RU192262U1

RU192262U1 - MANUAL PNEUMATIC TOOL WITH VIBRATION PROTECTION

Info

Publication number: RU192262U1
Application number: RU2019122239U
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Глушков; Виктор Иванович Кочергин; Юрий Андреевич Пудовкин
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2019-09-11

Abstract

Устройство предназначено для гашения вибраций при использовании ручного пневматического инструмента. Ручной пневматический инструмент с виброзащитой состоит из цилиндрического корпуса ударного узла (1), кожуха (3), гайки (4), конической пружины механизма постоянной положительной жесткости (5), амортизатора (6) и компенсирующего упругого элемента (7), выполненного в виде цилиндрической пружины, причем последний имеет возможность перемещаться по эллипсоидной поверхности корпуса в пределах расстояния между ограничителями корпуса (2). Такое исполнение обеспечивает максимальное гашение вибраций между рукояткой и корпусом ударной машины путем обеспечения суммарной нулевой жесткости элементов колебательной системы и повышает долговечность ручного пневматического инструмента. 2 ил.The device is designed to damp vibrations when using a manual pneumatic tool. Hand-held pneumatic tool with vibration protection consists of a cylindrical body of the shock assembly (1), a casing (3), a nut (4), a conical spring of a mechanism of constant positive stiffness (5), a shock absorber (6) and a compensating elastic element (7), made in the form a cylindrical spring, the latter being able to move along the ellipsoid surface of the housing within the distance between the limiters of the housing (2). This design provides maximum damping of vibrations between the handle and the body of the percussion machine by providing a total zero stiffness of the elements of the oscillatory system and increases the durability of the manual pneumatic tool. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к ручным инструментам ударного действия и может быть использована в области строительства и машиностроения.The utility model relates to hand tools of percussion and can be used in the field of construction and engineering.

При использовании ручного пневматического инструмента необходимо обеспечить максимальное гашение вибраций между рукояткой и корпусом ударной машины. Известен пневматический молоток с виброзащитой (см. патент РФ на полезную модель №135954, МПК B25D 9/14), состоящий из рукоятки, корпуса неподвижного и корпуса подвижного, цилиндрической пружины рукоятки и цилиндрической пружины корпуса, рабочего инструмента. При работе такого пневматического инструмента предполагается гашение вибраций за счет нахождения либо пружины рукоятки, либо пружины корпуса, либо обеих пружин одновременно в относительно разжатом состоянии.When using a manual pneumatic tool, it is necessary to ensure maximum damping of vibrations between the handle and the body of the percussion machine. Known pneumatic hammer with vibration protection (see RF patent for utility model No. 135954, IPC B25D 9/14), consisting of a handle, a fixed housing and a movable housing, a coil spring of the handle and a coil spring of the housing, a working tool. When such a pneumatic tool is used, vibration damping is assumed due to either the handle spring or the body spring, or both springs being simultaneously in a relatively open state.

Недостатками данного устройства является неполное гашение всего спектра вибрационных колебаний по причине постоянного воздействия на рукоятку инструмента сил упругости пружин и возможности появления резонансных явлений.The disadvantages of this device is the incomplete damping of the entire spectrum of vibrational vibrations due to the constant impact on the tool handle of the elastic forces of the springs and the possibility of resonance phenomena.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является ручной инструмент ударного действия (см. авт. свидетельство СССР на изобретение №368019, МПК B25D 17/24), содержащий цилиндрический корпус, кожух, механизм постоянной положительной жесткости в виде цилиндрических пружин и механизм постоянной отрицательной жесткости, содержащий сепаратор с шариками и пружинами.The closest in technical essence to the claimed utility model is a percussion hand tool (see USSR author's certificate for the invention No. 368019, IPC B25D 17/24) containing a cylindrical body, a casing, a mechanism of constant positive stiffness in the form of cylindrical springs and a constant mechanism negative stiffness containing a separator with balls and springs.

Недостатками данного устройства является неполнота гашения колебаний ввиду невозможности обеспечения нулевой жесткости колебательной системы во всем диапазоне рабочего хода ударного инструмента при использовании цилиндрических пружин механизма постоянной положительной жесткости и возможность усталостного разрушения кожуха, являющегося наряду с сепараторами составной частью механизма постоянной отрицательной жесткости и непосредственно участвующего в гашении колебаний.The disadvantages of this device are the incomplete damping of oscillations due to the impossibility of ensuring zero rigidity of the oscillating system in the entire range of the stroke of the percussion instrument using cylindrical springs of a mechanism of constant positive stiffness and the possibility of fatigue failure of the casing, which, along with separators, is an integral part of the mechanism of constant negative stiffness and directly involved in damping fluctuations.

Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности виброгашения и повышение долговечности ручного инструмента ударного действия.The technical task of the claimed utility model is to increase the efficiency of vibration damping and increase the durability of a hand tool percussion.

Для решения поставленной задачи ручной пневматический инструмент с виброзащитой, содержащий цилиндрический корпус с кольцевыми выступами и виброзащитное устройство с механизмом постоянной положительной жесткости и механизмом постоянной отрицательной жесткости в виде корректирующего упругого элемента, корректирующий упругий элемент выполнен в виде цилиндрической пружины и установлен с возможностью перемещения по участку корпуса между выступами, выполненного эллипсоидной формы, а механизм постоянной положительной жесткости выполнен в виде конической пружины и снабжен амортизатором.To solve this problem, a manual pneumatic tool with vibration protection, containing a cylindrical body with annular protrusions and a vibration protection device with a mechanism of constant positive stiffness and a mechanism of constant negative stiffness in the form of a corrective elastic element, the corrective elastic element is made in the form of a cylindrical spring and is installed with the ability to move around the site the case between the protrusions, made ellipsoidal, and the mechanism of constant positive stiffness nen a conical spring and is provided with a shock absorber.

Сущность технического решения ручного пневматического инструмента с виброзащитой поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - график, иллюстрирующий суммарное изменение жесткости упругих элементов.The essence of the technical solution of a manual pneumatic tool with vibration protection is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a General view of the proposed device, in FIG. 2 is a graph illustrating the total change in stiffness of elastic elements.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с выступами (ограничителями) 2, кожуха 3, гайки 4, механизма постоянной положительной жесткости в виде конической пружины 5 и амортизатора 6, механизма постоянной отрицательной жесткости, выполненного в виде цилиндрической пружины 7, установленной с возможностью перемещения по участку корпуса 1, выполненного эллипсоидной формы между выступами 2. Цилиндрический корпус выполнен в виде единой с выступами конструкции.The device consists of a cylindrical body 1 with protrusions (stops) 2, a casing 3, a nut 4, a mechanism of constant positive stiffness in the form of a conical spring 5 and a shock absorber 6, a mechanism of constant negative stiffness, made in the form of a cylindrical spring 7, installed with the ability to move around the site the housing 1, made of an ellipsoidal shape between the protrusions 2. The cylindrical housing is made in the form of a single structure with the protrusions.

Амортизатор 6, коническая пружина 5 механизма постоянной положительной жесткости, компенсирующий упругий элемент 7 механизма постоянной отрицательной жесткости, цилиндрический корпус 1 помещаются внутрь кожуха 3, и фиксируются гайкой 4. Профиль эллипсоидной поверхности корпуса 1 рассчитывается и изготавливается таким образом, чтобы при заданной величине угла наклона касательной к ее поверхности а обеспечить суммарную нулевую жесткость упругих элементов ручного пневматического инструмента.The shock absorber 6, the conical spring 5 of the constant positive stiffness mechanism, the compensating elastic element 7 of the constant negative stiffness mechanism, the cylindrical body 1 are placed inside the casing 3, and fixed with a nut 4. The profile of the ellipsoid surface of the casing 1 is calculated and made so that for a given value of the angle of inclination tangent to its surface and to provide a total zero stiffness of the elastic elements of a manual pneumatic tool.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После монтажа, присоединения рукоятки и подключения пневматического инструмента к воздушной магистрали ручной пневматический инструмент с виброзащитой готов к работе. При перемещении цилиндрического корпуса 1 коническая пружина 5 механизма постоянной положительной жесткости сжимается, а компенсирующий упругий элемент 7 механизма постоянной отрицательной жесткости перемещается по эллипсоидной поверхности цилиндрического корпуса. Величина перемещения компенсирующего упругого элемента определяется расстоянием между ограничителями цилиндрического корпуса 2. При этом компенсирующий упругий элемент 7, выполненный в виде цилиндрической пружины, гасит передаваемые на кожух усилия и исключает появление усталостных разрушений. Дополнительное гашение ударных воздействий при максимальном перемещении цилиндрического корпуса 1 обеспечивается амортизатором 6.After mounting, attaching the handle and connecting the pneumatic tool to the air line, the manual pneumatic tool with vibration protection is ready for operation. When moving the cylindrical body 1, the conical spring 5 of the mechanism of constant positive stiffness is compressed, and the compensating elastic element 7 of the mechanism of constant negative stiffness moves along the ellipsoid surface of the cylindrical body. The amount of movement of the compensating elastic element is determined by the distance between the stops of the cylindrical body 2. Moreover, the compensating elastic element 7, made in the form of a cylindrical spring, dampens the forces transmitted to the casing and eliminates the appearance of fatigue fractures. Additional shock absorption at the maximum movement of the cylindrical body 1 is provided by the shock absorber 6.

