ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ МОЛОТОК Российский патент 1997 года по МПК B25D17/24 

Изобретение относится к машинам ударного действия и предназначено, в первую очередь, для использования в отбойных молотках.

Известные ручные пневматические молотки, применяемые в практике, обладают рабочими циклами, обуславливающими при остановке и начале движения ударника в каждом цикле со стороны камер рабочего и холостого ходов пики давления воздуха значительных амплитуд. Это вызывает значительную вибрацию молотка и требует существенного увеличения силы нажатия для ее гашения. Сам процесс гашения вибрации усложняется и не дает устойчивых и надежных результатов из-за соударений подвижных деталей молотка.

Известен пневматический молоток (см. например, а.с. СССР N 163998, кл. B 25 D, 17/24, 1963), включающий ударный узел, рукоятку и размещенный между ними виброизолятор, содержащий по меньшей мере две предварительно напряженные, установленные последовательно пружины. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Основным недостатком прототипа является то, что виброизолятор выполнен в виде пакета пружин и при увеличении его жесткости при сжатии пружин пакета эффективность виброизоляции существенно снижается. При этом компенсация воздействие ударных импульсов, воспринимаемых пакетом пружин большей жесткости, нарушается, что дополнительно ухудшает эффект виброизоляции рукоятки молотка. К недостаткам конструкции прототипа необходимо отнести также и то, что пакет пружин не исключает перекосов пружин и разделяющих их шайб, а следовательно, ухудшает условия работы пакета виброизолятора и снижает вибробезопасность в целом.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности виброзащиты пневматического молотка.

Пример исполнения предлагаемого пневматического молотка с виброизолятором представлен на фиг. 1 с продольным разрезом и частичным вырывом. На фиг. 2 представлен вариант конструктивного исполнения виброизолятора с установкой противоударной пружины между подвижным упорным элементом и ограничителем его хода. Обозначение одноименных деталей на всех чертежах приняты одинаковыми.

Пневматический молоток содержит ударный узел, включающий корпус 1 с центральным каналом 2 и размещенным в нем ударником, воздухораспределительным устройством 3, жестко закрепленным стаканом 4 относительно корпуса 1. На стакане 4 с возможностью скольжения установлена рукоятка 5, перемещение которой ограничено футоркой 6, ввернутой в стакан 4, и предназначенный для подключения воздухоподводящего шланга. В осевом канале стакана 4 скользяще установлен пусковой клапан 7 с радиальной проточкой 8 и уплотняющим концом 9. В стакане 4 выполнен также подводящий канал 10, сообщающийся через футорку 6, с сетью сжатого воздуха, отводящий канал 11, который подходит к воздухораспределительному устройству 3. В полости рукоятки 5 между ее крышкой и стаканом 4 размещен виброизолятор, включающий пружины 12 и 13, разделенные подвижным упорным элементом 14, который упирается в неподвижный ограничитель 15, выполненный в виде кольца, защемленного в стенках рукоятки со стороны стакана 4 (см. фиг. 1) или со стороны крышки рукоятки (см. фиг. 2). Опирание элемента 14 на ограничитель 15 осуществляется посредством противоударной пружины 16. Пружина 12 размещена непосредственно в полости рукоятки 5 и поджата с помощью упорного элемента 14, ход которого ограничен без жестких контактных соударений с неподвижным ограничителем 15. На фиг. 1 со стороны крышки рукоятки 5 пружина 13 упирается в элемент 15, а на фиг. 2 пружина 13 упирается в элемент 14 со стороны стакана 4. Пружины 12, 13 и 16 устанавливаются с предварительным напряжением (усилием), воспринимаемым виброизолятором, настроенным на номинальную силу нажатия на рукоятку и молоток в заданных условиях работы с учетом приемлемости силы включения пускового клапана 7.

Пневматический молоток работает следующим образом.

