УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к механизмам ударного действия. Устройство может применяться для разрушения, дробления, уплотнения различных материалов в горной, строительно-дорожной и металлургической промышленности, в частности, при проведении технологических операций обслуживания алюминиевых электролизеров. Устройство может быть установлено на самоходном безрельсовом средстве, например, погрузчике и любом другом, имеющем гидравлическую систему управления машины.
На поверхности расплава электролизеров для получения алюминия электролизом из расплавленного криолита, содержащего растворенную окись алюминия, образуется корка электролита, которую необходимо периодически разрушать согласно требованиям технологии.
В торцах электролизеров такая операция ранее проводилась вручную ломами или с помощью пневматического отбойного молотка, механизация ее была затруднена, так как это зона высоких температур, ограниченного рабочего пространства, труднодоступное место ванны.
Применение пневматических отбойных молотков и гидромолотов в качестве рабочего органа специальной машины затруднено их габаритными размерами по высоте, а использование последнего опасно возгоранием гидравлического масла.
Известно устройство для пробивки глиноземной корки в алюминиевых электролизерах, включающее корпус с кривошипно-шатунным механизмом и два пробойника, смонтированные на замкнутой системе рычагов с уравнителем, образующих параллелограмм, причем ось уравнителя жестко соединена с осью несущего рычага посредством качалки, снабженной коромыслом с пружинами для возврата пробойников в исходное положение (авторское свидетельство СССР №387032, м. кл. C22D 3/02, 1973).
Однако громоздкость рабочего органа данного устройства препятствует внедрению устройства на заводах отрасли.
Известно устройство для уплотнения литейных форм преимущественно крупногабаритных, содержащее основание и размещенный на нем механизм перемещения рабочего органа (патент РФ №1793994, м. кл. В22С 15/22, 1993), выбранное, в качестве ближайшего аналога. С целью повышения производительности и улучшения качества изготовляемых форм, механизм перемещения рабочего органа представляет собой поворотную платформу, установленную на основании, стрелу, шарнирно соединенную одним концом с поворотной платформой, а другой - с кронштейном, два гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на основании, а штоки соответственно на стреле и кронштейне, рукоять, расположенную одним концом в кронштейне с возможностью поворота вокруг продольной оси, а на другом конце установлен с возможностью поворота корпуса, на котором закреплен рабочий орган, выполненный в виде гидроударника. Угол поворота рукояти вокруг продольной оси равен 30°, а угол наклона гидроударника равен 30°.
К техническим недостаткам известного устройства следует отнести следующее:
- из-за того, что рабочий орган жестко связан со стрелой в момент удара, он передает через стрелу реактивные силы и вибрации на подвеску самоходной машины, снижая надежность ее и гидроударника;
- отсутствие в прототипе механизма для устранения отклонения рабочего органа от рабочего положения, в случае его установки не перпендикулярно поверхности разрушения или в момент откола куска корки, следующий удар приходится по такой же поверхности и вызывает поперечные составляющие реактивных нагрузок, воздействующих на устройство, что может привести к его поломке.
Задачей данного технического решения является создание надежного и высокопроизводительного устройства ударного действия, применяемого, например, для разрушения корки электролита на электролизерах для получения алюминия, увеличение срока службы рабочего органа и повышение межремонтной эксплуатации рабочего органа.
Техническим результатом является устранение поперечных составляющих изгибающих реактивных нагрузок, за счет компенсации перекоса перпендикулярно плоскости качания.
Названный технический результат, достигнут в конструкции полезной модели благодаря следующей совокупности признаков.
В устройстве ударного действия включающем рабочий орган в виде гидромолота, закрепленного на стреле манипулятора, согласно заявляемому решению, гидромолот закреплен шарнирно на стреле манипулятора с возможностью изменения угла наклона рабочего органа, при помощи демпфера, выполненного с регулируемой жесткостью.
Устройство дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.
Гидромолот закреплен шарнирно в щеках стрелы манипулятора.
Демпфер выполнен в виде откидного болта, установленного в отверстии ребра стрелы манипулятора, и расположенных на откидном болту, с двух сторон относительно ребра стрелы, амортизаторов, стопорных пластин, гаек и контргаек.
Полезную модель, ее признаки, детали и преимущества можно понять из описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие пример выполнения полезной модели, на которых показано:
На фиг. 1 - общий вид устройства ударного действия; на фиг. 2 - разрез по А-А закрепления гидромолота на цапфах; на фиг. 3 - разрез по В-В закрепления демпфера на гидромолоте; на фиг. 4 - разрез по Б-Б демпфера.
