Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением Советский патент 1987 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 

Изобретение относится к горной промышленности, 13 частности к пневматическим машинам ударного действия для разрушения скальных пород и мерзлых грунтов, и является усовершенствованием нзобретения по авт. св. NO 1285147.

Целью изобретения яЕ ляется улучшение санитарно-технических характеристик молотка за счет более плавного управления давлением во взаи.модействувдщих рабочих камерах.

На фиг. 1 показан нневматический .молоток, частичный продольный разрез; на фиг. 2--5 - варианты пустотелого цилиндрического элемента с юдвижными относительно друг друга крынжой и днищем.

Пневматический молоток с дроссельным воздухораснределением состоит из корпуса и размещенным в нем нодвижно ударником 2, который разделяет камеры рабочего 3 и холостого 4 ходов. Корпус 1 со стороны камеры 3 снабжен ненодвижной крышкой 5 с дроссельными впускньгми каналами 6 и 7. Со стороны камеры 3 образована аккумуляционная камера 8 в виде пустотелого цилиндрического элемеита с глухой подвижной крышкой 9 и нодвижным днищем 10 с перепускным дроссельным каналом 11, постоянно соединяющим камеры 8 и 3 между собой. В стенке корпуса 1 выпо.тнены воздухоно;-1.водян.1,ие каналы 12 и 13, постоянно соединенные с дроссельньгми впускными каналами 6 и 7 и с выхода.ми 4 и 15 в камеры 3 и 4, а также выпускной канал 16, периодически в зависимости от положения ударника 2, сообщаюн1.ий камеры 3 и 4 с вынускной камерой 17 и посредством каналов 18 в кожухе 19 с атмосферой. Неподвижная крьинка 5 плотно нрижата к торцу корнуса 1 рукояткой 20. Между глу.хой нодвижной крышкой 9 н ненодвижной крьнн- кой 5 образована буферная камера 21 с установленной в ней пружиной 22. Между крышкой 5, рукояткой 20 и корпусом I образована кольцевая нроточная камера 23, соединенная носредство.м пускового устройства рукоятки 20 с сетью энергоносите.тя (сжатого воздуха) В центральном канале

24корпуса 1 с противоположной рукоятке 20 стороны установлен рабочий инструмент

25с возможностью взаи.модействия с ударником 2. Инструмент 25 относительно корпуса закреплеп концевой нружиной 26.

Варнанты разделения нустотелого цилиндрического элемента на глухую крышку 9 и кольцевое днище 10 нредусматривают их выполнение в виде стакана или диска с - направляющими стенками 27 и 28. Иснол- нение подвижных крышек в виде диска представлено на фиг. I для глухой крышки 9 и на фиг. 2 для днин1.а 10. Г1одвил ная крышка 9 в виде стакана представлена на фиг. 2-5, а днише 10 также в виде стакана - на фиг. 1 и 3-5. При этом днинде 10

V

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

и.меет направляющие стенки 2/, а глухая крышка 9 - нанравляюшие стенки 28.

Пневматический молоток с дроссельным воздухораснределением работает следующим образом.

При включенном пусковом устройстве рукоятки 20 сжатый воздух поступает из сети в кольцевую проточную камеру 23, откуда поступает постоянно через дроссельные впускные каналы 6 и 7 в крышке 5 и далее по воздухоподводящим каналам 12 и 13 и их выводам 14 и 15 в центральном канале 24 корпуса 1 в управляемые ка.меры рабочего 3 и холостого 4 ходов соответственно.

Поскольку (в положении на фиг. 1) камера 3 через выпускной канал 16 сообщена с выпускной ка.мерой 17 и посредством каналов 18 в кожухе 19 с атмосферой, то воздух, натекаемый из сети в камеру 3, вынус- кается и в ней поддерживается давление, близкое по величине атмосферному. Обеспечивает цод,держание такого давления то, что проходное сечение выпускного канала 6 существенно меньше проходного сечения выпускного канала 16.

Воздух, натекаемый в камеру 4, накапливается, давление в ка.мере 4 повышается и под действием образовавшегося и.мпуль- са силы ударник 2 начинает движение от инструмента 25, соверщая холостой ход. После перекрытия ударником 2 выпускного канала 16 камера 3 с ат.мосферой разобщается и в пей начинает наканливаться воздух. Часть отсеченного в камере 3 воздуха и воздуха, иоступающего из сети по каналам 6 и 12, начинает поступать через дроссельный перепускной канал 11 подвижной крышки 10 в акку.муляционную ка.меру 8, давление воздуха в которой ноддерживает- ся несколько меньшим, чем в камере 3.

