УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1996 года по МПК E01C19/30 E02D7/10 E21C3/20 

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и предназначено для уплотнения грунтов в стесненных условиях, разрушения асфальто-бетонных и бетонных покрытий, кирпичной кладки, рыхления мерзлого и твердого грунта, пробивки отверстий, НИШ, борозд.

Известны устройства ударного действия, используемые для разрушения горных пород, уплотнения грунтов в стесненных условиях, содержащие перемещающийся в корпусе боек, сообщающий ударные импульсы рабочему инструменту, который воздействует на обрабатываемый массив.

Известно устройство ударного действия, включающее в себя двухступенчатый боек с кольцевой проточкой на большей ступени и корпус, образующие полости взвода, слива и аккумулятора, блок управления, в корпусе которого выполнены переливные, напорный и управляемый каналы. В корпусе размещен золотник с двумя кольцевыми проточками. Причем длина дополнительной проточки выполнена по величине равной сумме величины хода золотника и диаметров переливных каналов.

Недостатками данного устройства резкое падение давления в гидроприводе, что неблагоприятно сказывается на его функционировании; в период разгона рабочая жидкость не совершает полезной работы, что снижает КПД ударного устройства; наличие большого количества каналов в корпусе обуславливает сложность конструктивного исполнения; кольцевая проточка на бойке способствует увеличению его линейных параметров, а следовательно его массы и металлоемкости.

Известно гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус со взводящей, переливной и тормозной камерами и камерой рабочего хода, боек, механизм управления с золотником и инструмент, в котором торможение бойка при отсутствии преграды перед инструментом осуществляется при помощи выполнения дополнительных полостей и каналов, посредством которого они сообщены между собой, при этом одна из указанных полостей расположена между тормозной и взводящей камерами, а другая между переливной камерой и камерой рабочего хода, а золотник управления имеет регулируемый ограничитель хода.

Недостатком данного устройства является сложность конструктивного исполнения, обусловленная наличием большого количества каналов и камер. Это также приводит к увеличению линейных размеров устройства.

Вытеснение рабочей жидкости на рабочем ходе из камер взвода переливной и сливной на слив снижает эффективность использования данного устройства, снижая его КПД.

Наиболее близким по конструкции системы управления является гидропневматическое ударное устройство, содержащее напорную и сливную магистраль, корпус с радиальными каналами, сообщенными соответственно с напорной и сливной магистралями, поршень-боек, разделяющий корпус на полости взвода слива и аккумулятора, блок управления с золотником, верхний торец которого ограничивает полость управления, а нижний золотниковую полость, гидроаккумулятор, выполненный в виде упругого трубопровода, и рабочий инструмент, снабжено имеющим пазы и охватывающим корпус кожухом с направляющим штоком, размещенным в аккумуляторе соосно рабочему инструменту, поршень-боек выполнен с кольцевой проточкой, образующей с радиальными каналами в корпусе управляющий распределитель, причем отношение расстояния между радиальными каналами и максимального расстояния между инструментом и поршнем-бойком равно 1 2.

Недостатком данного устройства является то, что при создании гидропневмоударного устройства с отношением расстояния между радиальными каналами и максимального расстояния между инструментом и поршнем-бойком равным 1, приходится выполнять блок управления встроенным в поршень-боек, что создает технологические трудности изготовления последнего, снижает его прочность вследствие увеличения концентратов напряжения, обусловленных радиальными и аксиальными сверлениями в поршне-бойке, а также ввиду того, что он является сборным из нескольких деталей и тем самым ухудшается его ремонтопригодность, надежность устройства.

При создании гидропневмоударных устройств с отношением равным 2, на конструкцию поршня-бойка и корпуса накладываются две величины рабочего хода, что приводит к увеличению линейных размеров поршня-бойка и корпуса, а также к значительному увеличению их массы и устройства в целом.

В данном устройстве при совершении рабочего хода поршня-бойка и холостого хода корпуса рабочая жидкость, проступающая от насоса и аккумулирования в рукавах высокого давления напорной магистрали, переливается на слив, не совершая полезной работы. Это приводит к снижению КПД ударного устройства.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство ударного действия, включающее корпус с бойком, образующие полости взвода слива и аккумулятора, блок управления с золотником и камерой управления, соединенной с полостями взвода и слива посредством радиальных каналов, напорную и сливную магистрали, золотник выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой на ступени большего диаметра, посредством которой полость слива сообщена со сливной магистралью, а камера, образованная его меньшей ступенью, подсоединена к напорной магистрали.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием двухступенчатого золотника, с кольцевой проточкой однопоясного бойка и дополнительного сливного канала в блоке управления.

Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что ударные устройства с пневмоаккумуляторами широко известны.

В предложенном устройстве взаимосвязь полости взвода и полости слива позволяет использовать энергию рабочей жидкости, развиваемую гидроприводом, период рабочего хода бойка путем отсечения золотником полости слива от сливной магистрали, что повышает эффективность работы устройства. Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже показана чертеж-схема устройства ударного действия.

