Машина ударного действия Советский патент 1988 года по МПК E02D7/10 E21C37/00 

(Л

12 13

00

to

со

со

ISJ

Изобретение относится к ударным маши- 1ам, предназначенным для использования 15 горной промышленности, в строительстве.

По основному авт. св. № 1052627 из- естна машина ударного действия, включаю- Цхая полый корпус, рабочий инструмент, смонтированный в корпусе, ударник, размеш,ен- ЦЫЙ в полости корпуса и разделяющий указанную полость на две рабочие каме- |ры - переднюю и заднюю, сообщенный с оследней посредством воздухопроводящего рукава, пневматический пульсатор в виде 1ОЛОГО корпуса с подвижным вытеснителем, кинематически связанным с двигателем, причем передняя и задняя рабочие камеры изолированы от внешней среды и сообщены между собой каналом малого проходного сечения 1.

Недостатком известной машины является невысокая удельная мощность.

Цель изобретения - повыщение удельной мощности.

Указанная цель достигается тем, что в машине ударного действия пневматический пульсатор оснащен сообщенными с ним через компенсационные отверстия ресивером и нагнетателем, при этом последний может быть смонтирован в торцовой стенке корпуса пульсатора, который в свою очередь выполнен с разгрузочной полостью, постоянно сообщенной с ресивером.

На фиг. 1 схематически показана предлагаемая машина; на фиг. 2 - то же, вариант.

Машина (фиг. 1) состоит из корпуса 1, рабочего инструмента 2, ударника 3, воздухо- подводящего рукава 4 и пневматического пульсатора, оснащенного приводом, ресивером небольшой емкости и пневматическим нагнетателем малой производительности. Рабочий инструмент 2 смонтирован в передней части корпуса. Во внутренней полости корпуса размещен с возможностью перемещения в осевом направлении ударник 3. Ударник разделяет внутреннюю полость корпуса на две рабочие камеры -переднюю 5 и заднюю 6. Передняя рабочая камера 5 сообщена с задней камерой 6 посредством канала (не показан) малого проходного сечения, который может быть выполнен, например, в ударнике в виде отверстия, щели и т.п. Задняя рабочая камера 6 посредством воздухоподводящего рукава 4 постоянно сообщена с рабочей полостью 7 пневматического пульсатора. Основными элементами пульсатора являются корпус 8 и вытеснитель 9. Вытеснитель может перемещаться вдоль оси корпуса пульсатора. Возвратно-поступательное движение вытеснителя осуществляется с помощью специального механизма, например кривошип- но-шатунного. В качестве привода может быть применен двигатель любого типа, например, электрический. На боковой стенке корпуса пульсатора выполнено компенсационное отверстие 10, посредством которого рабочая полость пульсатора сообщается с ресивером 11 небольшой емкости. Пульсатор может иметь разгрузочную полость 12, образованную стенками корпуса, вытеснителем 9 и щтоком 13 вытеснителя. Разгрузочная полость посредством канала 14 постоянно сообщена с ресивером. Пульсатор, кроме того, оснащен пневматическим нагнетателем, котор. рый может быть смонтирован в торцовой стенке корпуса пульсатора и может приводиться в действие вытеснителем. Пневматический нагнетатель состоит из корпуса 15, плунжера 16 и обратного клапана 17. Для подачи сжатого воздуха от нагнетателя к

ресиверу 11 служит канал 18. На боковой стенке корпуса нагнетателя имеется впускное отверстие 19. Плунжер нагнетателя связан с вытеснителем пульсатора и во время работы мащины движется вместе с вытеснителем.

0 Мащина ударного действия (фиг. 1) работает следующим образом.

При включенном двигателе вытеснитель пневматического пульсатора перемещается возвратно-поступательно вдоль оси корпуса

5 по периодическому закону. При этом давление воздуха в рабочей полости 7 пульсатора, в воздухоподводящем рукаве и в задней рабочей камере мащины изменяется (при установивщемся режиме) по некоторому периодическому закону с периодом, равным

0 периоду движения вытеснителя. Учитывая, что передняя и задняя рабочие камеры машины сообщены между собой каналом малого проходного сечения, давление в указанных камерах не совпадает. Под действием периодически изменяющейся разности давле5 НИИ в передней и задней рабочих камерах ударник совершает возвратно-поступательное движение и наносит удары по х восто- вику рабочего инструмента. Во время работы машины рабочая полость пульсатора при

д каждом рабочем цикле сообщается с ресивером 11 через компенсационное отверстие 10 Плунжер 16 нагнетателя, связанный с вытеснителем 9 пульсатора движется возвратно-поступательно и нагнетает воздух в ресивер 11. Когда давление в ресивере до5 стигает расчетной величины, подача сжатого воздуха в него прекращается. Величина расчетного давления в ресивере зависит от степени сжатия воздуха в нагнетателе и определяется конструктивными параметрами нагнетателя, при этом в периоды

0 времени, когда нагнетатель не подает сжатый воздух в ресивер, он практически не расходует энергию. Энергия, израсходованная на сжатие воздуха в нагнетателе при прямом ходе плунжера, совершает полезную работу при обратном ходе плунжера. Таким образом, нагнетатель предназначается для нагнетания воздуха до расчетной величины в период пуска машины в работу и для поддержания расчетного давления воз5

духа в ресивере при установившемся режиме работы.

