Изобретение относится к области горной промышленности и строительства, а именно к гидравлическим ударным приводам, применяемым в конструкциях ручного инструмента динамического действия, с широким диапазоном выполняемых работ, но может быть использован и при проектировании навесного оборудования экскаваторов и других устройств ударного действия.
В настоящее время большое распространение получили ручные пневматические и электромеханические инструменты ударного действия, которые наряду с определенными преимуществами обладают и значительными недостатками, основными из которых являются сильная вибрация, большие шумовые нагрузки, высокая металлоемкость и невысокий КПД.
Все это обусловило переход к использованию гидравлических ударных механизмов в подобном оборудовании. При этом, как правило, рабочие конструктивные схемы гидравлических ударных механизмов ручных машин и тяжелого навесного оборудования - различны.
При проектировании навесного оборудования преимущественно используются конструктивные схемы с применением пневмоаккумуляторов, упрощающих конструктивную схему машины, но усложняющих процесс эксплуатации механизма ввиду необходимости постоянной подзарядки пневмоаккумулятора /см., например, а.с. СССР N 706527, кл. E 21 C 3/30, 05.01.80/. Недостатком такой схемы является большая неуравновешенность механизма, что создает значительные вибрации механизма при работе и как следствие значительные динамические нагрузки на базовую машину.
Известны конструктивные схемы гидропневматических устройств с несколькими параллельно расположенными пневмоаккумуляторами, что позволяет создать более уравновешенную конструкцию /см., например, а.с. СССР N 600265, кл. E 21 C 3/20, 30.03.78/. Однако конструкции такого типа имеют сложную золотниковую систему гидрораспределения, значительно усложняющую конструкцию устройства и снижающую КПД всего механизма.
Наиболее близким к настоящему изобретению является гидравлический ударный привод, включающий корпус с напорным и сливным каналами, размещенные в корпусе боек со штоком, на котором с возможностью осевого перемещения размещена дифференциальная втулка, меньшая площадь которой размещена в напорной полости, постоянно связанной с напорным каналом, а большая площадь в сливной полости, и гидрозахват штока бойка /см. а.с. СССР N 717312, кл. E 21 C 3/20, 25.02.80/. Недостатком этого устройства является недостаточная динамическая уравновешенность всего механизма, что ведет к вибрации и возникновению значительных динамических нагрузок при использовании гидравлического ударного привода с такой конструктивной схемой в конструкции навесного оборудования.
В основу изобретения положено решение задачи создания такого гидравлического ударного привода, который обеспечивает получение высоких энергетических показателей при пониженных вибрациях и достаточно простой и надежной схеме гидрораспределения.
Технический результат, который может быть получен при реализации настоящего изобретения, заключается в том, что создается надежный гидравлический ударный привод повышенной виброзащищенности, который может быть использован при разработке ударных машин различных классов и различного предназначения.
Поставленная задача решена за счет того, что гидравлический ударный привод, включающий корпус с напорным и сливным каналами, размещенные в корпусе боек со штоком, на котором с возможностью осевого перемещения размещена дифференциальная втулка, меньшая площадь которой размещена в напорной полости, постоянно связанной с напорным каналом, а большая площадь в сливной полости, и гидрозахват штока бойка, снабжен коаксиально размещенным на штоке бойка в сливной полости клапаном, установленным с возможностью взаимодействия с торцем дифференциальной втулки, и гидроаккумуляторами, выполненными в виде подпружиненных балансиров со штоками, каждый из которых размещен в полости, постоянно связанной с напорной полостью.
А также за счет того, что гидроаккумуляторы выполнены гидромеханическими с цилиндрическими пружинами.
А также за счет того, что оси штоков балансиров параллельны оси бойка.
А также за счет того, что балансиры со штоками установлены с возможностью перемещения в противофазе с бойком.
А также за счет того, что количество движения бойка равно сумме количеств движения балансиров со штоками и противоположно по знаку вышеуказанной сумме.
