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TBG8型气镐的性能改进
时间：2014-09-03 14:33 文章来源：http://www.lunwenbuluo.com 作者：代星等 点击次数：
摘 要：TBG8型气镐适合于石料整形、开凿冻土、混凝土、修理边坡等作业。这种手持式小型气镐因其重量轻、便于携带、易于操作等诸多优点深受广大用户青睐和喜爱，近年来市场需求量很大。针对用户反映该种气镐冲击力小，破碎效率低的问题。这些问题我们在此基础上改进设计。
关键词：TBG8型气镐；改进；冲击能；耗气量
中图分类号： TD421.1 文献标志码：B
我公司生产的TBG8型气镐是一种小型的手持式气镐，论文网站不但可以配用镐钎进行层岩和粘土破碎，还可以配用铲钎进行修理边坡等全方位作业，尤其适合于在狭小作业空间、向上或登高作业，具有操作方便的特点。
1 TBG8型气镐工作原理、结构及主要性能参数
1.1 工作原理
这种小型气镐是以压缩空气为动力的工具，压缩空气由球阀分配到阀座的两端，轮流分配到缸体的前、后腔，使锤体进行往复冲击运动，冲击镐钎尾部，使镐钎打入岩石或矿层中，使岩石分裂成块。在设计过程中应尽量减少零部件；在设计上选用球阀配气，钎尾启动、锤体可掉头使用，这种气镐体积小、质量轻、结构简单、易于操作。
工作冲程：
由于钎尾打开球阀4，压缩气体经球阀1配气后（如图1），进入缸体左腔内，推动锤体向右运动。锤体越过排气孔2时，缸体左腔内的压气排至大气，锤体靠惯性继续向下运动打击钎尾完成冲程，球阀4关闭；与此同时球阀1变换位置（推至左极限位置）压缩气体进入回程气道3。
工作回程：
进入回程气道3的压缩气体（如图2）使锤体向左运动。当锤体再次（与冲程方向相反）越过排气孔2时，右腔体内压气即行排至大气，由于机身自重再次打开球阀4与此同时球阀1位置还原，冲程气道打开，锤体由于惯性继续向左运动，左腔的压缩气体压力继续增大使之停止向左运动并开始新的回程。
1.2 主要结构
1.3 TBG8主要性能技术参数见表1。
2 存在问题分析
用户反映：气镐的冲击力小。我公司决定查找原因。对现有产品抽取两台气镐进行性能测试，结果见表2。
从表2看出，这两台样机的冲击频率、耗气量达到设计要求，而冲击能小，达不到设计要求。考虑到该种气镐结构合理，确定在整机结构不改动的前提下增大冲击能。
3 解决办法及改进方案
3.1 初步改进方案
根据气压传动原理与流体力学[1][2]相关知识作以下改进：
（1）增大主要气道截面积
改进前，冲程气道及回程气道的孔径均为D1= 7 mm，改进后为D2= 8 mm，冲程气道及回程气道具体位置见图3。气道截面积增大了23.6 mm2 ，相当于改进前气道截面积的30% ，增大了过流截面积。
（2）增大锤体质量
为不影响配气，保持冲程行程与回程行程长短的分配比例及总行程长度不变。所以锤体的轴向尺寸L1=50 mm不变，只增大锤体径向截面积进而增大其质量，其截面直径由原D3 = ？准 35 mm，改为D4 = ？准 36 mm， 经计算知，锤体质量增加了22 g，增大了冲击能；缸体因壁厚变薄质量减少了96 g ，气镐重量减轻96 g-22 g=74 g。
改进完成后，随机抽样7台，做性能检测试验，试验结果见表4。
由实验数据得出如下结论：经过改进后，各试验样机的冲击能均有显著提高；但随着冲程及回程孔道增大又有了新的问题：当机器在（0.55 ～ 0.63）MPa作业时，均有打击时轻时重的现象，气压继续增大时，此种现象更加明显。
3.2 第二步改进方案
根据气镐工作过程分析得出结论：冲程右腔体内有阻压造成的，原因及解决方法如下：
（1） 废气排除不彻底，缸腔内仍有压气存在。解决方法：增大排气孔，由原来的？准9改为？准10，使气镐排气过程比原来通畅。
（2） 配气阀配气不好，即：①阀座内端面与钢球密封不好，②钢球在阀座内运动不灵活。解决方法：
（1）调整钢球与阀座的配合间隙，使钢球运动更加灵活。
（2）降低阀座接触内环面粗糙度，使钢球运动更加自如平稳。
（3）增加阀座内环型孔与用钢球密封的？准8孔的同轴度要求，使钢球密封更好。
（4）钢球与回程通气孔接触不良，应倒掉棱角，以提高球阀密封可靠性。
（具体如图4所示）
4 结束语
经过改进后，整机的工作状态平稳、各阀体及其他运动件磨损情况有所减缓、工作效率有了较大的提高、质量有所减轻。改进后的产品冲击能和冲击频率都有所提高，耗气量基本达到了设计要求。
参考文献：
[1] 徐 灏.机械设计手册（第5卷）[M].北京：机械工业出版社，1992 ：38-9～38-11.
[2] 许福玲，陈尧明.液压与气压传动（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2007：210～211.
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