УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1997 года по МПК B25D17/00 B25D9/04 

Устройство относится к области горной и строительной техники и предназначено для сотрясения калибровочных сит при гидрогрохочении тонких фракций руд, для забивания трубчатых и стержневых элементов в грунт, уплотнения грунта и в устройствах, требующих стабильное регулирование частоты ударов в широких пределах.

Известен пневматический одноударный механизм /1/. Он содержит корпус с размещенным в нем дифференциальным поршнем-ударником, камеры рабочего и холостого ходов, сообщенные между собой каналом, подпружиненный в осевом направлении рабочий наконечник с головкой-клапаном, периодически соединяющий камеру холостого хода с атмосферой, перепускной клапан для периодического перекрывания канала, соединяющего камеры холостого и рабочего ходов. Ударник выполнен со штоком, выходящим за пределы корпуса.

Недостатками этого одноударного механизма являются невысокая энергия единичного удара, нестабильность энергии и частоты ударов, невозможность стабильного регулирования частоты ударов в широких пределах.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является пневматический ударный механизм /2/. Он содержит цилиндр-корпус с дифференциальным поршнем-ударником и подпружиненный в осевом направлении наконечник. Поршень-ударник снабжен калиброванным отверстием, соединяющим над- и подпоршневую полости, а головка наконечника выполнена в виде клапана, перекрывающего связь подпоршневого пространства с атмосферой.

Недостатками рассматриваемого ударного механизма являются невысокая энергия единичного удара вследствие медленного открывания вручную выхлопного отверстия, нестабильность энергии и частоты единичных ударов вследствие непостоянной скорости открытия выхлопного отверстия вручную.

Целью является повышение энергии удара. Для достижения цели в устройстве ударного действия, содержащем корпус с впускным и выпускным отверстиями, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ударник, делящий корпус на камеры прямого и обратного хода, размещенные в камере обратного хода упругий элемент соосно установленный выпускному отверстию и размещенный в последнем запорный клапан, упругий элемент одним концом закреплен на запорном клапане, а другим на ударнике или корпусе.

Целесообразно устройство ударного действия снабдить установленным внутри упругого элемента направляющим штоком, закрепленным на запорном клапане, и ограничителем хода запорного клапана, установленным на свободном торце направляющего штока.

Такое выполнение устройства повышает энергию удара за счет использования энергии, накопленной при деформации упругого элемента для разгона ударника на прямом ходу.

Примеры конкретного выполнения: на фиг.1 изображен продольный разрез устройства ударного действия при переднем положении ударника; на фиг.2 изображен продольный разрез устройства при заднем положении ударника в момент, предшествующий открытию выхлопного отверстия в корпусе; на фиг.3 изображен продольный разрез устройства ударного действия с осевым выхлопным отверстием в ударнике; на фиг. 4 изображен продольный разрез устройства ударного действия с упругим элементом, установленным между запорным клапаном и корпусом в осевом выхлопном отверстии в ударнике; на фиг.5 изображен продольный разрез устройства ударного действия с направляющим штоком, закрепленным на запорном клапане, при переднем положении ударника; на фиг.6 изображен продольный разрез устройства ударного действия с направляющим штоком при заднем положении ударника и при открытом осевом выхлопном отверстии.

Устройство ударного действия (фиг.1) содержит корпус 1, ударник 2, камеры прямого 3 и обратного 4 ходов. В корпусе выполнены впускные отверстия 5 и 6, осевое выхлопное отверстие 7, которое закрывается запорным клапаном 8. Для открытия выхлопного отверстия 7 предназначен упругий элемент 9 в виде винтовой пружины. Для предотвращения соударения клапана 8 с ударником 2 как при закрывании, так и после открывания выхлопного отверстия 7 предназначен дополнительный упругий элемент 10. Регулируемое сечение 11 предназначено для изменения скорости наполнения камеры обратного хода 4 сжатым воздухом.