Указанная совокупность включает все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения заявленного технического результата.
Изобретение поясняется тремя чертежами, где на фиг. 1 представлена схема гидравлического ударного механизма в момент нанесения удара и начала взвода в предударное положение; на фиг. 2 - то же в момент осуществления спуска на удар; на фиг. 3 - то же в момент начала разгона ударника.
Гидравлический ударный механизм /фиг. 1/ содержит корпус 1, в котором выполнены напорная 2 и сливная 3 полости. В корпусе 1 размещен боек 4 со штоком 5, на котором с возможностью осевого перемещения размещена дифференциальная втулка 6. Меньшая площадь 7 дифференциальной втулки 6 расположена в напорной полости 2, которая постоянно связана с напорным каналом 8. Большая площадь 9 дифференциальной втулки 6 постоянно расположена в сливной полости 3 и своим торцем взаимодействует с клапаном 10, коаксиально размещенным на штоке 5 в сливной полости 3 с возможностью периодического открытия и перекрытия сливного канала 11. Для динамического уравновешивания, а также для сглаживания гидравлических пульсации механизма при его работе механизм снабжен гидроаккумуляторами, выполненными в виде подпружиненных балансиров 12 со штоками 13, каждый из которых размещен в полости, постоянно связанной с напорной полостью 2. Количество гидроаккумуляторов может быть различным в зависимости от конкретной схемы механизма. Возможно выполнение ударного механизма и с одним гидроаккумулятором, однако при этом могут возникнуть затруднения с динамическим уравновешиванием механизма. Предпочтительно выполнение гидроаккумуляторов со штоками 13, оси которых размещены параллельно оси бойка 4, а балансиры 12 подпружинены цилиндрическими пружинами 14.
В корпусе 1 размещен гидрозахват 15, предназначенный для временного удержания головки 16 штока 5 бойка 4 перед его разгоном на удар /фиг. 2/. Конструктивно гидрозахват 15 может быть выполнен различно. Например, в виде дроссельного канала, связывающего напорный канал 8 с полостью, в которой в это время размещена рабочая площадь головки 16 штока 5, или в виде обратного клапана /на чертеже не показано/.
Гидравлический ударник работает следующим образом. При взводе бойка 4 на удар /фиг. 1/ рабочая жидкость подается по напорному каналу 8 в напорную полость 2 и далее по центральному 17 и радиальным 18 каналам, выполненным в штоке 5, поступает в промежуток между клапаном 10 и большей площадью 9 дифференциальной втулки 6. Под действием этого давления дифференциальная втулка 6 перемещается в сторону гидрозахвата 15 и воздействует на головку 16 штока 5, перемещает боек 4 на взвод до размещения головки 16 в гидрозахвате 15. В этой фазе работы механизма давление рабочей жидкости в напорной полости 2 достигает максимального значения. Давление жидкости воздействует на торцевые поверхности штоков 13, перемещая балансиры 12 со сжатием пружин 14. При входе головки 16 в гидрозахват 15 торец бойка 4 воздействует на торец клапана 10 /фиг. 2/ и сливная полость 3 соединяется со сливным каналом 11. Давление в сливной полости падает.
После этого усилие, воздействующее на меньшую площадь 7 дифференциальной втулки 6 от давления в напорной полости 2, перемещает дифференциальную втулку в сторону клапана 10 до соприкосновения их торцев и перекрытия сливного канала 11 клапаном 10 /фиг. 3/. В это время срабатывает гидрозахват 15 и шток 5 бойка 4 под действием усилия, возникающего от действия давления напора на площадь головки 16 начинает перемещать боек 4 с ускорением на удар. Освобождающийся объем полости 2 не успевает заполниться жидкостью из напорного канала 8 и давление в полости 2 начинает падать по сравнению с максимальным. Срабатывают гидроаккумуляторы и подпружиненные балансиры 12, под действием пружин 14 перемещают штоки 13 в полости, связанные с напорной полостью 2. При этом вытесняемая штоками жидкость заполняет освобождающийся объем полости 2, сглаживая броски давления и повышая КПД работы механизма. В конце хода боек 4 наносит удар и далее цикл работы повторяется.