Перечень конструктивных элементов:
гидромолот 1,
ударный инструмент 2,
стрела манипулятора 3,
цапфы 4,
шарнирный подшипник 5,
демпфер 6,
ребро 7,
откидной болт 8,
амортизаторы 9 и 10,
стопорные пластины 11 и 12,
гайки 13 и 14,
контргайки 15 и 16,
ось 17,
шарнирный подшипник 18,
распорные втулки 19.
Устройство выполнено, например, в виде рабочего органа - гидромолота 1, снабженного ударным инструментом 2. Гидромолот 1 закреплен на стреле 3 манипулятора на цапфах 4, при помощи шарнирного подшипника 5 с возможностью качания в вертикальной плоскости. Закрепление на шарнирном подшипнике 5 придает дополнительную степень свободы гидромолоту и компенсирует перекос перпендикулярно плоскости качания. Перемещение стрелы 3 осуществляется гидроцилиндром (условно не показан). Ход качания гидромолота 1 ограничен демпфером 6, проходящим через отверстие, выполненное в ребре 7, жестко соединяющим щеки стрелы 3.
Демпфер 6 состоит из откидного болта 8, представляющего собой резьбовую ось с проушиной, амортизаторов 9 и 10, выполненных, например, из высокопрочной резины или в виде пружинного блока и установленных с двух сторон относительно ребра 7 стрелы 3. Амортизаторы 9 и 10 ограничены с двух сторон стопорными пластинами 11 и 12. Стопорные пластины 11 и 12 зафиксированы на откидном болте 8 гайками 13, 14 и контргайками 15, 16. С помощью силы затяжки гаек 13, 14 можно регулировать жесткость степень сжатия амортизаторов 9, 10. Демпфер 6 соединен с гидромолотом 1 при помощи оси 17 через шарнирный подшипник 18. На оси 17 установлены распорные втулки 19, которые исключают свободное перемещение подшипника 18 вдоль оси 17.
Для регулировки угла наклона гидромолота 1 необходимо изменить расстояние А между ребром 7 и осью 17, что производят за счет регулировки гайками 13, 14. Стопорение гаек 13, 14 производят контргайками 15, 16. Жесткость демпфера 6 регулируется изменением расстояния Б между гайками 13 и 14. При уменьшении расстояния Б, при закручивании гаек 13 и 14 жесткость демпфера 6 увеличивается, соответственно при откручивании гаек 13 и 14, увеличивается расстояние Б и жесткость демпфера 6 уменьшается. Стопорение гаек 13 и 14 от самооткручивания происходит за счет контргаек 15 и 16.
Устройство работает следующим образом. Самоходная машина перемещаясь в корпусе электролиза алюминия, располагается параллельно электролизеру. При помощи стрелы устройство ударного действия перемещается в рабочую зону над обрабатываемой поверхностью. Для максимально эффективной работы угол расположения ударного инструмента 2 гидромолота 1 к обрабатываемой поверхности должен быть близким к углу 90°. Во время работы угол выставляется наклоном стрелы, точная регулировка угла наклона гидромолота 1 в рабочем положении выполняется предварительно при помощи изменения расстояния L1 между ребром 7 и осью 17, за счет регулировки гайками 13, 14. Гидроцилиндр стрелы прижимает гидромолот 1 ударным инструментом 2 к разрушаемой корке электролита. При включении гидромолота 1 ударный инструмент 2 начинает выполнять возвратно-поступательные движения по вертикали. Ударный инструмент 2 разрушает корку электролита. В процессе работы могут возникать отклонения от перпендикулярности и радиальные нагрузки, которые компенсируются демпфером 6. Жесткость демпфера 6 регулируется с учетом конкретных особенностей работы с помощью амортизаторов 9 и 10, изменением расстояния L2 между гайками 13, 14, с последующей фиксацией контргайками 15, 16.
Приведенный выше пример конкретного выполнения по полезной модели не является единственно возможным. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия полезной модели, определенной прилагаемой формулой.
Проведенные испытания устройства подтвердили работоспособность и надежность конструкции. Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено, испытано и предполагается к использованию на заводах компании «РУСАЛ» для разрушения корки электролита на электролизерах получения алюминия.