МОЛОТОК ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ Российский патент 2004 года по МПК B25D9/00 B25D9/12 E21B1/26 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ручному механизированному инструменту ударного действия, который может использоваться в горной, строительной и других отраслях.

Известны гидропневмоударные механизмы, содержащие следующие основные элементы конструкции: корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, золотниковый распределитель, осевые и радиальные каналы, камеры прямого и обратного хода, соединенные с напорной и сливной магистралями (см. патенты РФ №2030578, №2007562, №2025271, №2056998, авт. св. СССР №1692072, №1671443, №1634780, №1534186, №1422988).

Недостатком рассмотренных механизмов является технологическая сложность конструкции при изготовлении.

Известно также гидроударное устройство (авт. св. СССР №1221338 - прототип), содержащее корпус, установленные в нем соосно поршень-боек, плунжер, плунжерную гильзу, ступенчатый золотник, образующие между собой гидравлические камеры: прямого хода, соединенную с напорной магистралью, обратного хода и кольцевую управляющую, каналом постоянно соединенную с напорной магистралью, с камерой прямого хода и межпоясковой полостью; вспомогательная камера каналом соединена со сливной магистралью. Для релейного соединения камеры обратного хода то с напорной, то со сливной магистралями служит осевой канал.

Недостатком данного гидроударного механизма также является технологическая сложность конструкции при изготовлении из-за наличия операций глубокого сверления.

Задача - улучшение технологичности конструкции за счет исключения операций глубокого сверления путем применения деталей вращения.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в молотке гидравлическом, содержащем корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, ступенчатый золотник с наружной кольцевой проточкой, гильзу прямого хода, установленную в нем концентрично, осевые и радиальные каналы, камеру прямого хода и камеру обратного хода, предлагается ввести втулку управления ступенчатым золотником, установленную между ним и гильзой прямого хода, с образованием осевого и кольцевого каналов соответственно, причем кольцевой канал, радиальными отверстиями в гильзе прямого хода, соединен с камерой прямого хода; проставку с манжетой и гильзу обратного хода, размещенные концентрично поршню-бойку и ступенчатому плунжеру, совместно с корпусом образующими осевой канал, при этом в гильзе обратного хода выполнить осевую проточку в упоре и три ряда радиальных отверстий, с возможностью их взаимодействия с осевым каналом и наружной кольцевой проточкой ступенчатого золотника, причем осевой канал, расположенный между корпусом и проставкой, соединить радиальными отверстиями с камерой обратного хода, образованной поршнем-бойком и внутренней поверхностью проставки; осевую проточку в упоре гильзы обратного хода соединить последовательно с осевой проточкой в упоре ступенчатого золотника, осевым каналом, расположенным между втулкой управления ступенчатым золотником и ступенчатым золотником, полостью, расположенной между торцами ступенчатого золотника и гильзы прямого хода, осевым и радиальными каналами гильзы прямого хода с торцевой полостью корпуса, а другой радиальный канал гильзы прямого хода соединить со своей наружной кольцевой проточкой; камера прямого хода образована ступенчатым плунжером, гильзой прямого хода и поршнем аккумулятора, установленного в торцевой части корпуса; вспомогательная камера образована торцом поршня-бойка, ступенчатым плунжером и внутренней поверхностью проставки; корпус состоит из ствольно-инструментальной части с подпружиненным вводом, и, кинематически соединенных и зафиксированных между собой, динамической и управляющей частей, управляющая часть корпуса имеет два выходных отверстия: одно из которых соединено с кольцевой полостью, образованной между поверхностями управляющей и динамической частей корпуса, в свою очередь, соединенной отверстиями с осевым каналом, расположенным между корпусом и проставкой, и наружной кольцевой проточкой гильзы прямого хода; другое отверстие соединено с торцевой полостью управляющей части корпуса; в молоток гидравлический введены также подпружиненная рукоятка, закрепленная на корпусе с возможностью осевого перемещения, и пусковой механизм, содержащий гильзу с кольцевыми проточками и отверстиями; одно отверстие соединено с выходным отверстием корпуса, другие отверстия соединены с напорной и сливной магистралями; и размещенный в ней пусковой золотник с опорными поясками и упором, взаимодействующим с вилкой, закрепленной на рукоятке.

