ГИДРОМОЛОТ Российский патент 1994 года по МПК E02D7/10 

Изобретение относится к машинам, применяемым в строительстве, в промышленности строительных материалов и горных работах для рыхления мерзлых и скальных пород, разрушения бетонных покрытий и конструкций, дробления негабаритов и других подобных работ.

Известны конструкции гидромолотов, содержащие корпус, рабочий цилиндр с камерами холостого и рабочего хода, боек, распределительный золотник, напорную и сливную магистрали, гидроаккумулятор, накапливающий энергию, подводимую от насоса во время холостого хода и отдающий ее для совершения ускоренного перемещения бойка во время рабочего хода [1] . При этом для обеспечения достаточно высокого КПД в напорной линии питания гидромолота устанавливается дополнительный внешний аккумулятор, размещаемый на базовой машине. Дополнительный гидроаккумулятор заряжается во время рабочего хода и отдает энергию во время холостого хода бойка.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является гидромолот, содержащий корпус с расточками, соединенными с напорной, сливной и управляющей линиями, торцевую крышку, поршень-боек со штоками и разделенными управляющей проточкой поясками, рабочий инструмент, камеру холостого хода и две камеры рабочего хода, гидравлически управляемый распределительный золотник и гидроаккумуляторы [2] .

Указанная конструкция гидромолота имеет следующий недостаток: если в случае изменения внешних условий нагружения (подачи гидронасоса, коэффициента восстановления скорости после удара, сил трения в контактных парах и т. д. ) гидроаккумулятор напорной линии из-за ограниченности своего объема заряжается во время рабочего хода сверх номинального значения, то во время следующего холостого хода боек разгоняется до недопустимо высокой скорости. Это приводит к тому, что за время торможения перед верхней мертвой точкой не вся кинетическая энергия бойка преобразуется в потенциальную энергию аккумулятора рабочего хода, и боек наносит удар в торцевую крышку молота. Причем в следующем цикле величина остаточной кинетической энергии бойка увеличивается, что приводит к снижению надежности и ресурса гидромолота. Таким образом возникает изобретательская задача, связанная с необходимостью разрешения технического противоречия, проявляющегося в том, что, с одной стороны, следует стремиться к сокращению массы и габаритов гидроаккумулятора напорной линии питания гидромолот, а, с другой стороны, максимальный уровень давления в этом аккумуляторе не должен превышать некоторой величины, чтобы боек при холостом ходе не мог наносить удары в торцевую крышку молота.

Целью изобретения является повышение надежности и ресурса гидромолота в условиях внешнего нагружения за счет возможности соединения камеры холостого хода с линией слива в конце холостого поршня-бойка. И таким образом предотвратить зарядку гидроаккумулятора напорной линии сверх допустимой величины.

Поставленная цель достигается тем, что в гидромолоте, содержащем корпус с расточками, соединенными с напорной, сливной и управляющей линиями, торцевую крышку, поршень-боек с штоками и разделенными управляющей проточкой поясками, камеру холостого и две камеры рабочего хода, распределительный золотник, гидроаккумуляторы и рабочий инструмент, расстояние от торцевой крышки до обращенной к рабочему инструменту кромки сливной расточки корпуса больше расстояния от торца штока поршня-бойка, обращенного в сторону торцевой крышки, до ближайшей к рабочему инструменту кромки пояска поршня-бойка со стороны рабочего инструмента.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что на обращенной к инструменту кромке пояска поршня-бойка, ближайшего к рабочему инструменту, выполнены канавки, причем расстояние от торца штока, обращенного к торцевой крышке, до канавок на пояске поршня меньше, чем расстояние от торцевой крышки до обращенной к рабочему инструменту сливной расточки корпуса.

В сравнении с прототипом изобретение содержит новую совокупность существенных признаков, поэтому соответствует требованиям "новизны". При этом совокупности отличительных существенных признаков изобретений, позволяющих достичь требуемый технический результат, среди известных в науке и технике решений в объеме, проведенного нами поиска, не обнаружены.

Совокупность общих и частных существенных признаков изобретения обеспечивает возможность достижения цели изобретения, а именно - повышение надежности и ресурса гидромолота в условиях внешнего нагружения, приводящих к зарядке гидроаккумулятора напорной линии сверх допустимой величины.

Изобретение позволяет исключить удары бойка в торцевую крышку в случаях, когда по каким-либо причинам в конце холостого хода уровень давления в гидроаккумуляторе напорной линии оказывается выше, чем это необходимо для совершения очередного цикла при номинальных (расчетных) значениях давления рабочей жидкости в напорной линии. Необходимое соотношение геометрических размеров элементов гидромолота обеспечивает сброс давления в гидроаккумуляторе в конце холостого хода в сливную линию, что обеспечивает совершение очередного цикла в номинальном расчетном режиме, т. е. повышает надежность машины и сохраняет ее ресурс.

Таким образом, можно утверждать, что изобретение соответствует требованиям критерия "промышленной применимости", а также то, что все общие и частные признаки изобретения являются существенные, т. к. каждый из них необходим, а все вместе взятые достаточны для достижения цели изобретения (требуемого технического результата).

На фиг. 1 изображено продольное сечение гидромолота, на котором поршень-боек показан в двух положениях: слева - в исходном положении (или в момент нанесения удара по инструменту), справа - в положении, при котором происходит сброс давления в гидроаккумуляторе напорной линии в конце холостого хода бойка в случаях, когда путь торможения бойка перед верхней мертвой точкой больше номинального значения. На фиг. 2 показан фрагмент поршня-бойка с канавками в момент соединения камеры холостого хода с линией слива.

