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TBG38型气动破碎机缸体的结构改进
发布时间：2013-07-11 07:53 来源：未知
1、问题的提出
1.1 TBG38型手持式气动破碎机简介
TBG38型气动破碎机（如图1），是在调研了国内外同类产品的生产企业（如美国的英格索兰、日本的寿力一古河、瑞典的阿特拉斯、我国的通化风动工具厂等）的产品性能参数，同时又是在总结小型C10型气动破碎机的基础上，应市场需求而生产的一种大功率、手持式气动冲击破碎设备。该机通过装在缸体中的被动式配气阀配气，推动活塞以一定的频率撞击垫锤打击钢钎或钢铲尾部完成对混凝土、沥青路面、软岩石、冻土层、冰层等的破碎；在煤矿采煤作业中碎煤、刨柱脚坑；在水利工程施工中碎岩开挖水沟（渠）等，主要用于建筑安装及拆除工程，筑路及路面施工，煤矿采煤工程。该机试制投放市场（如青海桥头铝电股份有限责任公司、华煤集团净石沟煤矿有限责任公司等）后因高效率、低能耗，极大地提高了劳动生产率，降低了劳动强度，创造了效益而跃居国内同类产品领先水平，受用户欢迎，具有良好的市场前景。
缸体是该机中最为关键的零件。合理的结构设计与选材，并制定相应的加工工艺规程就成了该机生产的关键。
1.2试制完成后大批生产时缸体加工所面临的难题
在该机的试制生产中，缸体（如图2）采用了标号妒800 -8．热处理硬度HRC26.5 -34.5的奥贝球铁．在遵循一定的加工工艺规程条件下，生产加工出符合设计要求和工艺规范的合格零件，经工业试验验证完全能够满足使用性能要求。在小批量试制结束后，正式转入大批量生产时，发现原设计缸体铸件毛坯上有10个∮11mm，纵深为118H11的小配气孔的机械加工成为该件加工的难点。既使在使用专用工装夹具（如图3）的条件下，由于奥贝球铁硬度较高，粘刀现象严重，再加上小径深孔加工时，钻头的冷却和排屑比较困难，小径钻头刚性有限，振动、跳钻、钻头折断、夹具损坏、甚至零件报废时有发生，生产率低下，浪费严重。因此，必须对原缸体结构进行优化改进设计。
2、配气分析
2.1回程
图4、图5中，按下手柄，密封球被推开。压缩空气(0.63MPa)依次由气管弯头流入阀盖、阀套，再由阀套流出到达阀柜与阀的左面空间。因阀右面空气经由阀盖小孔、缸体气腔A与大气相同是常压。阀左右两面左高右低的压差迫使阀右端面压向阀盖密封了向气腔A送气，压缩空气只能由阀套小孔、阀盖小孔、缸体上10个∮11小孔流向缸体中气腔B�；钊蕉似荒谄笲高A低，迫使活塞快速后退。这就是活塞的回程动作。
2.2冲程
见图6、图7中，当活塞快速后退至左端面越过缸体排气口时，气腔A因密封气压逐渐上升，当活塞右端面回退至缸体排气口处，气腔B突然排气卸压成常压。形成了阀两边气压左低右高．阀左移密封了阀柜通往气腔B的气路，阀盖上压缩空气通往气腔A的气路打开。压缩空气依次通过气管弯头、阀座、阀盖上的小孔进入缸体的气腔A。这样，活塞两端气腔内气压A高B低的压差迫使活塞快速前冲打击垫锤，形成了活塞的冲程动作。
冲程、回程反复进行，就形成了对钎尾一定频率的撞击，从而使破碎机完成破碎工作。这10个小配气孔的畅通和通气量决定着整机的工作性能参数和工作的稳定性。
基于以上分析，该缸体的优化改进设计必须围绕性能参数不变、结构工艺性好、生产效率高、生产成本低，经济效益高来进行。
3、优化改进方案
经过详细地审查该件的原结构设计及其生产工艺过程．并与加工者共同探讨该件加工过程中发生的各种现象和要素。笔者决定将原来10个机∮11纵深118H11的机械加工小深孔取消，在保证配气量和纵深不变的前提下，改为如图4所示的长腰圆孔，在缸体毛坯铸造时一次铸造成功。这样在铸件转入机械加工时完全免去了10个小孔的加工，同时又避免了缸体装配时与柄体密封面胶垫脱人小孔内发生堵塞现象。
