Пневматическая машина ударного действия Советский патент 1983 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 

4

О5

4;

;о

Изобретение относится к горной промьшменности, в частоности к пневматическим устройствам ударного действия, используемым при разрушении мерзлых и скальных горных пород

Известна пневматическая машина ударного действия, включающая корпус-цилиндр с ударником и пружиной, установленной между корпусом-цилиндром и буртиком инструмента С ТНедостатком пневматической машины является то, что при разрушении неоднородного материала эффектив ность снижения вибрации пружиной незначительна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматическая машина ударного действия, включающая рукоятку С пусковым устройством, корпус-цилиндр с выпускными каналами и камерой рабочего хода с впускным каналом, воздухопроводящую трубку и хвостовик инструмента, входящие через перешейки в сквозной центральный канал ударника с центральной камерой, сообщенной со сквозным центральным каналом Г2.

Недостатком известной пневматической машины является то-, что, несмотря на периодическое (в началеи конце каждого цикла) отжатие инструмента от корпуса-цилиндра сжатым воздухом, корпусу-цилиндру передаются обратные удары от буртика инструмента, увеличивающие вибрацию машины. Кроме того, вследствие сообщенияс воздухопроводящей трубки с атмосферой повышается расход рабочего агента. -. .

Целью изобретения является снижение расхода воздуха и улучшение вибрационных характеристик.

Поставленная цель достигается те что в пневматической машине ударног Действия, включающей рукоятку с пусковым устройством, корпус-цилиндр с выпускными каналами и камерой рабочего хода с впускным каналом, воздухопроводящую трубку и хвостови инструмента, входящие через перешейки в сквозной центральный канал ударника с центральной камерой, сообщенной со сквозным центральным каналом, эпускной канал камеры рабочего хода выполнен в ударнике и один из его. выходов сообщен с центральным сквозным отверстием через взаимодействующий с хвостовиком перешеек ударника, а центральная камера последнего через воздухопроводящую трубку постоянно сообщена п сетью, причем длина хвостовика инструмента - не менее, чем наибольшая длина хода ударника, а диаметр хвостовика - больше, чем диаметр воэдухопроводящей трубки.

На Чертеже изображена предлага::мая машина, продольный разрез.

Пневматическая машина ударного Действия содержит корпус-цилиндр 1, в котором с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения установлен ударник 2 с центральным сквозным каналом 3 и центральной камерой 4 сетевого давления, Камера 4 при включенном пусковом устройстве рукоятки 5 постоянно сообщена с сетью сжатого воздуха посредством канала 6 в трубке 7, входящей сво- . бодным концом в канал 3 и камеру 4, По концам канал 3 со стороны кольцевых торцов ударника 2 выполнены уплотняющие перешейки 8 и 9, постоянно и подвижно взаимодействующие соответственно с трубкой 7 и хвостовиком 10 рабочего инструмента 11. При этом наружный диаметр трубки 7 меньше диаметра хвостовика 10, вследствие Чего площадь кольцевого торца центральной камеры 4 ударника 2 со стороны уплотняющего перешейка 8 больше таковой со стороны уплотняю.щего перешейка 9. Ударник 2 разделяет внутреннюю полость корпуса-цилиндра 1 на кольцевую камеру 12 рабочего хода и камеру. 13 атмосферного давления. В стенке .корпуса-цилиндра 1 выполнены радиальные выпускные каналы 14 и 15. Камера 12 периодически посредством выпускного канала 14, а камера 13 постоянно посредством выпускного, канала 15 сообщаются с атмосферой. Выходы каналов 14 и 15 защищены ограждениями в виде разрезанных колец 16 и 17. Ударник 2 помимо центрального 3, имеет впускной канал камеры рабочего хода в виде продольного канала 18 и радиальный канал 19,. выходящий на уплотняющий участок перешейка 9 центрального канала 3. Камера 12 рабочего хода периодически, в зависимости от положения ударника 2, посредством .продольного 18 и радиального 19 каналов сообщается с центральной камерой 4, которая одновременно выполня.ет функции камеры холостого хода. Рабочий инструмент 11 выполнен ступенчатым и на его коль.цевую ступень 20 со стороны камеры 13 периодиче.ски опирается ударник 2 , Инструмент 11 удерживается относительно корпуса-цилиндра концевой пружиной 21, .