В устройстве ударного действия по фиг.3 и 4 выхлопное отверстие 7 выполнено в ударнике. В устройстве по фиг.4 упругий элемент 9 размещен в выхлопном отверстии 7 в ударнике 2 между запорным клапаном 8 и выступом на корпусе 12.

В устройстве по фиг. 5 и 6 упругий элемент 9 и дополнительный упругий элемент 10 выполнены в виде пружины растяжения-сжатия 13. Клапан 8 снабжен направляющим штоком 14, на конце которого выполнен выступ 15.

Устройство ударного действия работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха через впускное отверстие 5 в камеру прямого хода 3 ударник 2 перемещается в переднее положение (в крайнее нижнее по чертежу) и прижимает запорный клапан 8 к осевому выхлопному отверстию через дополнительный упругий элемент 10. При подаче сжатого воздуха через регулируемое сечение 11 в камере обратного хода 4 повышается давление. За счет разности площадей ударник 2 перемещается в заднее положение (в верхнее по чертежу). При этом давление в камере обратного хода 4 прижимает запорный клапан 8 к выхлопному отверстию 7. При движении ударника 2 назад упругий элемент 9 деформируется (по фиг.1,2,3 и 5 растягивается, по фиг.4 - сжимается). В момент, когда сила деформации упругости элемента 9 превысит силу прижатия запорного клапана 8, произойдет "отрыв" запорного клапана 8 от выхлопного отверстия 7, и начнется выхлоп сжатого воздуха из камеры обратного хода 4. Под действием упругого элемента 9 происходит ускоренное движение запорного клапана 8 от выхлопного отверстия 9 и быстрое открытие полного сечения выхлопа. За счет этого ускоряется очистка камеры обратного хода 4 от сжатого воздуха, уменьшается сопротивление прямому ходу ударника 2, который осуществляется под действием давления в камере прямого хода 3. Дополнительный упругий элемент 10 предотвращает соударение запорного клапана 8 с ударником 2 при выхлопе из камеры обратного хода 4. В конце прямого хода ударник 2 наносит удар по переднему торцу корпуса 1. При этом дополнительный упругий элемент 10 прижимает запорный клапан 8 к выхлопному отверстию 7. Цикл повторяется вновь.

Работа устройства ударного действия (фиг.5 и 6) с упругим элементом и дополнительным упругим элементом, выполненным в виде пружины растяжения-сжатия 13, осуществляется аналогично.

Упор 15, выполненный на конце направляющего штока 14, ограничивает ход запорного клапана 8. При этом усилие, с которым растянута пружина 13, используется для дополнительного разгона ударника 2 на прямом ходу и увеличения энергии удара.

Изменение размера сечения 11 позволяет в широких пределах регулировать частоту ударов, сохраняя при этом неизменную энергию удара.

Использование: горная и строительная техника. Сущность изобретения: устройство ударного действия содержит корпус с впускным и выпускным отверстиями, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ударник, делящий корпус на камеры прямого и обратного хода, размещенный в камере обратного хода упругий элемент, соосно установленный выпускному отверстию, и размещенный в последнем запорный клапан. Упругий элемент одним концом закреплен на запорном клапане, а другим - на ударнике. Устройство может содержать установленный внутри упругого элемента направляющий шток, закрепленный на запорном клапане, и ограничитель хода запорного клапана, установленный на торце направляющего штока. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство ударного действия, содержащее корпус с впускным и выпускным отверстиями, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ударник, делящий корпус на камеры прямого и обратного хода, размещенные в камере обратного хода упругий элемент, установленный соосно с впускным у отверстием, и размещенный в последнем запорный клапан, отличающееся тем, что упругий элемент одним концом закреплен на запорном клапане, а другим на ударнике или корпусе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено установленным внутри упругого элемента направляющим штоком, закрепленным на запорном клапане, и ограничителем хода запорного клапана, установленным на свободном торце направляющего штока.