На фиг.1 представлен общий вид конструкции молотка гидравлического.

На фиг. 2 -вариант конструктивного выполнения пускового механизма.

На фиг.3 -сечение А-А на фиг.2.

На фиг.4 -вид I, M 3:1.

На фиг.5 -вид II, М 3:1.

Молоток гидравлический содержит (фиг.1) корпус, состоящий из ствольно-инструментальной части 1 с подпружиненным вводом для инструмента, и, кинематически (посредством резьбового соединения с фиксатором 2) соединенных между собой, динамической 3 и управляющей 4 частей. В корпусе соосно размещены поршень-боек 5, ступенчатый плунжер 6, ступенчатый золотник 7 с наружной кольцевой проточкой 8, гильза 9 прямого хода, втулка 10 управления ступенчатым золотником, установленная между ними, с образованием осевого и кольцевого каналов 11, 12 соответственно. Кольцевой канал 12 радиальными отверстиями 13 в гильзе 9 прямого хода соединен с камерой 14 прямого хода. Проставка 15 с манжетой 16 и гильза 17 обратного хода размещены концентрично поршню-бойку 5 и ступенчатому плунжеру 6 и, совместно с частями 3, 4 корпуса, образуют осевой канал 18. В гильзе 17 обратного хода выполнены осевая проточка 19 в упоре, и три ряда радиальных отверстий 20, с возможностью их взаимодействия с осевым каналом 18 и наружной кольцевой проточкой 8 ступенчатого золотника 7. Осевой канал 18 проставки 15 соединены радиальными отверстиями 21 с камерой 22 обратного хода, образованной поршнем-бойком 5 и внутренними поверхностями проставки 15. Осевая проточка 19 в упоре гильзы 17 обратного хода соединена последовательно с осевой проточкой 23 в упоре ступенчатого золотника 7, осевым каналом 11 между втулкой 10 управления и ступенчатым золотником 7, полостью 24, образованной между торцами ступенчатого золотника 7 и гильзы 9 прямого хода, осевым 25 и радиальными 26 каналами гильзы 9 прямого хода с торцевой полостью 27 части 4 корпуса. Радиальный канал 28 гильзы 9 прямого хода соединен со своей наружной кольцевой проточкой 29. Камера 14 прямого хода образована ступенчатым плунжером 6, гильзой 9 прямого хода и подпружиненным поршнем 30 аккумулятора, установленного в торцевой части 4 корпуса. Вспомогательная камера 31 образована торцом поршня-бойка 5, ступенчатым плунжером 6 и внутренней поверхностью проставки 15. Управляющая часть 4 корпуса имеет два выходных отверстия 32, 33, одно из которых 32 соединено с кольцевой полостью 34, образованной между управляющей частью 4 корпуса и наружной поверхностью динамической части 3 корпуса, другое выходное отверстие 33 соединено с торцевой полостью 27 части 4 корпуса. Кроме того, кольцевая полость 34 отверстиями 35, 36 соединена с осевым каналом 18 и наружной кольцевой проточкой 29 гильзы 9 прямого хода. Молоток гидравлический снабжен пусковым механизмом в двух конструктивных вариантах: отсечном и переливном, обеспечивающих его работу как от общего (с другими работающими механизмами) гидравлического компрессора, так и от индивидуального. На торце части 4 корпуса (фиг.1, 2, 3) закреплена подпружиненная рукоятка 37 с возможностью осевого перемещения в пазах 38 своего стакана. Пусковой механизм молотка гидравлического (фиг. 1,2) содержит гильзу 39 с кольцевыми проточками 40 и отверстиями: одно отверстие 41 соединено с отверстием 32 части 4 корпуса, другие отверстия 42, 43 соединены с напорной и сливной магистралями. В гильзе 39 размещен пусковой золотник 44 с опорными поясками и упором 45. Упор 45 взаимодействует с вилкой 46, закрепленной на рукоятке 37. Гильза 39 может быть выполнена в двух конструктивных вариантах. В первом (отсечном) (фиг.4) варианте - гильза 39 выполнена с тремя кольцевыми проточками 40, при этом первая слева - постоянно отверстием 42 соединена с напорной магистралью, вторая слева - постоянно соединена с кольцевой полостью 34 и имеет ряд переливных отверстий 41, третья слева - постоянно соединена с торцевой полостью 27 части 4 корпуса и имеет дренажное отверстие 47. Во втором (фиг.5) (переливном) варианте - гильза 39 выполнена с двумя кольцевыми проточками 40, при этом проточка слева отверстием 42 постоянно соединена с напорной магистралью и кольцевой полостью 34. Проточка справа постоянно отверстием 33 соединена с торцевой полостью 27 части 4 корпуса, и сливной магистралью. В обоих вариантах конструкция пускового золотника одинакова.