Пневматическая машина ударного Действия работает следующим образом.

При включенном пусковом устройстве рукоятки 5 воздух поступает по каналу 6 трубки 7 .в канал 3 и камеру 4 ударника2, Поскольку площадь кольцевого торца центральной камеры 4 ударника 2 со стороны перешейка 8 больше таковой со стороны перешейка 9, то под действием разности

сил от давления сжатого воздуха на указанные площади ударник 2 начинает движение в противоположную от инструмента 11 сторону, совершая холостой ход. При этом действием сил давления со стороны камеры 4 на торец хвостовика 10 буртик инструмента И отжимается от корпуса-цилиндра с зазором, определяемым усилием концевой пружины 21, и удерживается в продолжении всего времени работы машины. После закрытия выпускного канала 14 торцом ударника 2 в камере 12 начинается процесс сжатия отсеченного в ней воздуха. Продолжая холостой ход, ударник 2 в некоторый момент открывает радиальный канал 19 со стороны камеры 4 сетевого давле- ния и сжатый воздух поступает по каналу 18 в камеру 12. С этого момента продолжающий холостой ход ударник 2 производит дальнейшее сжатие отсеченного в камере 12 воздуха, а также воздуха, натекающего в камеру 12 и цеитральной камеры 4 сетевого давления по каналам 19 и 18. Возрастающее противодавление воздуха в камере 12 способствует интенсивному торможению ударника 2. При выравнивании импульсов движения и противодавления ударник 2 останавливается, а затем под действием разности сил давления сжатого воздуха на кольцевой торец ударника 2 со стороны трубки 7 ускоренно движется к инструменту, совершая рабочий ход.

Поскольку длина хвостовика 10 больше максимального хода ударника 2 сквозной канал 3 ударника и его камера 4 Сетевого давления не сообщаются с камерой 13 атмосферного давления. Камеры 12 и 13 также между собо не сообщаются.

Преодолевая сопротивление воздуха со стороны камеры 4 (из-за разности кольцевых площадей), в некоторый момент рабочего хода ударник 2 закроет хвостовиком 10 радиальный канал 19 и сжатый воздух перестанет поступатьпо каналу 18 в камеру 12 в которой с этого момента начинается процесс расширения.

Из камеры 13 на протяжении всего рабочего хода происходит вытеснение ударником 2 свободного воздуха через защищенный разрезным кольцом 17 выпускной канал 15. Размеры выпускного канал 15 достаточно велики для про пуска вытесняемого воздуха без существенного повышения противодавления в камере 13, что сохраняет расчетные энергетические параметры камеры 12.

При движении ударника 2 к инструменту 11 в некоторый момент открывается защищенный разрезным кольцом 16 выпускной канал 14, посредством которого камера 12, сообщаясь с атмосферой, опоражнивается.

Преодолевая противодавление воздуха со стороны камеры 4, ударник 2 наносит удар по кольцевой ступени 20 инструмента 11. Ударный импульс передаётся в сторону разрушаемого объект по инструменту 11, который удерживается концевой пружиной 21 относитель но корпуса-цилиндра.

После соударения ударника с инструментом часть ударной мощности в виде импульса отскока возвращается ударнику. Под действием установившейся разности сил давления со стороны камеры 4.и импульса отскока ударник начинает последующий холостой ход и цикл повторяется.

При использовании предлагаемого i изобретения достигается снижение расхода воздуха на 9 - 12% и уровня вибрации в 1,9-2,2 раза (пр отношении диаметра канала в трубке к диаметру впускного канала камеры рабочего хода, равном 3-4).

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающая рукоятку с пусковым устройством, корпус-цилиндр с выпускными каналами и камерой рабочего хода с впускным каналсж, воэдухопроводящую трубку и хвостовик инструмента, входящие через перешейки в сквозной центральный канал Ударника с центральной камерой, сообщенной со сквозным центральным каналом, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода воздуха и улучшения вибрационных характеристик, впускной канал камеры рабочего хода выполнен в ударнике и один из его выходов сообщен с центральным сквозным отверстием через взаимодействующий с хвостовиком перешеек ударника, а центральная камера последнего через воздухопроводящую трубку постоянно сообщена с . сетью, причем длина хвостовика инструмента - не менее, чем наибольшая § длина хода ударника, а диаметр хвое- (Л товика - больше, чем диаметр воздухопроводящей трубки.