В положениях, изображенных на фиг. 1 и 2, рукоятка 5 поддерживается пружинами 12, 13, виброизолятором и противоударной пружиной 16 в крайнем исходном положении. Уплотняющий конус 9 клапана 7 находится в соприкосновении с кольцевой торцевой поверхностью отводящего канала 11 стакана 4 за счет поджатия клапана 7 давлением сжатого воздуха и разобщает подводящий канал 10 и отводящий канал 11. При нажатии на рукоятку 5 с усилием, превышающим необходимые для включения, сжимаются пружины 13 и 16 (см. фиг. 1) или пружина 13 (см. фиг. 2) и рукоятка перемещается по стакану воздухораспределительного устройства 3. При этом упорный элемент 14 удерживается от перемещения усилием сжатого воздуха со стороны клапана 7 и пружины 12, расположенной между стаканом 4 и упорным элементом 14. При последующем нажатии на рукоятку 5 будут сжиматься пружина 13 (см. фиг. 1) или пружины 12, 16 (см. фиг. 2) и за счет нажатия упорного элемента 14 на клапан 7 будут его перемещать. При этом уплотняющий конус 9 разуплотняет кольцевой осевой канал стакана 4 и сжатый воздух, подводимый посредством футорки 6 по каналу 10, кольцевую выточку 8 клапана 7 и отводящий канал 11, поступает к воздухораспределительному устройству 3 и в зависимости от положения распределителя и ударника (на чертеже не показаны) поступает в канал 2 корпуса 1 и осуществляет запуск молотка в работу. В описанном положении подвижный упорный элемент 14 остается опертым на ограничитель 15 посредством противоударной пружины 16 (см. фиг. 1, 2), а пружина 12 не испытывает деформаций, поскольку предварительно поджата усилием, создаваемым пружинами 13 и 16.

После выхода молотка на номинальный режим для заданных условий работы возрастает необходимая сила нажатия на упорный элемент 15 и происходит дальнейшее сжатие пружин 12, 13 и 16, чем снижается общая жесткость всего пакета виброизолятора при наиболее сжатой (с наиболее выбранным ходом витков) пружины 13. Оставаясь наиболее сжатой, пружина 13 обусловит перемещение упорного элемента 14, который, однако, имеет не жесткое опирание на ограничитель 15, даже если элемент 14 будет иметь значительное перемещение, это исключит жесткую посадку элемента 14 на ограничитель 15 и позволит всем элементам виброизолятора работать в "плавающем" безударном режиме, это, в свою очередь, обеспечит плавные саморегулируемые переходные процессы в режимах работы внутри виброзащитной системы и на выходе на рукоятке 5. Таким образом, на номинальном режиме работы виброизолятора, а также на переходных его режимах за счет снижения жесткости и отсутствия соударений обеспечивается эффективное снижение вибрации, передаваемой на рукоятку 5. Кроме того, за счет конструктивной "плавающей" развязки жесткостей пружин и самонастройки при переходных режимах снижается вероятность перекосов и появления нежелательного трения в системе виброизолятора, что также повышает ее надежность, а также надежность молотка в целом.

В предложенном конструктивном решении развязки жесткостей пружин они работают совместно без выключений из работы любой из пружин, то есть происходит постоянное перераспределение жесткостей и амплитуд колебаний между элементами, предотвращая выход в резонанс, что исключает потерю устойчивости какого-либо элемента и повышает надежность виброзащиты молотка.

Использование: машины ударного действия, отбойные молотки. Сущность изобретения: пневматический молоток содержит корпус, размещенный в нем ударный узел, полую рукоятку, в полости которой размещены жестко закрепленный относительно корпуса стакан ударного узла и виброизолятор в виде ограничителя хода, подвижного упорного элемента и системы предварительно напряженных пружин, по крайней мере две из которых установлены последовательно и размещены по разные стороны упорного элемента, первая из которых свободным торцом оперта на ограничитель хода, свободный торец второй пружины оперт на стакан ударного узла, а третья из системы пружин установлена параллельно первой и размещена аналогично ей. 2 ил.

Пневматический молоток, содержащий корпус, размещенный в нем ударный узел, полую рукоятку, в полости которой размещены жестко закрепленный относительно корпуса стакан ударного узла и виброизолятор в виде ограничителя хода, подвижного упорного элемента и системы предварительно напряженных пружин, по крайней мере две из которых установлены последовательно и размещены по разные стороны подвижного упорного элемента, первая из которых свободным торцом оперта на ограничитель хода, отличающийся тем, что свободный торец второй пружины оперт на стакан ударного узла, а третья из системы пружин установлена параллельно первой и размещена аналогично ей.