УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1997 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к пневматическим ударным механизмом, предназначенным, преимущественно, для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций.

Известно устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций, включающее полый корпус, установленный в корпусе ударник с центральным каналом и размещенный в центральном канале воздухораспределитель, закрепленный в корпусе с помощью упругого элемента [1]
Недостатком устройства является недостаточная надежность работы устройства из-за заклинивания воздухораспределителя в канале ударника. Заклинивание воздухораспределителя возникает из-за несоосности сопрягаемых поверхностей воздухораспределителя и ударника, обусловленной наличием зазоров в паре ударник корпус и ударник воздухораспределитель, а также неточности изготовления деталей. Упругий элемент не полностью обеспечивает самоустановку воздухораспределителя в ударнике, так как часть воздухораспределителя, размещенная в ударнике, может только отклоняться от оси канала ударника, но не смещаться параллельно оси канала ударника из-за большого сопротивления упругого элемента.

Известно также устройство ударного действия для образования скважин в грунте [2] включающее полый корпус, установленный в корпусе ударник с центральным каналом и размещенный в центральном канале воздухораспределитель, закрепленный в корпусе с помощью упругого элемента, выполненного с проточкой на наружной поверхности и с расточкой на внутренней поверхности. Выполнение упругого элемента с проточкой на наружной его поверхности и с расточкой на внутренней поверхности несколько повышает радиальную податливость упругого элемента и, соответственно, воздухораспределителя, однако, радиальное смещение воздухораспределителя достигается за счет радиальной деформации упругого элемента, что создает в нем дополнительные нагрузки и снижает его прочность и надежность работы устройства в целом. Кроме того, снижается осевая прочность упругого элемента благодаря тому, что суммарная длина наружной и внутренней проточки вдоль продольной оси устройства больше длины упругого элемента по той же оси.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что упругий элемент выполнен в виде втулки, установленной между воздухораспределителем и корпусом с зазором по вей своей наружной или внутренней поверхности. Такое выполнение упругого элемента позволяет повысить надежность работы устройства, так как уменьшает вероятность отказов в работе устройства из-за заклинивания воздухораспределителя в канале ударника.

Вероятность заклинивания воздухораспределителя уменьшается благодаря тому, что зазоры на внутренней или наружной поверхности втулки дают большую возможность перемещения воздухораспределителя параллельно оси ударника, т.е. самоустанавливаться в канале ударника.

Выполнение втулки из двух частей, одна из которых установлена с зазором по наружной поверхности, а другая по внутренней поверхности, позволяет увеличить площадь опорных торцевых поверхностей втулок, что способствует снижению удельных осевых нагрузок на втулки и повышает надежность работы втулок и, следовательно, устройства в целом.

На фиг. 1 показано устройство в продольном разрезе, когда втулка установлена между воздухораспределителем и корпусом с зазором по всей своей наружной поверхности; на фиг. 2 устройство в разрезе, когда втулка установлена с зазором по всей своей внутренней поверхности; на фиг. 3 - устройство в разрезе, в котором втулка выполнена из двух частей, одна из которых установлена с зазором по наружной поверхности, а другая по внутренней поверхности.

Устройство (фиг. 1) содержит полый корпус 1, размещенный в нем ударник 2 с центральным каналом 3, воздухораспределитель 4, размещенный в центральном канале 3 ударника 2, установленный в корпусе 1 с помощью упругого элемента 5, выполненного в виде втулки так, что между корпусом 1 и наружной поверхностью упругого элемента 5 имеется зазор 6.

Согласно фиг. 2 воздухораспределитель 4 установлен в корпусе 1 с помощью втулки, имеющей зазор 7 на своей внутренней поверхности.

Согласно фиг. 3 упругий элемент выполнен из двух частей 8 и 9, причем часть 8 упругого элемента установлена с зазором 10 по ее наружной поверхности, а часть 9 с зазором 11 по внутренней поверхности.

Воздухораспределитель 4 имеет опорные поверхности 12, а корпус 1 - опорные поверхности 13, сопрягаемые с торцевыми поверхностями упругого элемента 5.

