Пневматическая машина ударного действия Советский патент 1986 года по МПК E21B1/30 B25D9/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к паев- магическим устройствам ударного действия, применяемым для бурения горных пород, а также может быть использовано в строительстве при образовании отверстий, например, в стенках зданий.

Целью изобретения является повышение надежности работы, КПД и расширения диапазона регулирования характеристик работы пневма тической машины.

На фиг.1 показана машина, общий вид, в состоянии покоя; на фиг.2 - то же, в момент выхлопа отработав- iiiero энергоносителя из силовой камеры;, на фиг.З - вариант вьшолнения машины с реверсируемым шпинделемj на фиг.4 - разрез на фиг.З на фиг.З вариант выполнения маши- HE-J со сменньа-П1 пригрузками бойка.

Машина состоит из корпусной плас т-ипы 1, вверху которой в подшипниковом узла 2 установлен шпиндель 3 с укреплеиньы на нем инструменто- держателем 4, в котором закреплен инстр.умепт 5. На противоположном и cтpytseнтoдepжaтeлlo коиде шпинделя выполнена наковальня б, с кото- рой контактирует боек.7j установленный на верху подпружиненного с помощью ПРУЖ1П1Ы 8 ярма 9, шарниром 10 соединенного с пластиной 1. На пластине установлены по ее бокам кронштейны 11, па которых закреплена основная рукоятка 12, с .помощью которой оператор при работе машину и оказывает осевое -давление на инструмент. Между кронштейнами установлена распорка 13, в которую упирается пружина 8 (фиг.1 и 2). Между пластиной 1 и ярмом 9 помеще силовой блок, выполненньш в виде

манжеты-клапана 14, снабженной ограничителем 15 хода ее клапанной KpoMiai, соединенньм с регулировоч- ньш винтом 16, установленньм в корпусной пластине 1, служащим для именения длины ограничителя хода 15 клапанной кромки. Манжета-клапа 14 образует пластиной 1 и ярмом 9 силовую камеру 17, которая посредством впускного клапана 18, патрубка 19 и добавочной рукоятки 20, предназначенной для уравновешивания силы прилсатия и для гашения реактивного вращающего момента, вызываемого поворотом инструмента при работе, соединена через подводящий рукав (не показан) с источником энергоносителя.

Впускной клапан 18 установлен на прулсине сжатия 21, укрепленной в полости подводящего патрубка 19, с ним контактирует пружина 22,установленная на форме на винтовом регулировочном упоре 23 со стороны силовой камеры 17.

Привод поворота шпинделя выполнен в виде фрикционной катушки 24, расположенной на шпинделе 3, кйторая может быть выполнена ступенчатой (вариант на чертежах не показан), с по меньшей мере двумя ступенями различного диаметра. Катушку охватывает не менее, чем в один виток,

1П1бкая пить 25, одним концом связанная с пружиной 26, зафиксированной на пластине 1 с помощью фиксатора 27, а друпш концом, огибая поворотно-направляющий ролик 28, связанпая с регулировочным зажимом 29, установленным в пазу 30, выполненном в ярме 9. Ступени фрикционной катушки 24 и ретулировочньш зажим 29 предназначены для создания широкого

диапазона регулировки угла иоворо- та рабочего инструмента 5, применительно к различным условиям работы.

С целью реверса вращения шпинделя 3, например, при применении машины для разворачивания резьбовых, соединений, не поддающихся обычным средствам раскручивания, которое может быть осуществлено изменением

направления навивки гибкой нити 25 на фрикционную катушку 24, поворот-, но-направляющий ролик установлен на корпусной пластине 1 с возмож- постью поворота вокруг оси, перпендикулярной пластине, с помощью цапфы 31 .(фиг.З), а для прикрепления пружины 26 в новое положение на пластин е установлен еще один фиксатор 27 (фиг.4).

