Пневматический молот Российский патент 2025 года по МПК B25D9/04 E21C37/24 

Изобретение относится к области строительства, а именно к пневматическим машинам ударного действия и может быть применено в качестве пневматического молота для разрушения карьерных негабаритов, мерзлого грунта, бетонных фундаментов, дорожного покрытия и т.п. материалов и конструкций, уплотнения грунтов с целью улучшения физико-механических свойств грунтовых оснований объектов транспортной инфраструктуры в железнодорожном строительстве, а также в горном деле и машиностроении.

Известен пневматический молоток (патент РФ №2728059, МПК B25D 9/04, B25D 9/20, B25D 17/02, Е21С 37/24, опубл.: 28.07.2020, Бюл. №22), содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором установлена и закреплена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, образованную корпусом рукояти и перегородкой и сообщенную посредством воздухоподводящего канала с - сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода со стороны перегородки, постоянно сообщенную с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке и камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, периодически сообщенную посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в корпусе рукояти в атмосферную камеру, образованную корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка, а на боковой поверхности ударника выполнен перепускной канал в виде винтового паза, с постоянно открытыми выходами в камеру холостого хода и камеру рабочего хода с постоянным сообщением обеих камер между собой и так, что открытый выход сквозного винтового канала выполнен с уменьшающейся площадью поперечного сечения в сторону камеры холостого хода.

Недостатком, описанной конструкции молотка является: наличие значительного количества участков концентрации напряжений по всем виткам винтового паза, что снижает прочность ударника при соударениях с хвостовиком рабочего инструмента, повышение прочности ударника предопределяет увеличение его диаметральной площади сечения в связи с размещением канал-паза на его боковой поверхности; паз выполнен с изменяющейся глубиной и уменьшающейся площадью поперечного сечения, что изменяет положение центра тяжести по продольной оси ударника, что снижает его устойчивость в канале цилиндрического корпуса и создает различные по величине нагрузки в уступах паза во время соударения с хвостовиком рабочего инструмента, что приводит к нарушению равнопрочности кольцевой части ударника.

Наиболее близким по технической сущности заявленному устройству, выбранному в качестве прототипа, является пневматический молот (патент РФ №2773755, МПК B25D 9/00, опубл.: 09.06.2022, бюл. №16), содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска, перегородку с радиальным выпускным каналом и осевым отверстием, в котором установлена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным каналом выпуска, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти предкамеру, между корпусом рукояти и перегородкой и сообщенную посредством выпускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для установки упомянутой трубки, разделяющей полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеры рабочего хода, имеющую возможность сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке и холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти в атмосферную камеру, образованную корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, при этом в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка и канал перепуска, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого хода, канал перепуска выполнен на боковой поверхности трубки в виде дренажного винтового канал-паза с постоянной глубиной и площадью поперечного сечения в форме прямоугольника или квадрата с образованием буртиков и пазов и с возможностью обеспечения сообщения камер рабочего и холостого хода между собой, и так, что радиальный канал выпуска в трубке выполнен в буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент.

Недостатком прототипа является значительная величина площади поперечного сечения буртиков винтового дренажного канал-паза, которая обуславливает значительные силы трения боковой поверхности трубки с внутренней поверхностью осевого канала в ударнике и, как следствие, для выхода ударника в расчетное положение при окончании холостого хода и начала рабочего ходов требуется увеличенный расход воздуха для создания достаточного по величине импульса давления воздуха, обуславливающего исключение преждевременного торможения ударника, и увеличение времени его холостого и рабочего ходов, а также снижение скорости соударения ударника с хвостовиком рабочего инструмента, т.е. снижение энергии единичного удара. Отмеченные недостатки снижают эффективность ударного воздействия на обрабатываемую среду и повышается расход воздуха за каждый рабочий цикл молота, что можно обеспечить только увеличением площади канал-паза и следовательно увеличения поперечных размеров трубки, ударника и цилиндрического корпуса при одновременном возрастании их масс для сохранения прочности и рабочего ресурса пневматического молота.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности ударного воздействия на обрабатываемую среду при пониженном расходе воздуха за каждый рабочий цикл молота, за счет снижения отрицательного воздействия процесса преждевременного торможения ударника путем уменьшения площадей трения на боковой поверхности буртиков дренажного винтового канала-паза трубки с боковой поверхностью осевого канала ударника.

Поставленная задача решается тем, что в пневматическом молоте содержащим цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска воздуха, перегородку с впускным дросселем, выпускным дроссельным каналом и осевым отверстием, в котором закреплена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, перегородкой и сообщенную посредством канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска трубки, разделяющей полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода расположенную со стороны перегородки на, имеющей возможность сообщения с предкамерой посредством впускного канала в перегородке и камеру холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке, с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти с атмосферной камерой, образованной корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, при этом в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка и канал перепуска, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого ходов между собой, причем канал перепуска выполнен на боковой поверхности трубки в виде дренажного винтового канал-паза с образованием буртиков и пазов с постоянной глубиной, а радиальный выпускной канал в трубке выполнен в буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмента, канал перепуска выполнен в форме равнобедренного треугольника в поперечном сечении, и глубина паза не превышает половины толщины стенки трубки.