Устройство ударного действия содержит корпус 1 и боек 2 и блок управления с корпусом 3 и золотником 4. Боек 2 образует с корпусом 1 полости взвода 5, слива 6, аккумулятора 7 (заполненную сжатым газом). На бойке имеется поясок 8. Золотник 4 выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой 9 на ступени большего диаметра. Золотник образует с корпусом 3 камеры: своей меньшей ступенью напорную 10, а большей управления 11.

В корпусе 1 выполнены каналы 12 15, а в корпусе 3 блока управления выполнены каналы: управляющий 16, переливной 17, сливные 18 и 19, напорный 20. Каналы 13 и 20 постоянно соединены с напорной магистралью 21. Каналы 12, 14 и 15 постоянно соединены с каналами 17, 18, 16 соответственно, через трубопроводы 22, 23, 24 соответственно, канал 19 постоянно соединен со сливной магистралью 25.

Расстояние между каналами 12 и 13 в горизонтальной плоскости должно обеспечивать объем, необходимый для вытеснения рабочей жидкости золотником 4 из управляющей камеры 11 через управляющий канал 16, трубопровод 24, канал 15 в полость слива 6.

То есть после перекрытия пояском 8 канала 12 боек должен пройти расстояние не менее:

где S_уп. площадь поперечного сечения камеры управления;
X_з. ход золотника;
S_сл. площадь поперечного сечения полости слива.

Устройство ударного действия работает следующим образом. В исходном положении под действием давления сжатого газа аккумулятора 7 боек 2 находится в крайнем левом положении (см. чертеж), при этом золотник 4 может находиться в произвольном (случайном) положении относительно корпуса 3. При таком положении бойка 2 пояском 8 перекрывают канал 12. При подаче рабочей жидкости в напорную магистраль 21 она через канал 20 попадает в напорную камеру 10 и воздействует на золотник 4, перемещая его в крайнее правое положение. При этом (см. чертеж) каналы 17 и 16 перекрываются пояском 16 и торцом золотника соответственно. Полость слива 6 через канал 14, трубопровод 23, канал 18, проточку 9, канал 19 сообщается со сливной магистралью 25. Одновременно рабочая жидкость из напорной магистрали 21 через канал 13 поступает в полость взвода 5, вследствие чего боек 2 начинает перемещаться вправо, дополнительно сжимая газ в полости аккумулятора 7 и вытесняя жидкость из полости слива в сливную магистраль 25, как описано выше. Происходит взвод (холостой ход) бойка 2, в начале которого поясок 8 открывает канал 12 сообщая полость взвода 5 с каналом 17 через трубопровод 22. В конце холостого хода полость слива 6 отсекается от канала 14 пояском 8. Далее жидкость из полости слива через канал 15, трубопровод 24 и канал 16 попадает в камеру управления 11 и воздействует на правый торец золотника.

За счет большей силы со стороны камеры управления 11, чем в напорной камере 10 золотник 4 перемещается в крайнее левое положение. При этом поясок 26 отсекает каналы 18 и 19, а каналы 17 и 16 сообщаются через камеру управления 11. Таким образом, полость взвода 5 через канал 12, трубопровод 22, канал 17, управляющую камеру 11, канал 16, трубопровод 24 и канал 15 сообщается с полостью слива 6. После этого давления жидкости в полостях 5 и 6 выравниваются и боек 2 за счет наличия активной площадки со стороны полости слива и под действием энергии сжатого газа аккумулятора 7 ускоренно перемещается влево.

Происходит рабочий ход бойка 2, во время которого поясок 8 сначала открывает канал 14, затем в момент нанесения удара бойком по инструменту перекрывает канал 12, разобщая полость взвода 5 и полость слива 6, в результате давление в камере управления 11 падает и золотник под действием силы со стороны напорной камеры 10 перемещается в крайнее правое положение. Далее цикл работы устройства ударного действия повторяется.

Заявляемое устройство по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) использует энергию рабочей жидкости для совершения бойком рабочего хода путем разобщения золотником полости слива и сливной магистрали. Это повышает эффективность работы ударного устройства, его КПД.

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и предназначено для уплотнения грунтов в стесненных условиях, разрушения асфальто-бетонных и бетонных покрытий и т. п. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. Устройство состоит из корпуса 1 с бойком 2, блока управления с корпусом 3 и золотником 4, напорной и сливной магистралей. Золотник блока управления выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой 9 на ступени большего диаметра, сообщающей полость слива 6 со сливной магистралью 25, а меньшая ступень золотника образует напорную камеру 10, связанную с напорной магистралью 21. 1 ил.

Устройство ударного действия, включающее корпус с бойком, образующим полости взвода, слива и аккумулятора, блок управления с золотником и камерой управления, соединенной с полостями взвода и слива посредством радиальных каналов, напорную и сливную магистрали, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, золотник блока управления выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой на ступени большего диаметра, посредством которой полость слива сообщена со сливной магистралью, а камера, образованная его меньшей ступенью, подсоединена к напорной магистрали.