Разгрузочная полость 12 пульсатора, постоянно сооба1енная с ресивером 11, выполняет следующие функции. Вследствие повышенного давления воздуха в разгрузочной полости значительно уменьшается величина максимальной нагрузки на привод пульсатора, кроме того, увеличивается объем ресивера и снижаются утечки сжатого воздуха, так как надежное уплотнение на поверхности контакта штока вытеснителя с корпусом пульсатора осуществить проще, чем уплотнение на поверхности контакта вытеснителя с корпусом пульсатора.

Энергия ударов, передаваемая на инструмент, примерно пропорциональна давлению сжатого воздуха в ресивере. Частота ударов при неизменной частоте движения вытеснителя остается постоянной. Следовательно, предлагаемая машина обладает большой удельной мощностью по сравнению с известной, если давление в ресивере превыщает атмосферное. Таким образом, цель изобретения достигается путем использования в качестве рабочей среды, передающей движение-от привода к ударнику, воздуха повышенного давления.

По другому варианту (фиг. 2) машина состоит из корпуса 1, рабочего инструмента 2, ударника 3, воздухоподводящих рукавов 4 и 20 и пневматического пульсатора, оснащенного приводом, ресивером неболь- щой емкости и нагнетателем малой производительности. Рабочий инструмент 2 смонтирован в передней части корпуса. Во внутренней полости корпуса размещен с возможностью перемещения в осевом направлении ударник 3. Ударник разделяет внутреннюю полость корпуса на две рабочие камеры: переднюю 5 и заднюю 6. Задняя рабочая камера б посредством воздухопрово- дящего рукава 4 постоянно сообщена с рабочей полостью 7 пневматического пульсатора. Передняя рабочая камера 5 посред ством воздухопроводящего рукава 20 постоянно сообщена с другой рабочей камерой 21 пульсатора. Основными элементами пульсатора являются корпус 8 и вытеснитель 9. Вытеснитель может перемещаться вдоль оси корпуса пульсатора. Возвратно-поступательное движение вытеснителя осуществляется с помощью специального механизма, например кривошипно-шатунного. В качестве привода может быть применен двигатель любого типа, например электрический. На боковой стенке корпуса пульсатора выполнено компенсационное отверстие 10. Посредством этого компенсационного отверстия рабочие полости пневматического пульсатора сообщаются с ресивером 11 небольшой емкости. Машина может иметь несколько компенсационных отверстий, посредством которых рабочие полости пульсатора могут сообщаться с ресивером. Вытеснитель разделя0

ет внутреннюю полость корпуса пульсатора на две рабочие полости 7 и 21, которые постоянно сообщены с рабочими камерами машины.

Пульсатор, кроме того, оснащен пневматическим нагнетателем, который может быть смонтирован в торцовой стенке корпуса пульсатора и может приводиться в действие вытеснителем. Пневматический на0 гнетатель состоит из корпуса 15, плунжера 16 и обратного клапана 17. Для подачи сжатого воздуха от нагнетателя к ресиверу 11 служит канал 18. На боковой стенке корпуса нагнетателя имеется впускное отверстие 19. Плунжер нагнетателя связан

5 с вытеснителем пульсатора и во время работы машины движется вместе с вытеснителем.

Машина (фиг. 2) работает следующим образом.

При включенном двигателе вытеснитель пневматического пульсатора перемещается возвратно-поступательно вдоль оси корпуса по периодическому закону. При этом давление воздуха в рабочих полостях 7 и 21 пульсатора, в воздухоподводящих рукавах 4

5 и 20 и в рабочих камерах 5 и б мащи- ны изменяется (при установившемся режиме) по некоторым периодическим законам с периодом, равным периоду движения вытеснителя. Под действием периодически изменяющейся разности давлений в передней

0 и задней рабочих камерах ударник совер- щает возвратно-поступательное движение и наносит удары по хвостовику рабочего инструмента. Во время работы машины рабочие полости пульсатора при каждом рабочем цикле сообщаются с ресивером 11 через

5 компенсационное отверстие 10.

Плунжер 16 нагнетателя, связанный с вытеснителем 9, движется возвратно-поступательно и нагнетает воздух в ресивер П. Когда давление в ресивере достигает расQ четной величины, подача сжатого воздуха в него прекращается. Величина рабочего давления в ресивере зависит от степени сжатия воздуха в нагнетателе и определяется конструктивными параметрами нагнетателя. В периоды времени, когда нагнетатель не

5 подает сжатый воздух в ресивер, он практически не расходует энергию. Энергия, израсходованная на сжатие воздуха в нагнетателе при прямом ходе плунжера, совершает полезную работу при обратном ходе плунжера. Таким образом, нагнетатель предназна0 чается для нагнетания воздуха в ресивер до расчетной величины в период пуска машины в работу и для . поддержания расчетного давления воздуха в ресивере при установившемся режиме работы.

Энергия ударов, передаваемая на инстру5

мент, как и в предыдущем случае, примерно пропорциональна давлению сжатого воздуха в ресивере. Частота ударов при неизменной частоте движения вытеснителя остает: ся постоянной. Следовательно, предлагаемая тью по сравнению с известной, если дав- машина обладает большей удельной мощное- ление в ресивере превышает атмосферное.

21 8

фиг. 2