ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1998 года по МПК E21C37/24 

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к гидравлическим машинам ударного действия, и может быть использовано в горной промышленности для отбойки угля и разрушения горных пород, в металлургии - при разборке футеровки печей.

Известен гидравлический механизм ударного действия, включающий корпус с рабочей и сливной камерами, боек с поршнем и штоками, на котором установлен коаксиальный ступенчатый клапан, при этом рабочая камера сообщена с поршневой полостью выполненными в корпусе осевыми каналами. На штоке бойка установлен дифференциальный поршень, который установлен в корпусе оппозитно клапану в контакте с его меньшей ступенью и образует с корпусом разгрузочную камеру, имеющую постоянную гидравлическую связь с камерой слива через каналы, выполненные в корпусе и с надпоршневой полостью через дроссель, выполненный в дифференциальном поршне [1].

Недостатком данного механизма является несовершенство конструкции двухэлементного распределителя - ступенчатый клапан и дифференциальный клапан - с системой осевых дроссельных отверстий.

Наиболее близким к изобретению является гидравлический механизм ударного действия, содержащий корпус с поршнем-бойком, ступенчатым клапаном с втулкой, камерами взвода, рабочего хода, напора, слива и управления, каналы напора слива и управления. Поршень-боек имеет ступенчатую форму с участками большего и меньшего диаметров. На меньшем диаметре выполнена кольцевая проточка. Клапан выполнен со ступенчатой поверхностью, имеющей участки большего и меньшего диаметров. Участок большего диаметра сопрягается с седлом корпуса, а наружная поверхность меньшего диаметра - с цилиндрической поверхностью корпуса. На участке меньшего диаметра клапана установлена втулка с пазами на наружной поверхности, а на наружной поверхности клапана выполнены пазы для периодического сообщения через пазы втулки камер управления и слива. В боковой поверхности клапана выполнены переливные отверстия для связи камер рабочего хода и слива.

К недостаткам данного механизма относятся трехступенчатая конструкция клапана в сопряжении с втулкой и корпусом, не исключающая возможность отказов при потере сопряжения втулки и клапана в управляющей камере.

Задача изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности механизма.

Указанная задача решается следующим образом: за счет использования одновалентного распределителя - ступенчатого клапана с радиальными отверстиями и продольными пазами на большой ступени, при этом радиальные отверстия используются для рабочего хода бойка, а продольные пазы для переключения клапана на взвод бойка.

Сущность изобретения выражается в использовании в качестве элемента управления клапана с большей и меньшей ступенями и запорным хвостовиком. На большей ступени клапана выполнены радиальные отверстия, устанавливающие гидравлическую связь между каналом напора и камерой слива при закрытом хвостовиком канала слива, при этом камера слива обращается в камеру напорного давления, то есть в камеру рабочего хода бойка, а продольные пазы на внутренней поверхности большей ступени в нижнем положении бойка при закрытых штоком осевых отверстиях сообщают камеры управления и слива и служат для переключения клапана вниз на взвод бойка.

На фиг. 1 - представлен гидравлический механизм ударного действия в положении начала рабочего хода; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1, (боек условно не показан).

Гидравлический механизм ударного действия содержит корпус 1 с каналами напора и слива 2 и 3, каналом взвода и перелива 4, радиальными окнами 5, проточкой 6 и буксой 7, дифференциальный боек 8 с верхним штоком 9, кольцевой проточкой 10, поршнями 11 с продольными лысками 12 и нижним штоком 13, ступенчатый клапан 14 с большей и меньшей ступенями 15 и 16. На большей ступени 15 выполнены радиальные отверстия 17, на внутренней поверхности - продольные пазы 18 и на торце - кольцевая проточка 19, а на меньшей ступени 16 - запорный хвостовик 20. Шток 9 с клапаном 14 образует камеру слива 21, шток 13 с корпусом 1 камеру взвода 22 и поршень 11 с клапаном 14 и корпусом 1 камеру управления 23. В верхней части механизма в сопряженном с корпусом 1 установлены рукоятка 24 с пружиной 25, а в нижней части в сопряженном с буксой 7 - инструмент 26.

