Ударный механизм Советский патент 1984 года по МПК E21B1/26 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурильным машинам ударного действия. Известен ударный механизм, вк.;иочаюищи корпус, образуюш,ий с ударным корнь нем камеры прямого и обратного хода и камеру энергоносителя 1. Наиболее близким к идобретению явля ется ударный механизм, включаюашй корпус образующий с ударным иоршнем камеры прямого и обратного хода и камеру энергоносителя, а с плунжером и наковальней -возвратную KHiviepy, связанную с клапаном и камерой энергоносителя 2. Однако отсутствие в этих устройствах синхронизации моментов передачи э 1ергии от ударного поршня к наковальне и переключения распределителя приводит к снижению энергии удара. Цель изобретения - повышение энергии удара за счет синхронизации момента передачи энергии от ударного поршня к наковальне и момента переключения распределителя. Цель достигается тем, что ударный механизм, включающий корнус, образующий с ударным поршнем камеры прямого и обратного хода и камеру энергоносителя, а с плунжером и наковальней - возвратную камеру, связанную с клапаном и камерой энергоносителя, снабжен гидроуправляемым распределителем для периодического сообщения возвратной камеры с атмосферой, В1- 1полненным в виде камеры с размеп1енным в ней поршнем со 1птоком, причем nopnnieвая полость раснреде;1ителя связана с камерой прямого хода, а цггоковая - с камерой обратного хода. На чертеже схематически изображено устройство. Гидроударный механиз.м состоит из корпуса 1, внутри которого расположена наковальня 2, ударный норщень 3, образующий с корпусом I камеру прямого хода 4, камеру обратного хода 5 и камеру 6 энергоносителя, связанную с источником постоянного давления (не ноказан) отверстием 7 в корпусе 1. В заднем торце корпуса 1 соосно с ударным nopiHtieM 3 расположен плунжер 8, образующий с наковальней 2 и кор пуеом 1 возвратную камеру 9. Наковальня 2 имеет с корпусом 1 упор 10 для ограничения ее неремещения относительно корпуса 1. Плунжер 8 имеет с корпусом 1 унор для ограничения его перемещения относительно корпуса 1. Возвратная камера 9 связана не реводной трубкой 12 с ка.мерой 6. В корпусе 1 расноложен клапан 13, имеющий поршень 14 со щтоком 15, и образующие порн. невую полость 16 и штоковую нолость 17. Штоковая полость 17, каналом 18 в корпусе 1, связана с возвратной ка.мерой 9, а отверстием в седле 19 клапана 13 и отверстием 20 в корпусе 1 с атмосферой. Гидроуправляемый распределитель для нериодического сообщения с атмосферой выполпеи в виде размещенного в дополнительной камере 21 корпуса 1 поршня 22 со щтоком 23 в котором выполнен кана:1 24. Причем поршневая полость 25 распределителя каналом 26 связана с камерой прямого хода 4, а штоковая полость 27 - нереводпой трубкой 28 с камерой обратного хода 5. Норщневая полость 6 связана со штоковой нолостью 17 дросселирующим отверстием 29, а с атмосферой - через канал 30 в корпусе 1 и канал 24 в щтоке 23. Гидроударный механизм работает елед ю щи м о б р а 3 о .м. В начальном положении ударный порHieHb Я расположен в корпусе 1 в крайне.м 11ижпем положении, как показано на чертеже. Жидкость 01 источника постоянного давления через отверстие 7, камеру 6, переводную трубку 12 поступает в возвратную камеру 9, откуда через отверстие 18 в корнус попадает в П1токовую полость 17. Далее через дросселирующее отверстие 29 в поршне 14 поступает в порпшевую полость 16. Поскольку жидкость из порщневой полости 6 через канал 30 и канал 24 в щтоке 23 сбрасывается в атмосферу, то давление в порп1невой полости 16 меньп е, чем давление в щтоковой полости 17, а следовательно, сила, действуюн;ая на гюрп.1ень 14 со стороны щтоковой полости 17, больще, чем сила действуклдая со стороны порщневой полости 16, и клапан 13 перемеп1,ается вниз, открыв отверстие в седле 19. через которое жндкость из возвратной камеры 9 поступает в отверстие 20 и далее в атмосферу. Нри подаче жидкости под давлением от любого распределительного механиз.ма. например золотникового (не ноказап), в камеру обpaTHOio хода 5 ударный норщень 3 начинает двигаться вверх, при этом жидкость но Г1ереводь ой трубке 28 поступает в штоковую полость :27 дополпнтельной камеры 21, поршень 22 удерживается в крайнем левом положении, благодаря чему жидкость из возвратной камеры 9 через отверстие в седле 19 сбрасывается в атмосферу. При движении ударно|-о ropninH 3 вверх он встречается с нлунжером В, при этом доступ жидкости из отверстия 7 в переводную трубку 12 прекращается, а ударный поршень 3 начинает перемещать нлунжер 8 вверх, вытесняя жидкость из возвратной камеры 9 через канал 18, отверстие н седле 19 и отверстие 20 в атмосферу. Совместное движение ударного норЩ11я 3 и гкчунжера 8 продолжаемся до тех пор, пока пе произойдет переключение распределительного механизма и давление в ка.мере прямого хода 4 не увеличивается, при этом жидкость из камеры прямого хода 4 через отверстие 27 поступает в поршневую полость 25 дополнительной камеры 21, и поршень 22 совместно со штоком 23 переместится вправо, герметично закрыв канал 30. Давление в поршневой полости 16 резко возрастет, а так как плош,адь поршня 14 со стороны поршневой полости 16 больше плош,ади поршня 14 со стороны штоковой полости 17 на величину плош,ади штока 15, то клапан 13 переместится вверх и закроет отверстие в седле 19, при этом возвратная камера 9 герметично закрывается и происходит резкий останов ударного поршня 3 и плунжера 8, в результате чего энергия, запасенная ударным поршнем 3 и плунжером 8, передается через наковальню 2 инструменту. Поскольку передача энергии от ударного поршня 3 к на ковальне 2 происходит только при переключении распределительного механизма, то для разгона ударного поршня 3 используется вся энергия потока жидкости, подводимая к гидроударному механизму, а изменение давления подаваемого в полости прямого хода 4 и обратного хода 5 или длительности фазы разгона ударного поршня 3

