Гидропневматическое ударное устройство Советский патент 1984 года по МПК E01C19/30 E02D3/46 

Изобретение касается строительных и дорожных машин и предназначено для уплотнения грунтов, разрушения асфал тобетонных и бетонных покрытий дорог и обработки каменных строительньк материалов. Известно гидравлическое устройств ударного действия, содержащее рабочи поршень со штоком, размещенным в цилиндре, поршневая полость которого заполнена сжатым газом, а штоковая полость сообщается с напорной линине источника рабочей жидкости или со сл вом через двухкаскадный золотниковый распределитель, управляемый по положению поршня, причем выходной каскад распределителя с дифференциальным ,золотником, образующим со ступенчато расточкой корпуса две камеры управле ния, из которых камера меньшего диа;метра постоянно сообщена с управляющим распределителем, образованным двумя канавками в штоке двигателя и двумя выточками в стенке двигателя, через которую проходит шток 1. Переключение золотника в данном механизме на взвод ударной м,ассы и рабочий ход осуществляется под действием жидкости, подаваемой насосом. Однако при перемещении золотника в положение, соответствующее рабочему ходу бойка, производительность насоса не используется полностью, так как часть жидкости переливается через дроссель, установленный в кана ле, сообщающем полость управления с выходным каналом, что приводит к увеличению длительности переключения и тем самым к снижению частоты ударов . Следует отметить низкую технологичность блока управления, имеющего большое количество проточек, аксиальных и, радиальных каналов, с установленным в одном из них нерегулируемым дросселем, а также наличие двух посадочных поверхностей дифференциального золотника. Кроме этого, при осуществлении рабочего хода освобождается дренажная полость, имеющая площадь поперечного сечения большую, чем у штоковой полости. В результате этого возникает разряжение в дренажной полости, что неизбеж но ведет к всасьшанйю жидкости из щтоковой полости. Площади поперечных сечений указанных полостей не равны, поэтому нарушается условие неразрывности потока жидкости, что ведет к возникновению кавитации, в результате которой происходит преждевременное разрушение ударной массы и корпуса механизма. Наиболее близким к предлагаемому является гидропневматичёское устройство ударного действия, содержащее HanopHjTO и сливную магистрали, корпус с поршнем-бойком, размещенным в направляющих втулках, разделяющих корпус на полости взвода, слива и аккумулятора, смонтированный на корпусе блока управления с подпружиненным золотником, причем устройство снабжено гидроаккумулятором, выполненным в виде упругого трубопровода, соединяющего полость взвода с полостью управления, а в корпусе и блоке управления выполнен общий радиальньй канал, расположенный вьше выпускного отверстия полости слива и сообщающий последнюю с полостью управления 2. Однако в процессе работы ударного механизма характеристика пружины изменяется, вследствие этого длительность закрытия сливного окна золотником увеличивается, так как при переключении золотника необходимо перере(зать поток жидкости, поступающей от насоса. Такое исполнение устройства не позволяет создать высокочастотные гидропневмоударные устройства из-за большой длительности переключения золотника и ограниченного ресурса рабочих циклов пружины, что отрицательно влия ет на надежность и эффективность всего устройства в работе. Целью изобретения является повышение надежности и эффективности гидропневматического ударного устройства в работе. Это достигается тем, что гидропневматическое ударное устройство, преимущественно для уплотнения грунтов,, содержащее напорную и сливную магистрали, корпус с радиальными каналами, сообщенными соответственно с напорной и сливной магистралями, поршень-боек, разделяющий корпус на полость взвода, полости слива и аккумулятора, блок управления с золотником, верхний торец которого ограничивает полость управления, а нижний - зазолотниковую полость, гидроаккумулятор, выполненный в виде упру гогЬ трубопровода, и рабочий инструмент, снабжено имеющим пазы и обхватывающим корпус кожухом с направляющим щтоком, размещенным в аккумуля310торе соосно рабочему инструменту, поршень-боек выполнен с кольцевой проточкой, образующей с радиальными каналами в корпусе управляющий распределитель, причем отношение расстоя ния между радиальными каналами к максимальному расстоянию между инструментом и поршнем-бойком равно 1 или 2. На фиг. 1 изображено предлагаемое гидропневматическое ударное устройст во с вьгаесенным блоком управления (исполнение Т ) j на фиг. 2 - то же, с встроенным блоком управления (исполнение н ) . Гидропневматическое ударное устройство в исполн.