Для того, чтобы при кратковременных перерывах в работе не выключать источник энергоносителя (пневмоэнергйи) и для оперативного, в процессе работы, изменения

энергии единичных ударов на добавочной рукоятке 20 выполнены разрядные отверстия 32 так, что их может перекрыть полностью или ч астично

оператор пальцами руки (фиг.1 и 2). Энергию единичных ударов также можно путем смены дополнительных пригрузов 33 (фиг.5), укрепляемых на бойке 7 с помощью резьбовых соединений 34. С делью исключения передачи ударных нагрузок на подшипниковый узел 2 и на пластину 1 между шпинделем 3 и узлом 2 установлены резьбовые втулки 35 и 36.

Машина работает следующим образом.

В инструментодержатель 4 вставляют рабоч1ш инструмент 5, подключают к рукоятке 20 подводящий рукав включают в работу энергоноситель, в качестве которого может быть использован любой маломощный источник пневмоэнергии, например пылесос, подводят машину к обрабатываемому объекту и зажимают пальцами левой руки разрядные отверстия 32. Перед ггуском машины, т.е. в состоянии покоя, клапан 18 открыт, что объясняется тем, что пружина 22 имеет несколько большую жесткость, чем пружина сжатия 21, на которой он установлен, поэтому сжатый воздух проходит в силовую камеру 17 из патрубка 19 и создает в n&fi избыточное давление. Под действием этого давления ярмо 9, поворачиваясь на шарнире 10, отходит от пластины 1, сжимая при этом пружину 8, которая накапливает некоторую энергию.

При отходе ярма вправо (фиг.2) манжета-клапан 14 своей клапанной кромкой следует за ним, поскольку и на нее оказывает воздействие давление в силовой камере 17, но к концу хода ярма вправо исчерпывается заданная длина ограничителя 15 хода клапанной кромки манжеты-клапана 14 и она отрывается от продолжающего отходить вправо ярма 9, герметичность С1ШОВОЙ камеры 17 нарушается, меисду ее клапанной кромкой и ярмом образуется зазор, через который происходит выхлоп отработавшего сжатого воздуха из силовой камеры, благодаря чему давление в силовой ка- мере резко падает. В результате такого падения давления в силовой камере ипускной клапан 18, не испы- тьшая противодавления с ее стороны, под действием сжатой пружины 21 и сетевого давления в патрубке 19 перекрывает, вход в силовую камеру

и поступление сжатого воздуха в последнюю прекращается, благодаря чему устраняется бесполезный его выброс наружу через выхлопной зазор. Ярмо 9, уже не испытывая давления со стороны силовой камеры, под действием сжатой пружины 8 с нарастающей скоростью возвращается в исходное положение и при этом бойком 7

0 наносит удар по наковальне б, который через шпиндель 3 и иисгрументо- держатель 4 передается инструменту 5. При этом ярмо к концу своего хода входит в контакт с клапанной кром5 кой манжеты клапана 14 и сжимает оставшийся в загерметизированной силовой камере воздух. Создаваемое таким образом давление в силовой камере, суммируясь с усилием сжатой .

0 пружины 22, заставляет открыться клапан 18, сжатый воздух вновь поступает в силовую камеру, и цикл повторяется в описанном порядке. При отходе ярма вправо оно тянет

5 за собой присоед1П1енную к регулировочному зажиму 29 гибкую нить 25, которая благодаря силе трения вследствие натяжения другого ее конца пружиной 26 поворачивает фрикцион0 ную катушку 24 на заданный угол, а с нее через шпиндель и инстру $енто- держатель и рабочий инструмент 5. При рабочем ходе ярма, т.е. при движении его влево, натяжение нити

25 ослабевает и она под действием пруж11ны 26 свободно перетягивается в исходное положение, не испытывая большого трения о фрикционную катушку и не поворачивая ее в обратную

Q сторону. Поворотно-направляющий ролик 28, подвижно установленный на корпусной пластине 1 с помощью цапфы 3.1 и автоматически занимающий нужное положение (фиг.4), обеспечиг вает правильное направление гибкой нити 25 относительно фрикционной катушки 24 и не позволяет ей сходить с последней.

