Пневматический ударно-импульсный двигатель Советский патент 1984 года по МПК B25B21/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к ударно-импульсным устройствам, и может быть использовано дляразборки и сборки резьбовых соединений. Известно пневматическое ударно-импульсное устройство, содержащее корпус, размещенную в нем наковальню со шпинделем и радиальными рабочими кулачками, охватывающий наковальню ударник с ответными рабочими кулачками, образующими с рабочими кулачками наковальни рабочие камеры, в стенках которой выполнены выхлопные отверстия для отвода отработанного воздуха, соединяющие рабочие камеры с распределительным механизмом I. Недостаток известного устройства заключается в низкой его производительности, за счет небольшой скорости вращения шпинделя. Наиболее близким к изобретению является пневматический ударно-импульсный двигатель, содержащий корпус, размещенную в нем наковальню со шпинделем и радиальными рабочими кулачками, охватывающий наковальню ударник с ответными рабочими кулачками, образующими с рабочими кулачками наковальни рабочие камеры, в стенках наковальни выполнены выхлопные окна для отвода отработанного воздуха, и воздухораспределительный механизм 2. Цель изобретения - повышение производительности двигателя. Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом ударно-импульсном двигателе, содержащем корпус, размещенную в нем наковальню .со шпинделем и радиальными рабочими кулачками, охватывающий наковальню ударник с ответными рабочими кулачками, образующими с рабочими кулачками наковальни рабочие камеры, в стенках наковальни выполнены выхлопные окна для отвода отработанного воздуха, и воздухораспределительный узел, в корпусе со стороны шпинделя выполнена полость, в которой с возможностью осевого перемещения установлена наковальня, и дросселирующие отверстия через которые полость корпуса сообщена с атмосферой, а через выхлопные окна - с рабочими камерами. На фиг. 1 изображен пневматический ударно-импульсный двигатель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - положение деталей двигателя в момент поворота шпинделя. Пневматический ударно-импульсный двигатель содержит корпус 1, размещенную в нем наковальню 2 с радиальными рабочими кулачками 3, выполненную за одно целое со шпинделем 4, установленный с возможностью вращения ударник 5 с ответными рабочими кулачками 6, охватывающий наковальню и образующий с ней рабочие камеры 7 и 8. Корпус 1 со стороны шпинделя 4 выполнен с полостью 9, в которой с возможностью осевого перемещения установлена наковальня 2. Контактирующие поверхности корпуса 1 и наковальни 2 выполнены ступенчатыми и образуют пневмокамеры 10 и 11, соединенные с рабочими камерами 7 и 8 каналами 12 и 13, выполненными в наковальне 2. Сжатый воздух подводится в двигатель по каналам 14 и 15 через автоматически работающий распределительный узел, состоящий из клапана 16, дифференциального золотника 17 и реверсирующего золотника 18. Клапан 16 перекрывает течение воздуха между каналами 14 и 15. По обе стороны клапана 16 расположены камеры 19 и 20. Полости клапана 16 и золотника 17 соединены каналом 21. Дифференциальный золотник 17 управляет подачей сжатого воздуха в рабочие камеры 7 и 8 двигателя и обеспечивает при холостом ходе ударника 5 запирание воздуха выточкой 22. С торцов дифференциального золотника 17 расположены камеры 23 и выхлопное окно 24. Отсос воздуха из камеры 23 осуществляется че1рез канал 25. В реверсивном золотнике 18 выполнено сквозное отверстие 26. С торцов золотника 18 расположены камеры 27 и 28. Камера 28 соединена с камерой 20 каналом 29. Дифференциальный золотник 17 сообщается каналами 30 и 31 с реверсивным золотником 18. В пневмокамеру 10 сжатый воздух подводится по каналу 32, а в пневмокамеру 11 - по каналу 33. Выхлоп отработанного воздуха происходит через окна 34 в задней стенке наковальни 2 в полость 9 корпуса 1. В корпусе 1 выполнены калиброванные дросселирующие отверстия 35, соединяющие полость 9 корпуса 1 с атмосферой. В корпусе 1 радиально по окружности установлены ролики 36, ограничивающие осевое перемещение наковальни 2. Двигатель работает следующим образом. При подаче сжатого воздуха по одному из каналов, например, по каналу 14, воздух поступает в камеру 19, толкая клапан 16 влево, далее по каналам 21 и 30 - в камеру 27 и перемещает золотник 18 влево, затем по каналам 12 поступает в рабочую камеру 7. В этот .