УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2008 года по МПК E21C37/00 

Устройство ударного действия относится к горной промышленности, строительству, металлургии и может быть использовано для дробления негабаритов, разрушения прочных материалов, рыхления мерзлых грунтов в горной промышленности, строительстве, металлургии и других отраслях.

Известны устройства ударного действия таких фирм как Krupp, Rammer и др., устройство по патенту Японии №0236721, а также устройства по а.с. СССР №777211, МПК Е21В 1/14 и патенту РФ №2182226, МПК Е21С 37/00. В этих устройствах рабочий инструмент выполнен в виде цилиндрического стержня, имеющего на своем хвостовике одну или две лыски, взаимодействующие с пальцами, закрепленными в корпусе устройства. Этим обеспечивается постоянное угловое относительно его продольной оси положение и ограниченное его перемещение вдоль оси. Недостатком такого решения является снижение прочности инструмента из-за уменьшения поперечного сечения стержня инструмента наличием лысок.

Известны также устройства по а.с. СССР №1078051, МПК Е21С 37/00 и а.с. СССР №1079834, МПК Е21С 37/00, где для ограничения продольного перемещения инструмента на его конце выполнен кольцевой выступ. При таком решении прочность инструмента не снижается, но для его изготовления требуется повышенный расход материала, кроме того, усложняется конструкция.

Основным недостатком, присущим всем перечисленным устройствам, является отсутствие элементов для гашения остаточной энергии инструмента при ударах по слабому материалу и особенно при холостых ударах. В результате инструмент после удара со значительной скоростью соударяется с пальцами корпуса. Это приводит к возникновению больших динамических напряжений в инструменте, в пальцах и элементах корпуса, и, в конечном итоге, к поломкам.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является устройство по а.с. СССР №564415, МПК Е21С 37/00, выбранное в качестве прототипа.

Известное устройство содержит ударный механизм, в торце корпуса которого со стороны инструмента расположены гидравлические цилиндры, полости которых каналами сообщены с гидросистемой устройства. При взаимодействии в конце рабочего хода кольцевого выступа инструмента со штоками гидроцилиндров происходит гашение его остаточной энергии.

К недостаткам известного устройства следует отнести сложность и большой диаметр выступа на хвостовике инструмента, что требует повышенного расхода материала и более сложной конструкции.

Таким образом, недостатками известного устройства являются низкая надежность, сложность конструкции и повышенная стоимость.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства ударного действия, отличающегося повышенной надежностью, конструктивной простотой и экономичностью.

Для решения поставленной задачи сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в отличие от известного устройства ударного действия, содержащего корпус, во внутренней расточке которого с возможностью продольного перемещения расположены поршень-ударник и соосный с ним инструмент (пика), согласно изобретению на хвостовике инструмента в его верхней части выполнена кольцевая канавка, с боковой поверхностью которой сопряжено охватывающее инструмент разрезное ограниченно подвижное вдоль оси кольцо, одновременно своей наружной поверхностью сопряженное с поверхностью корпуса. При этом толщина упомянутого кольца меньше ширины упомянутой канавки, а его нижняя торцевая поверхность постоянно контактирует с верхним торцом охватывающего инструмент резино-металлического буфера, который своим нижним торцом постоянно контактирует с кольцевым выступом, образованным на внутренней боковой поверхности корпуса.

Кроме того, поперечное сечение хвостовика инструмента по канавке и сопрягаемой с ним поверхности разрезного кольца имеют форму круга или многоугольника с числом граней три и более (в пределе - круга), а на наружной поверхности каждой из обеих половин упомянутого кольца выполнен, по меньшей мере, один продольный паз, боковые поверхности которого сопряжены со шпонкой, неподвижно закрепленной в корпусе.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в упрощении конструкции, устройства, повышении его надежности и снижении стоимости.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена конструктивная схема заявляемого устройства ударного действия; на фиг.2 изображено сечение «А-А» по фиг 1; на фиг.3 изображен вид «Б» по фиг.1; на фиг.4 - пример конкретного исполнения; на фиг.5 изображено сечение «А-А» по фиг.4.

Устройство содержит корпус 1, во внутренней расточке которого с возможностью продольного перемещения размещен поршень-ударник 2. В нижней части (по чертежу) корпуса 1 соосно с поршнем-ударником 2 в направляющих 3 и 4 размещен инструмент - пика 5.

На хвостовике инструмента - пики выполнена кольцевая канавка 6, имеющая боковую 7 и две торцевые поверхности 8 и 9. Своей боковой 7 поверхностью канавка 6 сопряжена с внутренней поверхностью разрезного кольца 10, состоящего из двух полуколец 10₁ и 10₂, при этом толщина упомянутого кольца меньше ширины упомянутой проточки 6.

Своей наружной поверхностью разрезное кольцо 10 сопряжено с внутренней поверхностью корпуса 1. Своей верхней торцевой поверхностью упомянутое разрезное кольцо 10 опирается на бурт 11 корпуса 1, а нижней торцевой поверхностью - на резино-металлический буфер 12, который в свою очередь контактирует с верхним торцом направляющей втулки 13, закрепленной неподвижно в корпусе 1 при помощи наружной втулки 14 и пальцев 15.