Согласно фиг. 1 устройство работает следующим образом.

Под действием сжатого воздуха, подаваемого от источника к устройству через центральный канал воздухораспределителя 4, ударник 2 совершает в корпусе 1 возвратно-поступательные перемещения и наносит удары по переднему внутреннему торцу корпуса 1. При этом воздухораспределитель 4 скользит по поверхности канала 3 ударника 2.

Для обеспечения надежности работы устройства необходимо обеспечить соосность сопрягаемых поверхностей воздухораспределителя 4 и ударника 2. Радиальное смещение осей центрального канала 3 ударника 2 и сопрягаемой с ним поверхности воздухораспределителя 4 компенсируется наличием зазора 6, т.е. воздухораспределитель 4 имеет возможность смещаться в пределах зазора 6 перпендикулярно своей оси так, чтобы оси воздухораспределителя 4 и центрального канала 3 ударника 2 совпали.

Угловое смещение осей воздухораспределителя 4 и центрального канала 3 ударника 2 компенсируется деформацией упругого элемента 5, т.е. воздухораспределитель поворачивается в упругом элементе до тех пор, пока его ось не станет параллельной оси центрального канала 3 ударника 2.

Согласно фиг. 2 радиальное смещение осей сопрягаемых поверхностей воздухораспределителя 4 и ударника 2 компенсируется зазором 7, а угловое смещение упругим элементом 5.

Следует отметить, что при работе устройства, выполненного согласно фиг. 1 и 2, на воздухораспределитель 4 действуют значительные осевые усилия, создаваемые давлением сжатого воздуха внутри устройства. Эти усилия воспринимаются опорными поверхностями 12 воздухораспределителя 4 и опорными поверхностями 13 корпуса, а также торцевыми поверхностями упругого элемента 5.

Высокие напряжения, возникающие в упругом элементе 5 от действия этих сил, могут привести к его разрушению, т.е. к снижению надежности работы устройства. Для повышения надежности работы устройства необходимо снизить напряжения, возникающие в упругом элементе, что достигается увеличением площадей торцевых поверхностей упругого элемента, воспринимающих осевые нагрузки, возникающие при работе устройства. Это достигается при работе устройства согласно рис. 3. Радиальное смещение осей сопрягаемых поверхностей воздухораспределителя 4 и ударника 2 компенсируется зазорами 10 и 11 (при этом части 8 и 9 упругого элемента 5 смещаются друг относительно друга в радиальном направлении), а угловое смещение своей сопрягаемых поверхностей воздухораспределителя 4 и ударника компенсируется деформацией частей 8 и 9 упругого элемента.

Здесь следует отметить, что деформация упругого элемента, состоящего из двух частей 8 и 9, создает меньшие напряжения в упругом элементе (по сравнению с выполнением по рис. 1 и 2) благодаря тому, что сопрягаемые поверхности элементов 8 и 9 меньше (вдоль оси), что также повышает надежность работы устройства.

Использование: изобретение относится к пневматическим ударным механизмам, предназначенным преимущественно для бестраншейной прокладки коммуникаций. Сущность изобретения: устройство ударного действия включает полый корпус, размещенный в нем ударник с центральным каналом, в котором располагается воздухораспределитель, установленный в корпусе с помощью упругого элемента, устройство отличается от аналогичных, ранее известных, тем, что упругий элемент выполнен в виде втулки, установленной между корпусом и воздухораспределителем с зазором по всей наружной или внутренней поверхности, причем втулка может быть выполнена из двух частей, одна из которых установлена с зазором по наружной, а другая - по внутренней стороне. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство ударного действия, включающее полый корпус, размещенный в нем ударник с центральным каналом, воздухораспределитель, размещенный в канале ударника и установленный в корпусе с помощью упругого элемента, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде втулки, установленной между воздухораспределителем и корпусом с зазором по всей своей наружной или внутренней поверхности. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что втулка выполнена из двух частей, одна из которых установлена с зазором по наружной, а другая по внутренней поверхностям.