ении Г состоит из сменного инструмента 1 (плита, пика., долото и др.), упругого элемента 2, служащего для смягчения посадки кожуха 3 на буртик инструмента 1, штока 4, жестко соединенного с кожухом и рукояткой 5, корпуса 6, поршня-бой ка 7, блока 8 управления со встроенным золотником 9 и гидроаккумулятора 10, выполненного в виде упругого трубопровода. Кожух 3 имеет продольные пазы для подвода напорного и сли кого трубопровода к взводящей полости В и сливной полости С. Корпус 6 с поршнем-бойком 7 образует аккумуля торную полость А, заполненную сжатым газом, в которую входит шток 4. Поршень-боек 7 выполнен с поясками 11 и 12., а корпус 6 - со ступенью 13. Устройство работает следующим образом. При отсутствии усилия на рукоятке 5 под действием газа в полости А аккумулятора поршень-боек 7 и инструмент 1 находятся в крайнем левом положении, а кожух 3 со штоком 4 - в крайнем правом положении относительно корпуса 6. При этом кожух 3 упирается в правый буртик инструмента 1. При нажатии на рукоятку 5 кожух 3 перемещается влево относительно инст румента 1, прижатого к забою, и, ежи мая упругий элемент 2, плавно садится на левый буртик инструмента 1 Поршень-боек 7, инструмент 1 и корпус 6 находятся при этом в исходном положении перед включением ударного инструмента. . При подаче жидкости от источника питания во взводящую полость В по каналу С( корпус 6 перемещается вле во.до соударения с правым буртиком инструмента 1 (рабочий ход корпуса), а затем поршень-боек 7 перемещается 584 вправо относительно неподвижных кор-, пуса 6 и инструмента 1, сжимая газ в полости А аккумулятора (холостой ход поршня-бойка). Такое последовательное движение масс обусловлено разными по величине силами, действующими со стороны полости А пневмоаккумулятора на корпус 6 и поршень-боек 7, при равенстве усилий, действующих на них со стороны взводящей В и сливной С полостей. В конце холостого хода поршень-боек 7 перекрывает отверсти . сГ пояском 11, а зазолотниковая полость Д соединяется со сливной магистралью через радиальные каналы В блока8 управления, г - корпуса 6, кольцевую проточку Д- на поршне-бойке 7 и радиальный канал сГ в корпусе 6. Далее жидкость из полости С вытесняется поршнем-бойком 7 в полость Б управления золотника 9 через радиальные каналы ж и 5 соответственно-в корпусе 6 и корпусе блока 8 управления, воздействует на золотник 9, перемещает его влево, выталкивая жидкость из полости Д через радиальные каналы & и г , кольцевую проточку А и радиальный канал « в сливную магистраль. При перемещении золотника 9 приоткрывается радиальное отверстие к в корпусе блока 8 управления и жидкость из гидроаккумулятора 10 с большой скоростью перемещает его в крайнее левое (по чертежу) положение, соединяя полости Б и С. Давление жидкости в полостях В и С вьфавнивается и тогда под.действием сжатого газа в полости А аккумулятора поршень-боек 7 и корпус 6 начинают двигаться ускоренно в противоположные стороны (рабочий ход поршня-бойка и холостой ход корпуса). Б конце рабочего хода поршень-боек 7 наносит удар по хвостовику инструмента 1, при этом поясок 12 поршня бойка 7 перекрывает канал л в корпу се 6, разобщая полость взвода В и источник питания с полостью С, а зазолотниковая .полость,Д соединяется с источником питания и взводящей полостью В через радиальньй канал М в корпусе 6, кольцевую проточку д и радиальные каналы Виг. Полость Б управления при этом сообщена со сливной магистралью каналами ъ и m полости ( и канала j, Сообщение зазолотниковой полости Д с источником питания и взводящей подостью в, а подсети Б управления со сливной магистралью возможно при ус ловки, если отношение расстояния ду радиальными каналами м и сГ в корпусе 6 к максимальному расстоянию между инструментом 1 и поршнем-бойком 7 равно двум. Под действием суммарного расхода жидкости, поступающе го от источника питания и из взводящей полости В, болотник 9 мгновенно перебрасываетсяв крайнее правое положение, перекрьшая канал х в блоке управления. Под действием жидкости, поступающей во взводящую полость, корпус останавливается, заканчивая холостой ход, и начинает совершать рабочий ход, в конце которого наносит удар ио правому буртику инструмента 1. Далее цикл повторяется. В исполнении и (см.