На чертеже представлен продольный разрез пневматического молота с дренажным винтовым канал-пазом на боковой поверхности трубки в форме равнобедренного треугольника в поперечном сечении.

Пневматический молот содержит цилиндрический корпус 1 с выточкой 2, рабочий инструмент 3, удерживаемый фиксатором 4 относительно корпуса 1, перегородку 5 с впускным дросселем 6, выпускным каналом 7, трубку 8 с продольным выпускным каналом 9, отводным боковым каналом 10, радиальным выпускным каналом 11 на боковой поверхности трубки 8, ударник 12, камеру 13 холостого хода с выточкой 2 со стороны рабочего инструмента 3, камеру 14 рабочего хода со стороны перегородки 5, дренажный винтовой канал-паз 15 на боковой поверхности трубки 8 с постоянной площадью поперечного сечения в форме равнобедренного треугольника глубиной паза, не превышающей половины толщины стенки трубки. Радиальный канал 11 на боковой поверхности трубки 8 выполнен в буртике 16 витка без сообщения с пазом 17 винтового канал-паза 15. В ударнике 12 выполнен осевой сквозной канал 18 для пропуска трубки 8. Рукоять 19 посредством резьбового соединения на ее корпусе 20 и цилиндрическом корпусе 1 уплотненно прижимает перегородку 5 к торцу цилиндрического корпуса 1 со стороны камеры 14 рабочего хода. Корпус 20 рукояти 19 содержит выпускной канал 21, впускной канал 22 и предкамеру 23 сетевого воздуха, образованную между корпусом 20 и перегородкой 5. Между корпусом 20 рукояти 19 и цилиндрическим корпусом 1 образована кольцевая выпускная камера 24, которая посредством выпускного канала 21 в корпусе 20 сообщена с атмосферной камерой 25, образованной корпусом 20 и установленным разъемно с ним воздухоотбойным кольцом 26. Корпус 20 рукояти 19 фиксируется относительно цилиндрического корпуса фиксатором 27 и удерживаемым кольцевым кожухом 28.

Пневматический молот работает следующим образом.

После включения устройства подачи сетевого воздуха (на чертеже не показано) воздух поступает по впускному каналу 22 рукояти 19 в предкамеру 23 сетевого воздуха, откуда по впускному дросселю 6 в перегородке 5 в камеру 14 рабочего хода. Далее воздух из камеры 14 рабочего хода по дренажному каналу-пазу 15 с постоянной площадью поперечного сечения в форме равнобедренного треугольника и по осевому каналу ударника 12 поступает в камеру 13 холостого хода. При сообщении между собой камеры 13 холостого хода и камеры 14 рабочего хода меняются функции камер: камера 14 рабочего хода приобретает функции камеры с частичным вытеснением воздуха, камера 13 холостого хода - функции проточной камеры наддува.

Вследствие этого, в камере 14 рабочего хода давление воздуха при впуске через впускной дроссель 6 из предкамеры 23 повышается медленно, а давление воздуха в камере 13 холостого хода будет поддерживаться более высоким за счет его натекания из камеры 14 рабочего хода. Под действием давления воздуха на торец ударника 12 со стороны камеры 13 холостого хода, ударник 12 перемещается в сторону камеры 14 рабочего хода совершая холостой ход.

В камере 13 холостого хода продолжается процесс расширения воздуха при одновременном перепуске его из камеры 14 рабочего хода, в которой продолжается процесс сжатия, оставшегося в ней воздуха и воздуха, продолжающего поступать через впускной дроссель 6 из предкамеры 23.

Продолжая движение ударник 12 торцом со стороны камеры 13 холостого хода откроет радиальный выпускной канал 11 и посредством продольного выпускного канала 9 в трубке 8, а также бокового канала 10 и выпускного канала 7 в перегородке 5, выпускной кольцевой камеры 24 выпускного канала 21 в корпусе 20 рукояти 19 и атмосферной камеры 25, воздух из камеры 13 холостого хода будет выпускаться в атмосферу и давление воздуха в ней выравнивается до величины атмосферного давления.

Продолжая движение, ударник 12 под действием сил инерции преодолевает сопротивление воздуха со стороны камеры 14 рабочего хода, затормаживается и останавливается в расчетном положении.

После остановки ударник 12 под действием давления воздуха со стороны камеры 14 рабочего хода начнет ускоренное движение в сторону камеры 13 холостого хода совершая рабочий ход.

При увеличивающемся объеме камеры 14 рабочего хода с одновременным поступлением воздуха через впускной дроссель 6 перегородки 5 из предкамеры 23, воздух в камере 14 рабочего хода будет интенсивно расширяться.