Принцип работы ручного пневматического инструмента иллюстрируется графиком (см. фиг. 2).The principle of operation of a manual pneumatic tool is illustrated by a graph (see Fig. 2).

При перемещении цилиндрического корпуса 1 в пределах рабочего хода от положения х₁ до положения x₂ упругая характеристика F(x) конической пружины механизма постоянной положительной жесткости 5 имеет вид параболической зависимости С_П. Компенсирующий упругий элемент 7 механизма постоянной отрицательной жесткости, перемещаясь по эллипсоидной поверхности цилиндрического корпуса с определенным углом наклона касательной к ее поверхности α, обладает характеристикой отрицательной жесткости С_К. В итоге, суммарная жесткость упругих элементов С_Σ имеет в диапазоне рабочего хода цилиндрического корпуса нулевое значение, что обеспечивает постоянную величину приложенной к корпусу 1 силы F и, тем самым, полное гашение (отсутствие) колебаний, а также невозможность появления резонансных явлений. В случае выхода величины перемещении цилиндрического корпуса 1 за пределы рабочего хода гашение колебаний дополнительно компенсируется амортизатором 6.When moving the cylindrical body 1 within the operating stroke from position x ₁ to position x _{2, the} elastic characteristic F (x) of the conical spring of the mechanism of constant positive stiffness 5 has the form of a parabolic dependence C _P. The compensating elastic element 7 of the mechanism of constant negative stiffness, moving along the ellipsoid surface of the cylindrical body with a certain angle of inclination of the tangent to its surface α, has the characteristic of negative stiffness C _K. As a result, the total stiffness of the elastic elements With _Σ has a zero value in the range of the stroke of the cylindrical body, which provides a constant value of the force F applied to the body 1 and, thereby, the complete damping (absence) of vibrations, as well as the impossibility of the appearance of resonance phenomena. In the event that the magnitude of the displacement of the cylindrical body 1 exceeds the limits of the stroke, the damping of the oscillations is additionally compensated by the shock absorber 6.

Заявленное устройство в сравнении с прототипом позволяет обеспечить максимальное гашение вибраций во всем диапазоне рабочего хода ударного инструмента и повысить долговечность ручного инструмента ударного действия.The claimed device in comparison with the prototype allows for maximum damping of vibrations in the entire range of the stroke of the percussion instrument and to increase the durability of the percussion hand tool.

Использование конической пружины механизма постоянной положительной жесткости, компенсирующего упругого элемента, выполненного в виде цилиндрической пружины, перемещающейся по участку цилиндрического корпуса с эллипсоидной поверхностью, и амортизатора позволяет повысить параметры виброзащиты путем обеспечения суммарной нулевой жесткости элементов колебательной системы ручного пневматического инструмента и долговечность его узлов путем компенсации упругим элементом передающихся на кожух усилий.The use of a conical spring of a mechanism of constant positive stiffness, a compensating elastic element made in the form of a cylindrical spring moving along a section of a cylindrical body with an ellipsoid surface, and a shock absorber makes it possible to increase the vibration protection parameters by providing a total zero stiffness of the elements of the oscillating system of a manual pneumatic tool and the durability of its nodes by compensation elastic element of the forces transmitted to the casing.

Claims

Hand-held pneumatic tool with vibration protection, comprising a cylindrical body with annular protrusions and a vibration protection device with a mechanism of constant positive stiffness and a mechanism of constant negative stiffness in the form of a compensating elastic element, characterized in that the compensating elastic element is made in the form of a cylindrical spring mounted to move around the site case made ellipsoidal between the protrusions, and the mechanism of constant positive stiffness is made in e conical spring and provided with a shock absorber.