Молоток гидравлический работает следующим образом.

В исходном положении (фиг.1, 4) пусковой механизм не пропускает рабочую жидкость из напорной магистрали в молоток гидравлический. Возможные утечки, проникающие из напорной магистрали в кольцевую проточку пускового золотника и далее в молоток, отводятся через дренажное отверстие 47 в гильзе 39 пускового механизма в сливную магистраль. Таким образом обеспечивается абсолютное отключение молотка. При нажатии оператором на рукоятку 37 происходит перемещение пазов 38. При этом упор 45 пускового золотника 44 взаимодействует с вилкой 46, закрепленной на корпусе рукоятки 37, происходит смещение пускового золотника 44 в левое положение. Левый поясок пускового золотника 44 открывает отверстие 41, гильзы 39. Рабочая жидкость под давлением через отверстие 32, в части 4 корпуса, кольцевую полость 34, отверстие 36, кольцевую 29 проточку и радиальный 28 канал гильзы 9 прямого хода поступает в камеру 14 прямого хода и прижимает ступенчатый плунжер 6 с поршнем-бойком 5 к инструменту. В этот момент ступенчатый плунжер 6 задним торцом открывает отверстия 13 в гильзе 9 прямого хода, соединяющие кольцевой канал 12 с камерой 14 прямого хода, тем самым подводя в нее рабочую жидкость под давлением, фиксируя втулку 10 управления и ступенчатый золотник 7 в левом крайнем положении. Одновременно из напорной кольцевой полости 34 через отверстие 35, соединяющее ее с осевым каналом 18 и радиальные отверстия 20 гильзы 17 обратного хода рабочая жидкость под давлением поступает в наружную кольцевую проточку 8 ступенчатого золотника 7, тем самым воздействуя на стенки его дифференциальных ступеней. В результате, в сторону ступени большего диаметра постоянно действует результирующая сила, стремящаяся переместить ступенчатый золотник 7 в правое крайнее положение. Но так как эффективная площадь наружной кольцевой проточки 8 дифференциальных ступеней золотника 7 меньше площади кольцевого канала 12 втулки управления 10, перемещения ступенчатого золотника 7 вправо не происходит. В этом положении ступенчатого золотника 7 рабочая жидкость под давлением из его наружной кольцевой проточки 8, через радиальные отверстия 20 гильзы 17 обратного хода, осевой канал 18, радиальные отверстия 21 проставки 15 поступает в камеру 22 обратного хода. Площадь камеры 22 обратного хода значительно превышает площадь камеры 14 прямого хода, поэтому поршень-боек 5 совместно со ступенчатым плунжером 6 совершает обратный ход в правую сторону. При этом ступенчатый плунжер 6 закрывает радиальные отверстия 13 в гильзе 9 прямого хода, соединяющие кольцевой канал 12 втулки 10 управления с камерой 14 прямого хода, и во время всего обратного хода вытесняет из нее рабочую жидкость в напорную магистраль. В подпружиненном поршне 30 аккумулятора накапливается энергия. В это же время, поршень-боек 5 вытесняет рабочую жидкость из вспомогательной камеры 31 через последовательно соединенные осевую проточку 19 упора в гильзе 17 обратного хода, осевую проточку 23 в упоре ступенчатого золотника, осевой канал 11 между втулкой 10 управления и ступенчатым золотником 7, полость 24 между торцами ступенчатого золотника 7 и гильзы 9 прямого хода, через осевой канал 25 и радиальные каналы 26 в гильзе 9 прямого хода в торцевую полость 27 части 4 корпуса, соединенную отверстием 33 в корпусе 4, и кольцевую проточку 40 гильзы 39 пускового механизма со сливной магистралью. Движение происходит до тех пор пока ступенчатый плунжер 6 своей ступенью меньшего диаметра не соединит радиальные отверстия 13 в гильзе 9 прямого хода со вспомогательной камерой 31, постоянно соединенной со сливной магистралью. Давление в