Продолжая движение ударник 12 перекроет радиальный выпускной канал 11 трубки 8, при этом камера 13 холостого хода разобщится с атмосферой и будет осуществляться процесс сжатия, отсеченного в ней воздуха и воздуха, перетекаемого из камеры 14 рабочего хода, через дренажный винтовой канал-паз 15 с поперечным сечением в форме равнобедренного треугольника и вдоль боковой поверхности ударника 12 в камеру 13 холостого хода. В результате такого воздухораспределения в объеме камеры 13 холостого хода и объеме выточки 2, будет продолжаться процесс сжатия, отсеченного в них воздуха и воздуха, поступающего из камеры 14 рабочего хода, с меньшим противодавлением воздуха со стороны камеры 13 холостого хода.

При последующем перемещении ударника 12 давление воздуха за счет объема выточки 2 со стороны камеры 13 холостого хода существенно не повлияет на рост противодавления и преждевременное торможение ударника 12, что обеспечит, за счет большей его скорости при соударении с хвостовиком 3 рабочего инструмента, соответствующие величины энергетических параметров рабочего процесса и существенно повысит импульс давления воздуха со стороны камеры 13 холостого хода в начале холостого хода ударника 12. После соударения рабочий процесс пневматического молота будет повторяться и очередной холостой ход ударника 12 осуществляется за счет импульса давления воздуха со стороны камеры 13 холостого хода и добавления импульса отскока ударника 12 от рабочего инструмента 3.

Выполнение канала перепуска на боковой поверхности трубки в виде дренажного винтового канал-паза в поперечном сечении в виде равнобедренного треугольника с образованием буртиков и пазов с постоянной глубиной, не превышающей половины толщины стенки трубки, обеспечивает достаточность проходной площади для перепуска воздуха между камерами рабочего и холостого хода, с повышением прочности и рабочего ресурса трубки.

Использование заявляемого изобретения позволяет осуществить постоянный дренаж воздуха между камерами рабочего и холостого хода с меньшим значением противодавления воздуха в них без преждевременного торможения ударника и обеспечивает его выход в расчетное положение начала рабочего хода.

Аналогично в камере холостого хода снижается вероятность преждевременного торможения ударника перед соударением с хвостовиком рабочего инструмента и, как следствие, обеспечивается сокращение времени рабочего и холостого ходов ударника, с повышением энергии и частоты ударов пневматического молота.

Снижение отрицательного воздействия процесса преждевременного торможения ударника обеспечивается снижением сил трения за счет уменьшения площади трения боковой поверхности буртиков дренажного канал-паза, а углы, образованные формой поперечного сечения в виде равнобедренного треугольника, превышают 90°. При этом уменьшение количества углов снижает гидравлическое сопротивление канал-паза, что обеспечивает более полное использование внутренней энергии воздуха в рабочих камерах.

Изобретение относится к области строительства, а именно к пневматическим машинам ударного действия и может быть применено в качестве пневматического молота для разрушения карьерных негабаритов, мерзлого грунта, бетонных фундаментов, дорожного покрытия и т.п. материалов и конструкций, уплотнения грунтов с целью улучшения физико-механических свойств грунтовых оснований объектов транспортной инфраструктуры в железнодорожном строительстве, а также в горном деле и машиностроении. Пневматический молот содержит цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с впускным каналом, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором закреплена трубка с продольным выпускным каналом, отводным боковым каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, имеющую возможность сообщения посредством впускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеру рабочего хода, имеющую возможность постоянного сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке, и камеру холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального выпускного, продольного выпускного и отводного бокового каналов в трубке и выпускного канала в перегородке, с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти с атмосферной камерой, образованной корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, выточку, выполненную в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода, и выполненный на боковой поверхности трубки дренажный винтовой канал-паз с образованием буртиков и пазов с постоянной глубиной, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого ходов между собой, причем радиальный выпускной канал в трубке выполнен в указанном буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент. Паз дренажного винтового канал-паза выполнен в поперечном сечении в форме равнобедренного треугольника, и глубина паза не превышает половины толщины стенки трубки. Технический результат заключается в сокращении времени рабочего и холостого хода ударника, повышении энергии и частоты ударов пневматического молота в целом. 1 ил.

Пневматический молот, содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с впускным каналом, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором закреплена трубка с продольным выпускным каналом, отводным боковым каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, имеющую возможность сообщения посредством впускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеру рабочего хода, имеющую возможность постоянного сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке, и камеру холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального выпускного, продольного выпускного и отводного бокового каналов в трубке и выпускного канала в перегородке, с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти с атмосферной камерой, образованной корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, выточку, выполненную в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода, и выполненный на боковой поверхности трубки дренажный винтовой канал-паз с образованием буртиков и пазов с постоянной глубиной, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого ходов между собой, причем радиальный выпускной канал в трубке выполнен в указанном буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент, отличающийся тем, что паз дренажного винтового канал-паза выполнен в поперечном сечении в форме равнобедренного треугольника, и глубина паза не превышает половины толщины стенки трубки.