Гидромолот содержит корпус 1, поршень-боек 2 и разделенные управляющей проточкой пояски 3 и 4, гидроаккумулятор напорной линии 5, гидроаккумулятор рабочего хода 6, торцевую крышку 7, рабочий инструмент 8, сливную 9 и напорную 10 линии, распределительный золотник 11, камеру холостого хода 12, рабочего хода 13 и 14. В корпусе выполнены расточки, соединенные с соответствующими каналами: 15 - сливная, 16 - управляющая. На поясках 4 поршня-бойка 2 могут быть выполнены канавки 17. При работе гидромолота рабочая жидкость по напорной линии 10 поступает в гидроаккумулятор 5 и в камеру 12 холостого хода под поршень-боек 2. При холостом ходе камера 13 рабочего хода соединяется через распределительный золотник 11 с линией слива 9. Когда кромка пояска 4 поршня-бойка 2 достигает управляющей расточки 16, то рабочее давление воздействует на распределительный золотник 11 и переключает его в другую позицию, соединяя камеру 13 рабочего хода с напорной линией 10. После этого силы давления со стороны камеры 12 холостого хода и камеры 13 рабочего хода, действующие на поршень-боек 2, уравновешиваются, и происходит его торможение под действием давления на его торец со стороны крышки 17. Если путь торможения поршня-бойка больше номинальной величины, то кромка пояска 4 поршня-бойка 2, обращенная в сторону инструмента 8 или канавки 17, попадает в зону сливной расточки 15. В этом случае камера 12 холостого хода и гидроаккумулятор напорной линии 5 соединяются со сливной линией и последний частично разряжается. Причем, чем больше выбег поршня-бойка 2, относительно номинального хода, тем больше степень разрядки гидроаккумулятора 5. Для обеспечения возможности соединения камеры холостого хода с линией слива в случае перемещения поршня-бойка во время холостого хода сверх номинального значения необходимо, чтобы расстояние L₁ от торцевой крышки 7 корпуса до обращенной в сторону инструмента кромки сливной расточки 15 было больше расстояния L₂ от торца штока поршня-бойка, обращенного в сторону торцевой крышки корпуса, до обращенной в сторону рабочего инструмента 8 кромки пояска 4 поршня-бойка. Эта же возможность соединения камеры холостого хода с линией слива может быть осуществлена выполнением на пояске 4 поршня-бойка канавок, которые при чрезмерном ходе поршня-бойка попадают в зону сливной расточки 15 корпуса, что возможно, если расстояние от торца штока, обращенного в сторону торцевой крышки корпуса, до канавки на пояске 4 поршня-бойка 2 меньше расстояния L₁. После остановки бойка в верхней мертвой точке начинается его рабочий ход под действием энергии, запасенной в аккумуляторе 6. Во время рабочего хода поршня-бойка гидроаккумулятор 5 вновь заряжается, но, если произошла частичная разрядка гидроаккумулятора 5, то следующий цикл гидромолота совершается при уровне давления, который обеспечивает перемещение поршня-бойка при номинальных расчетных параметрах или близких к ним. Таким образом, предотвращаются условия, при которых боек мог бы нанести удар в торцевую крышку 7, что увеличивает надежность и ресурс гидромолота.

В момент удара бойка по инструменту управляющая проточка на поршне-бойке 2 соединяет сливную 15 и управляющую 16 расточки корпуса 1, что служит сигналом для переключения распределительного золотника 11 в исходную позицию. Далее циклы работы повторяются.

(56) 1. Каталог фирмы NFK (Япония), 1978, с. 4.

2. Проспект фирмы KONE (Финляндия) модель ROXON 1000, 1986.

Использование: в машинах, применяемых в строительстве, промышленности строительных материалов, в горном деле, преимущественно для рыхления мерзлых и скальных грунтов, дробления негабаритов и других подобных работ. Сущность изобретения: для повышения надежности и ресурса гидромолота за счет исключения возможности ударов бойка в торцевую крышку его корпуса при изменении внешних условий нагружения, соотношения геометрических размеров бойка и рабочего цилиндра выбраны таким образом, что при увеличении скорости бойка во время холостого хода сверх номинального расчетного значения происходит разрядка гидроаккумулятора напорной линии до уровня, обеспечивающего холостой ход следующего цикла при уменьшенной скорости. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ГИДРОМОЛОТ, содержащий корпус с расточками, соединенными с напорной, сливной и управляющей линиями, торцевую крышку, поршень-боек с штоками и разделенными управляющей проточкой поясками, камеру холостого и две камеры рабочего хода, гидравлически управляемый распределительный золотник, гидроаккумуляторы и рабочий инструмент, отличающийся тем, что расстояние от торцевой крышки до обращенной к рабочему инструменту кромки сливной расточки корпуса больше расстояния от торца штока поршня-бойка, обращенного в сторону торцевой крышки, до ближайшей к рабочему инструменту кромки пояска поршня-бойка со стороны рабочего инструмента. 2. Гидромолот по п. 1, отличающийся тем, что на обращенной к инструменту кромке пояска поршня-бойка, ближайшей к рабочему инструменту, образованы канавки, причем расстояние от торца штока, обращенного к торцевой крышке до канавок меньше, чем расстояние от торцевой крышки до обращенной к рабочему инструменту сливной расточки корпуса.