кольцевом канале 12 между втулкой 10 управления и гильзой 9 прямого хода близко к нулю, а на дифференциальные ступени золотника 7 со стороны наружной кольцевой проточки 8 на ступень большего диаметра постоянно действует результирующая сила. В результате ступенчатый золотник 7 двигается в крайнее правое положение, одновременно перемещая втулку 10 управления туда же. При этом происходит перекрытие одного ряда радиальных отверстий 20 в гильзе 17 обратного хода, соединяющих камеру 22 обратного хода с напорной магистралью и открытие другого ряда радиальных отверстий 20, соединяющих камеру 22 обратного хода со вспомогательной камерой 31, постоянно соединенной со сливной магистралью. В камере 22 обратного хода давление рабочей жидкости резко падает до нуля, поршень-боек 5 со ступенчатым плунжером 6 резко останавливается и под действием постоянно действующей силы со стороны камеры 14 прямого хода разгоняется в сторону инструмента. Во время всего прямого хода происходит перелив рабочей жидкости из камеры 22 обратного хода во вспомогательную камеру 31 и поддержка давления рабочей жидкости в камере 14 прямого хода аккумулятором. В конце прямого хода поршень-боек 5 наносит удар по инструменту, а ступенчатый плунжер 6 задним торцом соединяет радиальными отверстиями 13 в гильзе 9 прямого хода камеру 14 прямого хода с кольцевой камерой, образованной между втулкой 10 управления и гильзой 9 прямого хода. Это приводит к перемещению ступенчатого золотника 7 втулкой 10 управления в левое крайнее положение, при котором камера 22 обратного хода отсоединяется от сливной магистрали и соединяется с наружной кольцевой проточкой 8 ступенчатого золотника, постоянно соединенной с напорной магистралью. Начинается обратный ход поршня-бойка 5 совместно со ступенчатым плунжером 6. Затем рабочий цикл повторяется. Для прекращения работы молотка гидравлического достаточно перестать прижимать инструмент, т.е. рукоятку 37 молотка в направлении к разрушаемому объекту. Виброгасящая пружина отодвинет рукоятку 37 от корпуса в максимально крайнее положение продольным перемещением пазов 38, выполненных с двух сторон стакана рукоятки 37. При этом вилка 46 своими упорами возвращает пусковой золотник 44 пускового механизма в исходное положение, т.е. отсекает молоток гидравлический от напорной магистрали. Использование переливного варианта (рис.2) пускового механизма позволяет разгрузить насосную станцию при неработающем молотке гидравлическом.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ручному механизированному инструменту ударного действия, который может использоваться в горной, строительной и других отраслях. Молоток гидравлический содержит корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, ступенчатый золотник с наружной кольцевой проточкой, гильзу прямого хода, установленную в нем концентрично, осевые и радиальные каналы, камеру прямого хода и камеру обратного хода. Молоток гидравлический дополнительно снабжен втулкой управления ступенчатым золотником, проставкой с манжетой и гильзой обратного хода. Камера прямого хода образована ступенчатым плунжером, гильзой прямого хода и поршнем аккумулятора, установленного в торцевой части корпуса. Вспомогательная камера образована торцом поршня-бойка, ступенчатым плунжером и внутренней поверхностью проставки. Корпус состоит из ствольно-инструментальной части с подпружиненным вводом и кинематически соединенных и зафиксированных между собой динамической и управляющей частей. Молоток гидравлический также снабжен подпружиненной рукояткой, закрепленной на корпусе с возможностью осевого перемещения, и пусковым механизмом. В результате улучшается технологичность конструкции. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Молоток гидравлический, содержащий корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, ступенчатый золотник с наружной кольцевой проточкой, гильзу прямого хода, установленную в нем концентрично, осевые и радиальные каналы, камеру прямого хода и камеру обратного хода, отличающийся тем, что снабжен втулкой управления ступенчатым золотником, установленной между ступенчатым золотником и гильзой прямого хода, с образованием осевого и кольцевого каналов соответственно, причем кольцевой канал радиальными отверстиями в гильзе прямого хода соединен с камерой прямого хода, проставкой с манжетой и гильзой обратного хода, размещенными концентрично поршню-бойку и ступенчатому плунжеру, совместно с корпусом образующими осевой канал, при этом в гильзе обратного хода выполнена осевая проточка в упоре и три ряда радиальных отверстий, с возможностью их взаимодействия с осевым каналом, расположенным между корпусом и проставкой, и наружной кольцевой проточкой ступенчатого золотника, причем осевой канал, расположенный между корпусом и проставкой, соединен радиальными отверстиями с камерой обратного хода, образованной поршнем-бойком и внутренней поверхностью проставки, осевая проточка в упоре гильзы обратного хода соединена последовательно с осевой проточкой в упоре ступенчатого золотника, осевым каналом, расположенным между втулкой управления ступенчатым золотником и ступенчатым золотником, полостью, расположенной между торцами ступенчатого золотника и гильзы прямого хода, осевым и радиальными каналами гильзы прямого хода с торцевой полостью корпуса, а другой радиальный канал гильзы прямого хода соединен со своей наружной кольцевой проточкой, камера прямого хода образована ступенчатым плунжером, гильзой прямого хода и поршнем аккумулятора, установленного в торцевой части корпуса, вспомогательная камера образована торцом поршня-бойка, ступенчатым плунжером и внутренней поверхностью проставки, корпус состоит из ствольно-инструментальной части с подпружиненным вводом и кинематически соединенных и зафиксированных между собой динамической и управляющей частей, управляющая часть имеет два выходных отверстия, одно из которых соединено с кольцевой полостью, образованной между поверхностями управляющей и динамической частей корпуса, в свою очередь соединенной отверстиями с осевым каналом, расположенным между корпусом и проставкой, и наружной кольцевой проточкой гильзы прямого хода, другое отверстие соединено с торцевой полостью управляющей части корпуса, молоток гидравлический также снабжен подпружиненной рукояткой, закрепленной на корпусе с возможностью осевого перемещения, и пусковым механизмом, содержащим гильзу с кольцевыми проточками и отверстиями, одно отверстие соединено с выходным отверстием корпуса, другие отверстия соединены с напорной и сливной магистралями, и размещенный в ней пусковой золотник с опорными поясками и упором, взаимодействующим с вилкой, закрепленной на рукоятке.2. Молоток гидравлический по п.1, отличающийся тем, что гильза пускового механизма выполнена с тремя кольцевыми проточками, причем одна из них постоянно соединена с напорной магистралью, вторая постоянно соединена с кольцевой полостью корпуса, третья постоянно соединена с торцевой полостью корпуса, сливной магистралью и имеет дренажное отверстие.3. Молоток гидравлический по п.1, отличающийся тем, что гильза пускового механизма выполнена с двумя кольцевыми проточками, причем одна из них постоянно соединена с напорной магистралью, кольцевой полостью корпуса, вторая постоянно соединена с торцевой полостью корпуса и сливной магистралью.