в шести поперечных отверстиях размещены шесть пружин сжатия 63 и шесть фиксаторов 64, входящих своими конусными торцами в шесть конусных лунок, выполненных на торце распорной втулки 59, которая жестко связана посредством шпонки 65 с задним хвостиком удлиненного эксцентрикового вала 44.
Здесь соединение подпружиненных фиксаторов 64 с конусными лунками распорной втулки 59, представляет собой разновидность оригинальной торцевой муфты, обладающей новизной технического решения.
Разработанное нами Устройство дистанционного управления подачи топлива дизельного штангового Молота кроме редуктора, описанного выше, снабжено переносным компактным Пультом управления, в котором встроен трехпозиционный тумблер:
- при среднем положении переключателя (нейтральном), «Все выключено»,
- при левом положении переключателя включается «Увеличения подачи топлива»,
- при правом положении переключателя включается «Уменьшение подачи топлива».
Работа Устройства дистанционного управления подачи топлива дизельного штангового Молота, оснащенного
редуктором с червячной передачей и оригинальной торцевой предохранительной муфтой с приводом от автомобильного стартера (см. фиг.6 и фиг.7), питающегося от аккумулятора, установленного на тракторе копровой Установки, осуществляется в том же порядке, что и при управлении двуплечим рычагом 26 с помощью веревок который описан выше, только регулирование количества подаваемого топлива производится не ступенчатого, а плавно (бесступенчатого) соответствующим кратковременным включением тумблера на Пульте управления подачи топлива, обеспечивая при этом оптимальную работу Молота. При этом сбоя настроенной подачи топлива здесь не произойдет в процессе возвратно-поступательных движений подвижного корпуса цилиндра 1, поскольку червячная пара редуктора является самотормозящей и не позволит удлиненному эксцентриковому валу 44 самопроизвольно провернуться.
В случае отказа в работе Пульта управления или редуктора с автомобильным стартером в предлагаемом нами Устройстве для прекращения подачи топлива и аварийного останова Молота, здесь сохранен двуплечий рычаг 26, жестко связанный с удлиненным эксцентриковым валом 44, при повороте которого вручную веревкой с земли, предохранительная торцевая муфта (см. фиг.6) «прощелкивает», при этом фиксаторы 64 выходят из зацепления с лунками распорной втулки 59, обеспечивая поворот удлиненного эксцентрикового вала 44 на необходимую величину.
Поскольку наше предприятие изготавливает в достаточно большом количестве сваебойные дизельные штанговые Молоты модели СПбВ с массой ударной части равной 2500 кг, то на основании вышеизложенного мы выбираем в качестве прототипа данную модель Молота, применительно к которому мы разработали Устройство дистанционного управления подачи топлива дизельного штангового Молота, где в качестве силового привода использован автомобильный стартер с мощностью N=0.8-1,2 кВт и напряжением V=12 Вольт, что в конечном счете позволило нам решить вышеназванную проблему.
ЛИТЕРАТУРА
1. Молот сваебойный дизельный штанговый модели СПбВ с массой ударной части равной 2500 кг - Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Стерлитамак. ОАО «Завод строймаш»; 2005 г.
2. Молоты сваебойные - Общие технические Условия. ГОСТ Р51041 - 97. М.: ГОСТСТАНДАРТ РОССИИ. 1997 г.
3. Копер навесной модели СП - 49Д - Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Стерлитамак. ОАО «Завод строймаш»; 2005 г.
4. Анурьев В.И. - Справочник конструктора-машиностроителя, том - 2; с.183-240 (Муфты); М.: Машиностроение. 1980 г.
5. Анурьев В.И. - Справочник конструктора-машиностроителя, том - 2; с.384-409 (Червячные передачи); М.: Машиностроение. 1980 г.
6. Анурьев В.И. - Справочник конструктора-машиностроителя, том - 3; с.495-506 (Червячные редукторы). М.: Машиностроение. 1980 г.