Гидравлический механизм ударного действия работает следующим образом.

В верхнем положении бойка 8 клапана 14 канал слива 3 закрыт хвостовиком клапана 20. Жидкость от гидропривода (не показан) поступает в механизм через канал напора 2, отверстия 17 в камеру 21 и воздействует на верхний торец поршня 11, боек 8 отделяется от ступени 15 клапана 14, совершает рабочий ход, вытесняя при этом жидкость из камеры 22 через окна 5, канал 4 и отверстия 17 в камеру 21, и наносит удар по инструменту 26. В конце рабочего хода бойка шток 9 перекрывает отверстия 17 клапана 14 и под действием напорного давления на большую ступень 15 клапан 14 переключается в нижнее положение и сообщает камеру 21 с каналом слива 3. В нижнем положении бойка 8 и клапана 14 отверстия 17 перекрыты по наружной поверхности ступени 15 корпусом 1, а по внутренней поверхности - штоком 9. Таким образом, механизм приведен в положение начала взвода бойка. В период взвода жидкость через каналы напора 2, взвода 4 и окна 5 поступает в камеру взвода 22, боек 8 начинает перемещаться вверх, вытесняя жидкость из надпоршневой полости через продольные пазы 18 и одновременно сообщает камеру управления 13 через лыски 12 с камерой взвода 22. Далее под действием напорного давления боек 8 и клапан 14 в сопряженном состоянии совместно совершают движение вверх, перекрывают хвостовик 20 клапана 14 канал слива 3 и сообщают канал напора 2 через отверстия 17 с камерой 21. Боек 8 отделяется от клапана 14, затем цикл повторяется.

Таким образом, использование одноэлементного распределителя - ступенчатого клапана с большей и меньшей ступенями и запорным хвостовиком - позволяет упростить конструкцию механизма, а радиальные отверстия и продольные пазы на большей ступени клапана позволяют исключить подвижные элементы (управляющие втулки, дифференциальные поршни), тем самым повысить надежность срабатывания распределителя.

Испытания опытной партии гидравлических ручных молотков, разработанных на основе изобретения, подтвердила соответствие задач и результатов их решения.

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к гидравлическим машинам ударного действия, и может быть использовано в горной, металлургической промышленности. Гидравлический механизм ударного действия, состоит из корпуса с каналами напора, слива, перелива и взвода, бойка с поршнем, проточкой, верхним и нижнем штоками, ступенчатого клапана, большая ступень которого содержит радиальные отверстия и продольные пазы, позволяющие обеспечить режимы рабочего хода и взвода бойка и переключения клапана. Предлагаемые доработки позволяют существенно упростить конструкцию распределительного узла (клапана), тем самым повысить надежность механизма. 1 з. п. ф-лы. 3 ил.

1. Гидравлический механизм ударного действия, включающий корпус с каналами напора, слива, взвода-перелива и радиальными окнами, боек с поршнем, верхним и нижним штоками, последний из которых образует с корпусом камеру взвода, проточку на верхнем штоке, клапан с большей и меньшей ступенями, камеры управления и слива, отличающийся тем, что клапан выполнен с запорным хвостовиком, при этом на большей ступени клапана выполнены радиальные отверстия для обеспечения гидравлической связи между каналом напора и камерой слива при перекрытии канала слива запорным хвостовиком клапана, а на внешней поверхности поршня бойка и внутренней поверхности большей ступени клапана выполнены соответственно лыски и продольные пазы для сообщения между собой камер взвода и управления при верхнем положении бойка механизма и камеры управления с камерой слива при нижнем положении бойка механизма. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что продольные пазы и радиальные отверстия большей ступени клапана не имеют гидравлической связи между собой при перекрытии радиальных отверстий верхним штоком бойка.