фиг. 2) устройство работает следующим образом. Исходное состояние элементов удар ного устройства перед его включением аналогично исполнению 1. При подаче жидкости от источника питания во взводящую полость В по ка налу о корпус 6 перемещается влево до соударения с правым буртиком t (рабочий ход корпуса), а затем поршень-боек 7 - перемещается право относительно неподвижных корпуса 6 и инструмента 1, сжимая газ в аккумуляторной полости А (холостой ход поршня-бойка). Такое последовательное движение масс обусловлено разными по величине силами, действующими со стороны аккумуляторной полости А на корпус 6 и поршень-боек 7 при равенстве усилий, действующих на ник со стороны взводящей В и сливной С полостей. В конце холостого хода поршеньбоек 7 перекрьшает отверстие f пояс ком 11, а зазолотниковая полость Д соединяется со сливной магистралью через радиальные канеаш Ь в поршне боейке 7 и радиальный канал f корпуса 6, Далее жвдкость из полости С вытесняется поршнем-бойком 7 в поргость управления Е золотника 9 через радиальный канал Ь в поршне-бойке 7, воздействует на золотник 9, пе ремещает его влево, выталкивая жидкость из полости Д через радиальные каналы & и (Г в сливную магистраль При перемещении золотника 9 приоткрывается радиальное отверстие |с : в корпусе блока управления 8 и жидкость из Иидроаккумулятора 10 с большой скоростью перемещает его в крайнее левое положение, соединяя полости В и С. Давление жидкости в полостях В и С выравнивается и тогда под действием сжатого газа в аккумуляторной полости А поршень-боек 7 и корпус 6 начинают двигаться ускоренно в противоположные стороны (рабочий ход поршня-бойка и холостой ход корпуса). В конце рабочего хода поршеньбое-к 7 наносит удар по хвостовику инструмента 1, при этом радиальньй канал в поршне-бойке 7 перекрывается ступенью 13 корпуса 6, разобщая полость В взвода и источник питания с полостью С, а зазолотниковая полость Д соединяется с источником питания и взводящей полостью В через радиальные каналы м в корпусе 6 и & в поршне-бойке 7. Полость Б управления при.этом сообщена со сливной Магистралью посредством канала полости Си канала сГ . Сообщение зазолотниковой полости Д с источником питания и взводящей полостью В, а полости Б управления со сливной магистралью достигается тем, что отношение расстояния между радиальными каналами К и cf в корпусе 6 и максимального расстояния между инструментом 1 и поршнем-бойком 7 равно единице. Под действием суммарного расхода Ж.ИДКОСТИ, поступающей от источника питания и из взводящей полости В, золотник 9 мгновенно перебрасывается в крайнее правое положение, перекрывая канал KB корпусе блока 8 управления . Под действием жидкости, поступающей во взводящую полость, корпус останавливается, заканчивая холостой ход, и начинает совершать рабочий ход, в конце которого наносит удар по правому буртику инструмента 1. Далее цикл повторяется. Введение в конструкцию гидропневматического ударного устройства корпуса, движущегося в противофазе поршня-бойка, позволяет значительно снизить как реакцию отдачи, действующую на рукоятку, так и уровни вибрации.

ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСЮЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО, преимущественно для уплотнения грунтов, содержащее напорную и сливную магистрали, корпус с . радиальными каналами, сообщенными соответственно с напорной и сливной .магистралями, поршейь-боек, разделяю щий корпус на полость взвода, полости слива и аккумулятора, блок- управления с золотникомi верхний торец которого ограничивает полость управления, а нижний.- зазолотниковую полость, гидроаккумулятор, выполненный в виде упругого трубопровода, и рабочий инстр5 мент, о т л и чаю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности и эффективности ударного устройства в работе, оно снабжено имеющим пазы и обхватьгеающим корпус кожухом с направляющим щтоком, размещенным в аккумуляторе соосно рабочему инструменту, поршень-боек выполнен с кольцевой проточкой, образующей с радиальными каналами в корпусе уп(Л равляющий распределитель, причем отношение расстояния между радиальными . каналами и максимального расстояния между инструментом и порщнем-бойком § равно 1-2. J А J y.aZZESZZL ,