手持式内燃凿岩机改捣固机 摘要: 对手持式内燃凿岩机的结构进行改进, 使其变为一种手持式内燃捣固 机, 专用于铁路轨枕下方碎石的捣固。
关键词: 手持式内燃凿岩机; 手持式内燃捣固机; 操持手把; 减重; 捣固工具
1 问题提出
手持式内燃凿岩机是一种集汽油机、压 气机、凿岩机三位一体的凿岩钻孔机器。其功 能主要用于石方开采中的岩石凿孔。它还可 进行劈裂、破碎、夯实等辅助工作。本文所述 手持式内燃捣固机是一种集汽油机、捣固机 二位一体的捣固机器。是铁路维护经常使用 的一种手持式工具。专用于轨枕下方碎石的 捣固。
二者的共同点是: 自带能源、携带方便, 适合交通不便、流动性较大的临时性作业。 由于铁路路基维护的经常性, 手持式内 燃捣固机的用量非常大。
现国内所使用的大 多是进口的, 价格昂贵, 维修成本也高。手持 式内燃凿岩机虽也有捣固功能, 但如用于捣 固方面, 就显出了以下缺点: 手把的操作及机 器本身重量偏重等不适于长期提上、放下的 捣固操作; 扭转、压气机构是多余机构。本公 司就应一客户的要求, 对其结构进行了改进, 经使用, 取得了不错的效果。
2 结构改进的主要思路 从上述手持式内燃凿岩机 ( 以下简称凿 岩机) 与手持式内燃捣固机 ( 以下简称捣固 机) 的特点与用途来看, 在改进中从以下几个 方面进行了考虑: 选择合适的凿岩机机型; 操 持手把的改进与外观的设计; 压气、扭转多余 机构的去除; 减重; 捣固工具的设计。
3 具体结构改进
3.1 选择要改进的凿岩机机型 凿岩机品种很多, 性能也良莠不齐, 改进 时首先应选择合适的机型。由此, 应首先选择 性能比较成熟的机型, 性能可靠才有立身之 本; 其次在重量上应选较轻的机型, 以减轻使 用者的劳动强度。
本公司生产的 YN30A 型和 YN27 型已经经过市场 多年考验, 性能成熟、 可靠, 为考虑对象。因 YN27 型采用压铸外 壳、外形美观、重量较轻, 作为此次改进的主 选机型。
3.2 操持手把的改进与外观的设计 操持手把的改进作为此次改进的重点之 一。在改进中重点应考虑操作者的可操作性、 舒适性和减震性。另外, 其外观与整机的协调 一致也是必须注意的地方。 图 1 为改进的捣固机手把简图。用它来 代替凿岩机上方的直三角把。
下面对图 1 的结构和功能进行说明。手 把座 4, 作为连接件与机器柄体连接; 手把体 1, 由钢管弯成后与连接环 5 和手把轴 10 焊 接在一起; 主橡胶把 2、辅橡胶把 3 及橡胶减 震体 6 通过包胶包在手把体 1 上。主橡胶把 2 是操作者使用机器时的主要握持地方。辅 橡胶把 3 用于机器工作前、后握持的地方。橡 胶减震体 6 与手把体 1 由盖板 7 经螺钉 9 固 定于手把座内, 橡胶减震体 6 作为橡胶弹簧 起减震作用, 与主橡胶把 2、辅橡胶把 3 起着 双重减震作用。罩壳 8 罩在手把座外, 它与手 把座 1 一起连接在主机的柄体上, 它主要起 美观和装饰作用。
1.手把体 2.主橡胶把 4.手把座 5.连接环 6.橡胶减震体 7.盖板 8.罩壳 9.螺钉 10.手把连接轴
把凿岩机护罩上的小手把去除, 把手把 体 2 的两连接环 5 中间处, 经连接组件连接 在凿岩机的护罩上。连接组件简图见图 2, 它 由扁钢弯成型后, 由螺钉、螺帽固定在一起。 为了更有效地吸震, 手把体 1 与连接组 件采用活体连接, 左右方向由连接环 5 阻挡, 只允许少量移动, 而上下可较大幅度地移动。 手把体采用精铸件, 材质选用 ZG310- 570。主橡胶把 2、辅橡胶把 3 及橡胶减震体 6 的材质应选耐老化、弹性好的橡胶材料, 可选 丁基橡胶, 硬度 HS60- 70 为佳。 外观设计上, 应考虑手把体弯折弧度的 优美, 使其过渡圆滑、对称。其次, 在颜色处理 上, 手把体与连接组件采用喷涂黑塑处理, 罩 壳也采用黑色塑料制成, 主、辅橡胶把也是黑 色橡胶, 这样, 装机后其颜色能与主机的黄色 相呼应, 达到浑然一体。
3.3 压气、扭转多余机构的去除 凿岩机压气机构产生的气体是由汽缸吹 风, 进入机头, 经钎杆后进行排粉。改成捣固 机后, 此气就变成多余废气, 改进时只需在机 头的进风口处与外界钻通即可。注意: 钻孔方 向, 应使废气吹不到机器操作者。 凿岩机的扭转机构, 包括棘轮、滚针、支撑 弹簧都要去掉;导程装棘轮的部分也要去掉, 只 保留导向和密封缸体部分; 转动套筒部件也只 需保留六方套, 六方套直接压入机头里。六方套 与机头配合的过盈量保持在 0.06-0.08mm。六方 套压入机头时要注意六方的方向, 要与自己设 计的捣固工具尾部六方的方向相一致。
3.4 减重 为减轻捣固机操作者的劳动强度, 需对 改进的捣固机进行减重。 首先对冲击活塞进行改进: 去除冲击杆 上的的三直槽和三斜槽; 适当减短冲击杆的 长度, 以利于下面机头的减重。但冲击活塞的 总重量不能减, 以保持其冲击能。可减小其内 腔尺寸, 来弥补长度减短后其重量的变化。 机头的减重改进: 原凿岩机铸铁机头可 变为铝合金机头。由于冲击活塞杆的减短, 相 应地减短机头的长度尺寸, 使其重量变小。尽 管机头长度变短, 但保持冲击活塞运行距离 不变, 即冲击能不变为原则。 通过机头的减重、多余机构的去除减重, 整机重量约减 2kg。
3.5 捣固工具的设计 为适应捣固碎石的需要, 捣固工具的头 部应设计成铲状, 厚度以 20- 30 mm、宽度以 70- 80 mm 为佳, 铲头与杆部要有一定的角 度, 可在 15°- 20°之间选取; 为加工方便和一 致性, 工具尾部设计成与凿岩机钎杆的尾部 尺寸相同即可, 其六方方向应与铲头、六方套 六方的方向相一致; 长度要考虑操作者操作 时的舒适性。材质应选其耐磨性好和强度高 的材料, 可选碳工钢, 经淬火处理。 4 结束语 改成后的捣固机经实验台测试冲击能≥ 24J, 经使用, 可满足需要。此机器虽已用于生 产中, 但其还存在着一些不足: 噪音大、捣固 频率偏高, 这些问题, 还需以后改进中解决。