При работе оператор нажимает на машину с помощью рукоятки 12, чем создает осевое усилие на инструмент, а придерживая другой рукой дополнительную рукоят-ку 20, уравновеши5 вает эту силу нажатия, а также га- спт, хоть и небольшой, но все же возникающий при повороте инструмента реактивный вращающий момент.

Для обеспечения наибольшей про изводительности машины приводят в соответствие со свойствами буримого материала угол поворота инструмента увеличивают его путем передвигания регулировочного зажима 29 в пазу 30 вверх, в сторону бойка 7, и уменьшают передвигая этот зажим вниз, в сторону силового блока. В первом случае ход перетягивания гиб кой нити 25 увеличивается, во втором уменьшается, соответственно . увеличивается или уменьшается поворот фрикционной катушки 24, ас ней и инструмента 5 Таким образом осу- ществляется плавное изменение ве- личины поворота рабочего инструмента. При отсутствии необходимости точной настройки угла поворота инструмента ее .осуществляют путем переброски гибкой нити с одной ступени фрикционной катушки на другую. При этом переброска на ступень меньшего диаметра приводит к увеличению угла поворота инструмента, а переброска на большую ступень - к его уменьшению.

При возникновении необходимости изменения силы единичного удара З меньшают или увеличивают массу бой ка 7 путем-установки на него дополнительных пригрузов 33, укрепляя их на бойке резьбовым- элементом 34. Таким способом ступенчато изменяют энергию единичного удара. Плавное ее изменение достигается изменением длины ограничителя 15 хода клапанно кромки манжеты-клапана 14 с помощью регулировочного винта 16, Увеличени длины ограничителя 15 позволяет клапанной кромке манжеты-клапана 14 дольше следовать за отклоняющимся вправо ярмом 9, которое больше сжимает пружину 8, а это приводит к увеличению скорости рабоч его хода ярма и длины его разгонного пути, а вместе с ним и бойка 7, т.е. к увеличению энергии единичного удара.

20

5 0 5 3035 е 40 4525

Уменьшение длины ограничителя 15 приводит к обратному.

Частоту и энергию единичных ударов изменяют также и при помощи винтового регулировочного упора 23, с помощью которого изменяют поджа- тие пружины 22. При увеличении под- жатия этой пружины раньше открывается впускной клапан 18, раньше начинает поступать сжатый воздух в силовую камеру 17, сокращается время цикла, т.е. увеличивается частота ударов. Соответственно уменьшение поджатия пружины 22 также приводит к обратному.

Оперативно, не останавливая работы машины, можно изменять энергию единичных ударов и их частоту, перекрывая пальцами РУКи, которой держат вспомогательную рукоятку 20, разрядные отверстия 32, что приводит к изменению подачи сжатого воздуха в силовую камеру машины. Это дает дополнительные удобства в работе, так же как и кратковременное отключение машины (открыванием сразу всех разрядных отверстий 32 без отключения источника пневмоэнергии, например, при смене рабочего инструмента, переналадке машины и т.п. работах) .

Машину можно использовать не только для бурения отверстий, но и для других специальных работ, например, в качестве руб1-тьного молотка (механического зубила), для чего отсоединяют пружину 26 от фиксатора 27, вследствие чего отключается механизм поворота шпинделя и машина рабо тает только на удар. Машину можно также использовать для разворота трудноскручиваемых резьбовых соединений, для чего ее шпинделю придают левое вращение переброскрй гибкой нити 25 на фиркционной катушке 24 на обратное направление навивки и перекреплением пружины 26 на правый фиксатор 27.

J5 J

/ 36 24

ф1/г.1

35

фцг.2

(pi/г.З

А-А

Фиг.

JJ

J}t/t.f

Редактор К. Волощук .

Составитель Ю. Стрелов

Техред И.Попович Корректор М. Демчик

Заказ 1898/28 Тираж 470Подписное

ВН1-ШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4