позволяет плавно изменять энергию единичного удара в широких пределах. Изменение давления и длительности фазы разгона не приводит к нестабильному режиму работы гидроударного механизма. После нанесеется, цикл повторяется.

Синхронизация момента передачи энергии от ударного поршня к наковальне и момента переключения распределительного ме ханизма позволяет повысить энергию удара. ния удара, ударный поршень 3 нод действием давления со ctopoHbi камеры прямого хода 4 начинает перемещаться вниз, при этом жидкость под давлением поступает в поршневую полость 25, и поршень 22 удерживается в крайнем правом положении, герметично закрывая канал 30, благодаря чему калапан 13 закрывает отверстие в седле 19 и возвратная камера 9 герметично : акрыта. При движении вниз ударного поршня 3 открывается связь между отверстием 7 и переводной трубкой 12 посредством камеры 6, и жидкость от источника постоянного давления поступает в обратную камеру 9, выдвигает плунжер 8 до упора 11 в корпусе 1, при этом температура жидкости в воз вратной камере 9 уменьшается. Наковальня 2 под действием усилия подачи возвраШ1ается в исходное положение до упора 10. В конце ударный поршень 3 наносит удар по наковальне 2, в этот момент распределительный механизм переключается, и давление в камере обратного хода 5 увеличива

УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ, вклю чающий корпус, образующий с ударным пор щнем камеры прямого и обратного хода и 3 I камеру энергоносителя, а с плунжером и наковальней - возвратную камеру, связанную с клапаном и камерой энергоносителя, отличающийся тем, что, с целью повыщения энергии удара за счет синхронизации момента передачи энергии от ударного поршня к наковальне и момента переключения распределителя, он снабжен гидроуправляемым распределителем для периодического сообщения возвратной камеры с атмосферой, выполненным в виде камеры с размешенным в ней поршнем со штоком, причем поршневая полость распределителя связана с камерой прямого хода, а штоковая - с камерой обратного хода. 1513 20