Пневматическая машина ударного действия Советский патент 1984 года по МПК E21C37/22 B25D9/04 

со со

00 Изобретение относится к горной промышленности, в частности к ручным пневматическим машинам ударного действия, предназначенным для иснользования при разработке мерзлых и скальных горных пород. Известна пневматическая машина ударного действия, включающая корпус-цилиндр с выпускными каналами, рукоятку с пусковым устройством, ударник, разделяющий полость цилиндра на камеру рабочего и холостого хода, воздухоподводящую трубку и инструмент, хвостовик которого входит в центральный канал ударника, имеющего центральную камеру, сообщенную с атмосферой сквозным центральным каналом 1. Недостатком пневматической ударной машины является низкий КПД, обусловленный повышенным расходом сжатого воздуха, вызванным тем, что воздухоподводящая трубка машины сообщена с атмосферой. Наиболее близкой к изобретению по техпическои сущности и достигаемому результату является пневматическая машина ударного действия, включающая рукоятку, корпуса-цилиндр с выпускными каналами, камерой рабочего хода, вспомогательной камерой и установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударником с впускными и сообщенным с его входом сквозным ступенчатым каналами, входящие в сквозной ступенчатый канал ударника с его противоположных сторон воздухораспределительные трубку и цилиндр, образующий со ступенью ударника камеру холостого хода, и рабочий инструмент с хвостовиком 2. Недостатком известной пневматической ударной мащнны является ее относительно низкая надежность из-за того, что ступенчатый переход хвостовика в кольцевую наковальню инструмента представляет собой концентратор напряжений, приводящий к частым поломкам .хвостовика. Кроме того, относительно малая разность площадей сечений ступенчатого центрального отверстия ударника, являющаяся активной площадью камеры холостого хода, снижает скорость совершения холостого хода ударнико.м, а это приводит к уменьшению ударной мощности и КПД машины. Цель изобретения - увеличение ударной мощности и КПД машины при одновре.менном повышении надежности конструкции. Эта цель достигается тем, что в пневматической ударной машине, включающей рукоятку, корпус-цилиндр с выпускными каналами, камерой рабочего хода, вспомогательной камерой и установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударником с впускны.м и сообщенным с его входом сквозным ступенчатым каналами, входящие в сквозной ступенчатый канал ударника с его противоположных сторон воздухораспределительные трубку и цилиндр, образующий со ступенью ударника камеру холостого хода, и рабочий инструмент с хвостовиком, воздухораспределительный цилиндр размещен на хвостовике рабочего инструмента с возможностью перемещения относительно последнего, причем в распределительном цилиндре выполнены по меньшей мере два радиальных и сообщенный с ними продольный каналы, а со стороны упорной поверхности распределительного цилиндра на нем выполнена проточка, которая сообщена с одним из его радиальных каналов, при этом его другой радиальный канал смещен относительно входа впускного канала ударника, при крайнем нижнем положении последнего, в направлении камеры рабочего хода. На фиг. 1 показана мащина, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с упрощенным вариантом выполнения воздухораспределительного цилиндра. Пневматическая машина ударного действия состоит из корпуса-цилиндра 1, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения установлен ударник 2, разделяющий полость его цилиндра на камеру 3 рабочего хода и нижнюю вспомогательную камеру 4. Камерой холостого хода является полость 5 сетевого давления, образованная внутри ударника 2 ступенчатым диаметральным переходом его сквозных центральных отверстий 6 и 7. В отверстие 6 меньшего диаметра установлена воздухораспределительная трубка 8, постоянно подводящая сжатый воздух в камеру 5 холостого хода. В отверстие 7 большего диаметра установлен воздухораспределительный цилиндр 9 с упорной поверхностью 10, контактирующей с хвостовиком 11 рабочего инструмента. Хвостовик 11 подвижно устанавливается в передней части корпуса-цилиндра 1 с обеспечением герметизации ка.меры 4 и закрепляется концевой пружиной 12. В теле ударника 2 выполнен по меньшей мере один продольный впускной канал 13, имеющий вход 14 в центральное отверстие 7 большего диаметра, периодически перекрываемый цилиндром 9. Впускной канал 13 служит для подвода сжатого воздуха из камеры 5 холостого хода в камеру 3 рабочего хода. Выполненные в корпусе-цилиндре радиальные каналы 15 служат для выпуска сжатого воздуха из камеры 3, а каналы 16 для его выпуска из камеры 4. Эти каналы снаружи перекрыты выхлопными кольцевыми кожухами 17 и 18, выполненными из, эластичного материала и служащими как для защиты работающего от потоков отработанного сжатого воздуха, так и, частично, для глушения выхлопа машины. В верхней части корпус-цилиндр 1 снабжен рукояткой 19, имеющей пусковой кран, открывающий проход ежатого воздуха из рукава в трубку 8. С целью вторичного использования отработанного в камере 3 рабочего хода сжатого воздуха для ускорения холостого хода ударника 2, в цилиндре 9 выполнен продольный перепускной канал 20 с боковым радиальным каналом 21 со стороны ее упорной поверхности 10 в нижнюю камеру 4, и с радиальным каналом 22, сообщающимся через проточку, выполненную в ударнике 2 или на цилиндре 9 (этот вариант не показан), с радиальными выходами впускных каналов 13 в камеру 3 рабочего хода при нижнем положении ударника. Выпускные каналы 16 нижней камеры 4 расположены так, что они, при нижнем положении ударника 2, перекрываются его порщневой