момент поворот шпинделя не происходит, так как сжатый воздух в пневмокамере 10 создает осевое усилие, вследствие которого между торцами корпуса 1 и наковальни 2 создается тормозной момент, больщий реактивного. Под действием сжатого воздуха ударниК5 поворачивается по часовой стрелке медленно, так как рабочая,камера 8, каналы 13, пневмокамера 11, каналы 33 и 31 в этот момент заперты выточкой 22 золотника 17, в которых происходит сжатие воздуха кулачками 6 ударника 5, что обеспечивает в конце холостого хода ударника 5 создание воздушного буфера с высоким давлением. Как только кулачки 6 откроют выхлопные окна 34 в задней стенке наковальни 2, из рабочей камеры 7, каналов 12, пневмокамеры 10, канала 32 происходит выхлоп отработанного воздуха в полость 9 корпуса 1 и далее через дросселирующие отверстия 35 в атмосферу. Вследствие дросселирования воздуха через отверстия 35 давление в полости 9 незначительно повышается и стремится отодвинуть корпус 1 от наковальни 2, но этому воспрепятствует воздух, находяш,ийся под большим давлением в пневмокамере 11. Тормозной момент между торцами корпуса 1 и наковальни 2 не исчезает и поворот наковальни 2 по часовой стрелке вследствие давления в рабочей камере 8 не происходит. Вследствие выхлопа отработанного воздуха из рабочей камеры 7 в канале 30 резко увеличивается скорость движения воздуха, за счет чего происходит отсос воздуха по каналу 25 из камеры 23, где давление падает до значения, меньшего атмосферного. Под действием преобладающего атмосферного давления со стороны выхлопного окна 24 золотник перемещается влево. Под действием созданного в рабочей камере 8, каналах ,, , , , 13, пневмокамере 11 воздушного буфера ударник 5 с кулачками 6 поворачивается против часовой стрелки с возрастающей скоростью, а поступающий по каналам 14, 21, 31 и 33 сжатый воздух еще более ее увеличиваег. В это мгновение реактивный момент, действующий на наковальню 2, нейтрализуется тормозным моментом между торцами корпуса 1 и наковальни 2, созданным сжатым воздухом в пневмокамере 11. Как только кулачки 6 откроют выхлопные окна 34, происходит выхлоп отработанного воздуха из рабочей камеры 8, каналов 13, пневмокамеры 11 в полость 9 и через отверстия 35 в атмосферу. Осевое усилие, прижимающее наковальню 2 к торцу корпуса 1, исчезает. « Кроме того, вследствие дросселирования воздуха через отверстия 35 в полости 9 давление чуть больше атмосферного, благодаря чему корпус 1 отодвигается от наковальни 2 до упора в ролики 36, преодолевая усилие нажатия на него. В следующий момент ударник 5 кулачками 6 ударяет по кулачкам 3 наковальни 2 и передает свою кинетическую энергию наковальне 2, под действием которой наковальня 2 и шпиндель поворачиваются на некоторый угол. При разгоне ударника 5 против часовой стрелки воздух из рабочей камеры 7 вытесняется через каналы 12, пневмокамеру 10, каналы 32 и 30 и выхлопное окно 24 в атмосферу. После удара кулачков 6 по кулачкам 3 давление в камере 23 возрастает до атмосферного, дифференциальный золотник 17 перемещается вправо за счет преобладающего давления на правый торец выточки золотника 17. Далее цикл работы механизма повторяется. При нагнетании сжатого воздуха через канал 15 воздух поступает по каналу 29 в камеру 28, перемещает реверсирующий золотник 18 вправо и удерживает его в этом положении. Направление вращения наковальни 2 и шпинделя изменяется на противоположное. Выполнение в предлагаемом двигателе наковальни, установленной в полости корпуса, опирающейся на его торец и имеющей возможность осевого перемещения, а также выполнение выхлопных окон, соединяющих рабочие полости с полостью корпуса, имеющего дросселирующие каналы, соединяющие полость корпуса с атмосферой, позволяет увеличить скорость вращения щпинделя в 3-5 раз, а, следовательно, увеличить производительность путем сокращения времени на навертывание гайки на шпильку. ( W

J5

Фиё. 3

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УДАРНОИМПУЛЬСНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенную в нем наковальню со щпинделем и радиальными рабочими кулачками, охватывающий наковальню удар5 ник с ответными рабочими кулачками, образующими с рабочими кулачками наковальни рабочие камеры, в стенках наковальни выполнены выхлопные окна для отвода отработанного воздуха, и воздухораспределительный узел, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности, в корпусе со стороны шпинделя выполнена полость, в которой с возможностью осевого перемещения установлена наковальня, и дросселирующие отверстия, через которые полость корпуса сообщена с атмосферой, а через выхлопные окна - с рабочими камерами. S (Л со Од ел