После открытия ударником 2 выпускного канала 15 из камеры 4 начинается выпуск отработавшего воздуха со сравнительно быстрым нонижение.м его давления до величины, близкой атмосферному. При движении ударника 2 давление воздуха в камере 3 и сообщенной с ней камере 8 повышается, что обусловливает перемещение крыщки 9 от днища 10 и более интенсивное заполнение объема камеры 8. В результате пере.менаения крышки 9 пружина 22 в буферной камере 21 сжимается до тарированного положения и крышка 9, затормаживаясь, останавливается. Возрастающее давление воздуха в ка.мере 3 но мере движения ударника 2 обусловливает переме- пдение днища 10 нрн некотором увеличении давления воздуха в.камере 8 как за счет сжатия ее объема, так и за счет перетекания воздуха из камеры 3. При выравнивании давлений воздуха в камерах 8 и 3 ударник 2 затормаживает свое движение и останавливается Б расчетном положении, когда

давление воздуха в камере 8 больше, чем в камере 3. Таким образом, торможение ударника 2 и днища 10 осуществляется одновременно при больщем наколлении количества воздуха и более высоком давлении его в камерах 3 и 8 по сравнению с подвижной аккумуляционной камерой постоянного объема, что обусловливает большее ускорение разгона ударника 2 в начальный период его рабочего хода, который начинается сразу же после остановки ударника 2 в расчетном положении. Кроме того, пониженное противодавление воздуха со стороны камеры 3 в конце холостого хода обусловливает больший ход ударника 2 и, следовательно, большую его потенциальную энергию, которая преобразуется при рабочем ходе в кинетическую и обеспечивает дополнительное увеличение ударной мощности молотка. Также меньшее по величине и плавно изменяющееся в конце холостого (и начале рабочего) хода ударника 2 давление воздуха в камере 3 и соответствующее ему воздействие силы давления через крышку 9, пружину 22, крышку 5 и рукоятку 20 обеспечивает меньщую по величине требуемую силу нажатия на молоток, что улучшает санитарно-гигиенические условия его эксплуатации.

По мере ускоренного движения ударника 2 при его рабочем ходе объем камеры 3 увеличивается, однако давление воздуха в ней поддерживается близким по величине к постоянному. Это обусловливается вначале перемещением днища 10 вслед за ударником 2, а затем - крыщки 9 с выталкиванием части воздуха из камеры 8 через дроссельный перепускной канал 11 в камеру 3 при одновременном натекании в нее сетевого воздуха посредством дроссельного канала 12 и его выхода 14.

Таким образом, изменение объема камеры 8 за счет перемещения крышки 9 позволяет поддержать более высокое давление воздуха в камере 3 на большем участке хода ударника 2, чем при аккумуляционной камере с постоянным объемом. Указанное предопределяет также запаздывание снижения силы нажатия на молоток и улучшает санитарно-гигиенические условия эксплуатации молотка.

Благодаря подвижности крышки 9 обеспечивается несколько большее давление в камере 8, а значит и большие ее потенциальные возможности обеспечения более высокого среднего давления воздуха по пути ударника 2. Указанное обеспечивает большее приращение кинетической энергии ударника 2 и дополнительное повышение ударной мощности молотка. Следовательно, подвижность глухой крыщки 9 и изменяемость объема аккумуляционной камеры 8 обеспечивает при рабочем ходе ударника 2 без увеличения расхода воздуха из сети более эффективное накопление и использование по времени и давлению имеющегося в камере 8 воздуха, т.е. осуществляется процесс с повышенным КПД использования энергии сжатого воздуха аккумуляционной камеры 8.

5

При перекрытии ударником 2 выпускного канала 16 в камере 4 нагнетается процесс сжатия воздуха, отсеченного в камере 4, и воздуха, натекающего в нее посредством канала 13 и дроссельного канала 7 из камеры 23. С момента открытия ударником 2 канала 16 камера 3 сообщается с камерой 17 и посредством каналов 18 в ко0 жухе 19 с атмосферой. Давление в камере 3 понижается до величины, близкой атмосферному, а в камере 8 оно медленнее и полного выпуска воздуха благодаря его дросселированию в камеру 3 через дроссельный перепускной канал 11 не происходит. Ос5 тавшаяся часть воздуха в камере 8 исполь,- зуется в очередном рабочем цикле молотка, что способствует снижению расхода воздуха непосредственно из сети. Преодолевая противодавление воздуха со стороны

0 камеры 4 ударник 2 наносит удар по инструменту 24 и указанный процесс повторяется с той лишь разницей, что в очередном импульсе холостого хода включается доля импульса отскока ударника 2 от инструмента 24.

фиг.

Фиг.

(риг.

фиг.5