Ударный механизм может быть выполнен и с пневмогидравлическими гидроаккумуляторами, в которых вместо цилиндрических пружин 14 применены пневматические пружины.
В любом исполнении гидроаккумуляторов целесообразно их выполнение в таком виде, чтобы балансиры со штоками перемещались в противофазе с бойком. Такое перемещение балансиров позволяет создать динамически уравновешенный механизм, особенно если количество движения бойка будет равно сумме количеств движения балансиров со штоками и противоположно по знаку вышеуказанной сумме.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВИБРАЦИИ УСТРОЙСТВ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ | 1998 |
|
RU2147663C1 |
Гидравлический ударный механизм | 1980 |
|
SU953203A1 |
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БЕСКЛАПАННЫЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ | 1992 |
|
RU2013541C1 |
Гидравлический ударный механизм | 1983 |
|
SU1102928A1 |
Гидропневматическое ударное устройство | 1977 |
|
SU1044058A1 |
Гидромолот | 2016 |
|
RU2623159C1 |
Гидромолот | 2016 |
|
RU2643244C2 |
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ | 2014 |
|
RU2580112C1 |
Гидравлический ударный механизм | 1981 |
|
SU1016499A1 |
Устройство для разрушения мерзлых грунтов | 1981 |
|
SU981523A1 |
Изобретение относится преимущественно к горному делу и строительству и может быть использовано в ручных динамически уравновешенных механизмах или в качестве навесного оборудования. Гидравлический ударный привод включает корпус с напорным и сливным каналами, размещенные в корпусе боек со штоком, на котором с возможностью осевого перемещения размещена дифференциальная втулка. Меньшая площадь дифференциальной втулки размещена в напорной полости, постоянно связанной с напорным каналом, а большая площадь - в сливной полости. Гидравлический ударный привод снабжен коаксиально размещенным на штоке бойка в сливной полости клапаном, установленным с возможностью взаимодействия с торцем дифференциальной втулки и гидроаккумуляторами, выполненными в виде подпружиненных балансиров со штоками. Каждый из штоков размещен в полости, постоянно связанной с напорной полостью, а оси штоков балансиров параллельны оси бойка. Если количество движения бойка равно сумме количеств движения балансиров со штоками и противоположно по знаку указанной сумме, то механизм позволяет снизить вибрацию, воздействующую на обслуживающий персонал или на базовую машину, до допустимых значений. Конструкция механизма позволяет повысить его КПД по сравнению с другими конструкциями аналогичного назначения. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.
Гидравлическое устройство ударного действия | 1976 |
|
SU717312A1 |
МЕХАНИЗМ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ | 0 |
|
SU203593A1 |
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МОЛОТОК | 0 |
|
SU348723A1 |
ПА1BC^COiU-JMAn,,-у::п -,'vrt/L-r-:;;;;"^ | 0 |
|
SU361866A1 |
1970 |
|
SU411204A1 | |
Гидравлический молоток | 1973 |
|
SU542823A1 |
Гидропневматическое устройство ударного действия | 1976 |
|
SU600265A1 |
Гидропневматическое устройство ударного действия | 1978 |
|
SU713969A2 |
Устройство ударного действия | 1976 |
|
SU878920A1 |
Гидравлическое ударное устройство | 1980 |
|
SU927996A1 |
Гидравлический ударный механизм | 1980 |
|
SU953203A1 |
Гидравлический ударный механизм | 1983 |
|
SU1102928A1 |
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ | 1992 |
|
RU2007562C1 |
Авторы
Даты
1999-09-27—Публикация
1998-05-15—Подача