Пневматическое реверсивное устройство ударного действия Советский патент 1987 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к строительной технике и предназначено для устройств ударного действия, применяемых, например, для пробивания скважины в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. . . Известно пневматическое реверсивное устройство, содержащее цилиндрический корпус, ударник с окном и по- лостью в хвостовой части, в здухорас пределительный патрубок с резьбой и гайку с каналами.

Недостатком этого устройства является неудобство в работе и продолжи- тельность процесса переключения с одного режима работы устройства на другой. Для исключения самопроизвольного переключения, машины с одного режима работы на другой увеличивают необходимое для реверсирования количество оборотов (в серийных машинах 10-14 оборотов).

Для реверсирования необходимо отключить подачу сжатого воздуха, от- соединить воздухоподводящие шланги и вращением шланга обеспечить поворот патрубку на 10-14 оборотов, что при длинных скважинах не всегда возможно. Все это приводит к увеличению продолжительности процесса переклю - чения с одного режима работы на другой.

Наиболее близким по технической сущности является пневматическое реверсивное устройство ударного действия, содержащее корпус, ударник с окном и полостью в.хвостовой час

ти , образующий с корпусом переднюю рабочую камеру, ступенчатый патрубок, закрепленный в хвостовой части кор- пуса, образующий с ударником заднюю рабочую камеру, имеющий выступ, взаимодействующий с упорами корпуса, и амортизатор с каналами.

Недостатками этого устройства являются небольшая долговечность ударника и корпуса, которые ослаблены соответственно продольным пазом и выс-- тупом, малая производительность, так как приходится уменьшить энергию удара, чтобы напряжения в ослабленном ударнике не превь1С1-ши допустимые, ненадежность работы устройства, возможно заклинивание ударника с выступом., входяш 1м в паз ударника из-за, например, попадания грунта между пазом и выступом.

0

0

5

0

5

0

55

g

5

Цель изобретения - повышение энергии удара и надежности работы - достигается тем, что в пневматическом реверсивном устройстве ударного действия, содержащем корпус, ударник с окном и полостью в хвостовой части, образующей с корпусом переднюю рабо- чую камеру, ступенчатьй патрубок, закрепленный в хвостовой части корпуса, образующий с ударником заднюю рабочую камеру, имеющий выступ, вза- имодействуюш;ий. с упорами корпуса, и амортизатор с каналами, полость ударника и патрубок расположены эксцентрично относительно продольной оси устройства, причем большая ступень патрубка выполнена с прорезью.

Передняя часть ударника выполнена эксцентрично относительно продольной оси устройства, причем массы частей ударника, расположенные симметрично о.тносительно продольной оси устройства, равны между собой.

Кроме того, между передним торцом ударника и полостью выполнена лыска, причем массы частей ударника, расположенные симметрично относительно продольной оси устройства, равны между собой.

На фиг, 1 показано устройство, продольное сечениеi на фиг, 2 - устройство с эксцентричной передней частью ударника-, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 5 - сечение В-Б на фиг.2; на фиг.6 - устройство с лыской, размещенной в средней части ударника; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - устройство с ассийетричными воздухораспределительными кромками патрубка.

Пневматическое реверсивное устройство состоит из корпуса 1, ударника 2 с окном 3 и полостью 4 в хвостовой части. В полости 4 ударника 2 размещен патрубок 5, имеющий две ступени. В ступени большего диаметра патрубка 5 выполнена прорезь 6, которая размещена ниже продольной оси его симметрии, Патрубок 5 выполнен с возможностью вращения вокруг своей продольной оси симметрии, закреплен, в хвостовой части корпуса 1 и своей ступенью большего диаметра установлен в хвостовой полости 4 ударника 2, которая выполнена смещенной относительно продольной оси устройства (эксцентриситет е показан на фиг. 1).

Корпус 1 совместно с ударником 2 образует камеру 7 обратного хода ударника 2. Совместно с патрубком 5 ударник 2 образует камеру 8 прямого хода ударника 2. Совместно корпус 1, ударник 2 и патрубок 5 образуют выхлопную камеру 9. Патрубок 5 з.акреп- лен к корпусу 1 посредством амортизатора, 10, имеющего каналы 11 для выхлопа сжатого воздуха из камеры 9 в атмосферу. Амортизатор 10 имеет упоры 12,- взаимодействующие с выступом 13 патрубка 5, ограничивающие поворот патрубка 5 (фиг. 3).

В ударнике 2 может быть выполне- на передняя часть 14, эксцентрично относительно продольной оси устройства (фиг. 2), либо лыска 15 (фиг.6) размещенные в средней части ударника 2, причем массы частей ударника, расположенные симметрично относительно продольной оси устройства, равны между собой.

Патрубок 5 выполнен с прорезью 6 при этом расстояние между торцами 16 и 17 патрубка 5 (фиг. 2), определяющими момент впуска сжатого воздуха из камеры 8 в камеру 7 и выхлопа сжатого воздуха их камеры 7 в камеру 9 при работе в режиме прямого хода устройства, может быть равным (фиг. 8) или большим (фиг. 1, 2 и 6) расстояния между торцами 18 и 19 патрубка 5 определяющими момент впуска сжатого воздуха и выхлопа его из камеры 7 в режиме работы устройства на обратном ходу. .

YcTpofic.TBo работает следующим образом.