Пример исполнения устройства ударного действия, в котором поверхность канавки 6 инструмента 5 имеет форму многогранника, сопряженную с аналогичной поверхностью разрезного кольца 10, показан на фиг.2. Число граней может быть от трех и более (в пределе - круг).

Кроме того, в этом случае на наружной поверхности каждой из обеих половин 10₁ и 10₂ кольца 10 выполнены продольные пазы, с которыми сопряжены шпонки 16, закрепленные в корпусе 1. При таком креплении исключается поворот инструмента - пики 5 вокруг своей оси во время работы. Это необходимо, если рабочая часть инструмента выполнена в виде клина или лопаты.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении нижний конец инструмента - пики опирается на поверхность обрабатываемого материала, например горной породы. При этом нижняя торцевая поверхность 9 кольцевой проточки 6 соприкасается с разрезным кольцом 10, которое опирается на бурт 11 корпуса 1.

При рабочем ходе (движение вниз) поршень-ударник 2 в конце своего хода наносит удар по инструменту - пике 5. Под действием этого удара инструмент - пика 5 перемещается вдоль оси вниз, своим наконечником внедряясь в обрабатываемый материал. Величина этого перемещения (внедрения) 1 зависит от прочности (крепости) обрабатываемого материала и обычно не превосходит величины L, равной разнице ширины кольцевой проточки 6 и кольца 10, т.е. L=C-D, где С - ширина кольцевой проточки, a D - толщина разрезного кольца. Это означает, что энергия удара гасится на пути 1<L.

Во время работы ударное устройство постоянно прижимается к разрушаемому материалу, обеспечивая контакт нижней торцевой поверхности 9 кольцевой проточки 6 к разрезному кольцу 10.

В случае, если обрабатывается слишком слабый материал, энергия удара на пути внедрения, равном L, расходуется не полностью, и инструмент - пика 5 после соприкосновения верхней торцевой поверхности 8 кольцевой проточки 6 с разрезным кольцом 10 продолжает движение вниз, деформируя резино-металлический буфер 12 и тем самым затормаживая инструмент - пику 5. При этом ограничивается пиковая нагрузка на корпус 1 устройства.

И, наконец, возможен случай «чистого прострела» или холостого удара, когда во время рабочего хода инструмент - пика 5 не касается обрабатываемого материала. В этом случае вся энергия удара гасится за счет деформации резино-металлического буфера 12.

Устройство ударного действия, выполненное согласно изобретению, имеет более прочный инструмент при минимальном расходе материала, а напряжения в инструменте и деталях крепления минимальны даже при холостых ударах («чистых прострелах»), что позволяет повысить надежность устройства, упростить его эксплуатацию и снизить стоимость.

Устройство ударного действия относится к горной промышленности, строительству, металлургии и может быть использовано для дробления негабаритов, разрушения прочных материалов, рыхления мерзлых грунтов в горной промышленности, строительстве, металлургии и других отраслях. Технический результат - повышение надежности, конструктивной простоты и экономичности устройства. Устройство ударного действия содержит корпус, во внутренней расточке которого с возможностью продольного перемещения расположены поршень-ударник и соосный с ним инструмент (пика). При этом на хвостовике инструмента в его верхней части выполнена кольцевая канавка, с боковой поверхностью которой сопряжено охватывающее инструмент разрезное ограниченно подвижное вдоль оси кольцо, одновременно своей наружной поверхностью сопряженное с поверхностью корпуса. Причем толщина упомянутого кольца меньше ширины упомянутой канавки, а его нижняя торцевая поверхность постоянно контактирует с верхним торцом охватывающего инструмент резино-металлического буфера. Буфер своим нижним торцом постоянно контактирует с кольцевым выступом, образованным на внутренней боковой поверхности корпуса. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство ударного действия, содержащее корпус, во внутренней расточке которого с возможностью продольного перемещения расположены поршень-ударник и соосный с ним инструмент (пика), отличающееся тем, что на хвостовике инструмента в его верхней части выполнена кольцевая канавка, с боковой поверхностью которой сопряжено охватывающее инструмент разрезное ограниченно подвижное вдоль оси кольцо, одновременно своей наружной поверхностью сопряженное с поверхностью корпуса, при этом толщина упомянутого кольца меньше ширины упомянутой канавки, а его нижняя торцевая поверхность постоянно контактирует с верхним торцом охватывающего инструмент резино-металлического буфера, который своим нижним торцом постоянно контактирует с кольцевым выступом, образованным на внутренней боковой поверхности корпуса.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение хвостовика инструмента по канавке и сопрягаемой с ним поверхности разрезного кольца имеют форму круга или многоугольника с числом граней три и более, а на наружной поверхности каждой из обеих половин упомянутого кольца выполнен, по меньшей мере, один продольный паз, боковые поверхности которого сопряжены со шпонкой, неподвижно закрепленной в корпусе.