поверхностью. Для более полного использования отработанного ежатого воздуха на совершение рабочего хода и для ускорения холостого хода и, за счет этого для повышения КПД машины, верхний канал 22 продольного канала 20 цилиндра 9 расположен так, чтобы он находился над радиальным вводом 14 впускного канала 13 при нижнем положении ударника на расстоянии, по меньшей мере, равном половине ширины выпускных каналов 15 камеры 3 рабочего хода. Возможен вариант выполнения цилиндра 9 без продольного 20 и радиальных 21 и 22 каналов. Радиальные каналы 21 сообщены с проточкой 23 цилиндра 9. Пневматическая машина ударного действия работает следующим образом. При открытии крана (не показан) в рукоятке 19 сжатый воздух из подводящего рукава поступает в трубку 8 и из нее в камеру 5 холостого хода 7 Всл,едствие разницы площадей торцов трубки 8 и цилиндра 9 ударник 2 начинает двигаться вверх (фиг. 1 и 2), совершая холостой ход. Цилиндр 9 при этом не двигается, так как давлением в камере 5 он прижат своей упорной поверхностью 10 к хвостовику 11. Со стороны бо11овых поверхностей цилиндра 9 и корпуса 1 силы, вызывающие перекос ударника 2, отсутствуют даЖе при наличии несоосности между ним и хвостовиком 11 инструмента, поскольку цилиндр 9 выполнен отдельно от хвостовика 11. Таким образом, возможная несоосность деталей 2,9 и 11 не сдерживает движение ударника 2. После перекрытия ударником 2 выпускных каналов 15 в камере 3 рабочего хода начинается сжатие отсеченного в ней воздуха. В момент совмещения каналов 22 и входа 14 с выходящими в нее продольными каналами 13 часть воздуха из камеры 3 перепускается по каналу 20 и каналам 21 через проточку 23 в нижнюю камеру 4. Эта перепущенная часть сжатого воздуха в камере 4 расширяется и создает дополнительный импульс силы, воздействующей на ударник 2 и способствующей ускорению совершаемого им холостого хода и, как следствие, увеличению ударной мощности мащины и КПД ее работы. Цилиндр 9 под действием импульса силы со стороны камеры 5, больщего, чем со стороны камеры 4, находится в контакте с хвостовиком 11. После разъединения каналов 22 и входа 14 перепуск из камеры 3 в камеру 4 прекращается, а после открытия торцом ударника 2 выпускных каналов J6 происходит выпуск из камеры отработавщего в ней сжатого воздуха. Продолжая движение холостого хода, ударник 2 вскрывает вход 14 впускного канала 13 в камере 5 и сжа™й воздух из нее начинает поступать в камеру 3. Встречая сопротивление своему движению вверх, вызываемое давлением возДУ в камере 3, ударник 2 замедляет свойход, останавливается в расчетной точке и сразу же начинает ускоренное движение в сторону хвостовика 11, совершая рабочий ход. В определенный период этого хода цилиндр 9 перекрывает вход 14 и переточка сжатого воздуха из камеры 5 по каналам 13 в камеру 3 прекращается. С этого времени в камере 3 начинается расширение находящегося- там сжатого воздуха, следовательно, дополнительное использование его энергии. При совмещении входа 14 с каналами цилиндра 9 часть расширившегося в камере 3 сжатого воздуха перетекает по каналам 20 и 21 в камеру 4, затем, после перекрытия входа 14,, это перетекание прекращается. Поскольку скорость ударника 2 на участке перетекания воздуха во время рабочего хода значительно больше, нежели во вре мя холостого хода, перетекшее количество воздуха не создает ощутимого противодавленЯя в камере 4 в конце рабочего хода и почти не ослабляет удар, наносимый по хво-. стовику 11,. и, расширясь в ней в начале холостого хода, создает дополнительный импульс силы, обуславливающий большую величину холостого хода ударника, совершаемого за меньший промежуток времени, что в конечном счете увеличивает ударную мощность машины. При последующем продолжении рабочего хода ударник 2 перекрывает выпускные каналы 16 и затем открывает выпуск каналы 15, в результате чего в камере 4 начинается сжатие отсеченного в ней воздуха, а из камеры 3 отработавший воздух выхлопывается в атмосферу. Преодолевая противодавление со стороны камер 4 и 5, ударник 2 наносит удар по хвостовику 11 инструмента и процесс повторяется с той разницей, что очередной холостой ход ударник начинает под дополнительным действием импульса отскока и импульса силы давления-воздуха со стороны нижней камеры 4. При использовании изобретения повышаются конструктивная надежность и КПД передачи ударного импульса от ударника к инструменту за счет перераспределения потока между камерами ударника.

Фиг.1

Фиг. 2

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включа ющая рукоятку, кбрпус-цилиндр с выпускными каналами, камерой рабочего хода, вспомогательной камерой и установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударником с впускным и сообщенным с его входом сквозным ступенчатым каналами, входящие в сквозной ступенчатый канал ударника с его противоположных сторон воздухораспределительные трубку и цилиндр, образующий со ступенью ударника камеру холостого хода, и рабочий инструмент с хвостовиком, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ударной мощности и КПД мащины при одновременном повыщении надежности конструкции, воздухораспределительный цилиндр размещен на хвостовике рабочего инструмента с возможностью перемещения относительно последнего, причемв распределительном цилиндре выполнены по меньшей мере два радиальных и сообщенный с ними продольный каналы, а со стороны упорной поверхности распределительного цилиндра на нем выполнена проточка, которая сообщена с одним из его радиальных каналов, при этом его другой радиальный канал смещен от(Л носительно входа впускного канала ударника, при крайнем нижнем положении последнего, в направлении камеры рабочего хода.