Прямой ход устройства.При подаче сжатого воздуха в камеру 8 прямого хода ударника 2 последний движется вперед, нанося в своем переднем положении удар по передней части корпуса 1 (положение показано на фиг. 1). После прохождения окна 3 ударника 2 передней торцовой кромки 16 (фиг. 2) патрубка 5 сжатый воздух из камеры 8 через окно 3 ударника 2 поступает в камеру 7 обратного хода ударника 2. В связи с тем, что площадь ударника 2 со стороны камеры 7 больше площади ударника 2 со стороны камеры 8, ударник 2 начинает двигаться в сторону хвостовой части за счет расширения сжатого воз- .духа в камере 7. После прохождения ..окна 3 ударника 2 задней кромки 17

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(фиг. 2) патрубка 5 сжатый воздух из камеры 7 через окно 3 ударника 2 поступает в камеру 9 и оттуда через канал 11 амортизатора 10 удаляется в атмосферу. За счет давления сжатого воздуха, находящегося в камере 8, ударник 2 движется вперед и цикл повторяется.

В связи с тем, что полость 4 ударника 2 смещена относительно продольной оси ударника ,2.(на величину эксцентриситета е) и в ней установлен патрубок 5, ударник 2 зафиксирован от поворота относительно корпуса 1, поэтому в режиме прямого хода окно 3 ударника 2 взаимодействует только с кромками 16 и 17 патрубка 5, находящимися над осью симметрии патрубка 5 ..

Для того чтобы исключить передачу составляющей ударного импульса, возникающего из-за ассиметричности мае-, сы ударника 2 по отношению к продольной его оси, предусмотрено два варианта.

Уравновешивание массы ударника 2 за счет выполнения: а) передней части 14 ударника эксцентрично относительно продольной оси (фиг. 2) устройства; б) лыски 15 (фиг. 6), размещенной в средней части ударника 2.

При использовании вариантов по фиг. 2 и 6 распределение массы ударника 2 относительно продольной его оси становится симметричным, т.е. насколько эксцентричная полость 4 уменьшает массу ударника 2, лежащую ниже его продольной оси, настолько лыска 15 (эксцентричная поверхность 14) уменьшает его массу, лежащую выше его продольной оси. В силу этого происходит удар по оси симметрии ударной массы ударника 2. В результате при ударе не возникает поперечной составляющей от ударного импульса.

При использовании патрубка 5 с асимметричными воздухораспределительными торцовыми кромками (фиг. 1, 2, 6) при прямом ходе кромки 16 и 17 взаимодействуют с окном 3 ударника 2. Прорезь 6 (а следовательно, и торец 18 патрубка 5) в воздухораспределе- нии не участвует.

Обратный ход устройства.

Для переключения на обратный ход необходимо развернуть патрубок 5 на 180 . В этом случае с окном 3 ударника 2 взаимодействуют торцовые кромки 18 и 19 патрубка 5, которые были расположены ниже продольной оси (сейчас они займут положение над продольной осью патрубка 5). .

При подаче сжатого воздуха в камеру 8 ударник 2 движется вперед и после прохождения окна 3 ударника 2 торцовой кромки 18 патрубка 5 сжатый воздух через прорезь 6 патрубка 5, окно 3 ударника 2 поступает, в каме- ру 7, так как кромка 18 патрубка 5 расположена ближе к хвостовой части корпуса 1, впуск сжатого воздуха в камеру 7 обратного хода ударника 2 происходит раньше, чем при прямом ходе устройства. В силу этого ударник 2 остановится сжатым воздухом, находящимся в камере,7, раньше и yj3,apa по передней, части корпуса 1 не произойдет.

Под действием сжатого воздуха, находящегося в камере 7, ударник 2 ,перемещается назад до момента удара по хвостовой части корпуса 1. Ход ударника 2 назад будет более длинен в связи с большим объемом камеры 7 (будет более интенсивный заблок ударника 2), как показано на фиг. 1, 2, 6, или за счет более позднего выхлопа (фиг. 8). После нанесения удара по хвостовой части корпуса 1 ударник 2

0

5

пойдет вперед, как бьто описано выше. Цикл повторится.

При использовании вариантов конструкции, показанных на фиг. 1, 2и6 у которых патрубок 5 выполнен с асси- метричными воздухораспределительными торцами, т.е. расстояние между тор- цами 16 и 17, управляющими движением ударника 2 при прямом ходе, больше расстояния между торцами 18 и 19, управЛЯЮШД-1МИ движением ударника 2 при обратном-ходе, длина прорези 6 выполняется такой; чтобы время впуска сжатого воздуха через прорезь обеспечило бы заполнение камеры 8 сжатым воздухом для исключения удара ударника 2 по передней части корпуса 1.

Однако в высокочастотных устройствах, когда длина большей ступени патрубка 5 мала, использовать такую конструкцию исключено (а порой не возможно), так как требуемая длина прорезай 6 может- быть соизмерима с 5 длиной патрубка, поэтому можно использовать конструкцию, показанную на фиг. 8. Такая конструкция позволяет удлинить расстояние между кромками 18 и 19. Нужно отметить, что при этом необходимо удлинять корпус 1 .

Использование изобретения позволит повысить энергию удара и надежность работы устройств ударного действия.

0

0

И-Л

б-б

в В

Ю

11

1Z

Фие.З

ч .«

tput.

0ut.S

фие.6

. 7

16

/// х / у//////////// /xAy

Г,.

L/7

Л/

/ 7 / ////////// / ////:////////////Л/ /// у

J.

/7

/

Фиг, 8

18

19