Устройство ударного действия Советский патент 1992 года по МПК E21C3/20 E02F5/30 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для разрушения горных пород и искусственных материалов.

Цель изобретения - повышение надежности-и долговечности устройства за счет повышения плавности демпфирования.

На фиг.1 дано устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З узел I на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство ударного действия содер; жит манипулятор 1 с рукоятью и смонтированным на ней гидроцилиндром 2 управления положением рабочего органа - высокоэнергетического гидропневмомоло- та 3 и демпфирующую подвеску. Последняя содержит стуйвнчатую цилиндрическую обойму 4, охватывающую корпус 5 гидропневмомолота 3. Во внутренней полости большой ступени обоймы 4, ограниченной внутренней цилиндрической поверхностью и торцевыми крышками 6 и 7 с возможностью продольного перемещения располо- жен кольцевой выступ 8 корпуса 5 гидропневмомолота 3. Кольцевой выступ 8 своей наружной сферической поверхностью контактируете внутренней цилиндрической поверхностью обоймы 4. На нижнем конце меньшей ступени обоймы 4 имеется кольцо 9. с которым контактирует корпус 5 гидропневмомолота 3 при его предельных отклонениях от вертикали при демпфировании.

Гидропневмомолот 3 состоит из корпу- са 5, в направляющих которого с возможностью продольного перемещения расположен ударник 10, имеющий бурт 11. В верхней части корпуса 5 выполнена герметичная полость 12, заполненная сжатым газом. В нижней части в своих направляющих установлен инструмент 13. Взводящая полость 14 образована внутренней поверхностью корпуса 5, наружной поверхностью ударника 10 и нижним торцом его бурта 11. Над верхним торцом бурта 11 расположена.переливная полость 15. которая через отверстие 16 постоянно соединена со сливной магистралью. Взводящая полость 14 через отверстия 1 7, кольцевую полость 18 и управ- ляющий золотник 19 периодически может присоединяться либо к источнику давления 20, либо к переливной полости 15. В кольцевом выступе 8 корпуса 5 выполнена внутренняя замкнутая кольцевая полость 21 (см. фиг.2,3,4), заполненная рабочей жидкостью. Полость 21 посредством обратного 22 и предохранительного 23 клапанов сообщается с кольцевой полостью 18, а следовательно, и с взводящей полостью 14. В обеих торцевых стенках кольцевого выступа 8 размещены две группы гидроцилиндров 24 с поршнями 25 и полыми штоками 26. Поршневые полости 27 гидроцилиндров 24 посредством дроссельных отверстий 28 сообщены с полостью 21 кольцевого выступа 8. Штоковые полости 29 указанных гидроцилиндров 24 посредством каналов 30 сообщены с кольцевой полостью 18 молота 3. Уплотнение 31 служит для предотераще- ния утечек жидкости из надпоршневой полости 29 наружу через зазор между штоком 26 и отверстием в выступе 8. Сферические торцы штоков 26 при вертикальном положении гидролиевмомолота 3 контактируют с верхней 6 или нижней 7 крышками цилиндрической обоймы 4.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы полость 12 гидропневмомолота 3 заполняют газом с давлением соответствующим заданной энергии удара. В исходном положении, когда на гидропневмомолот 3 не действует никаких внешних сил его ось совпадает с осью обоймы 4, При подаче рабочей жидкости от источника давления 20 через золотник 19 во взводящую полость 14 в последней повышается давление и ударник 10 под действием давления на его кольцевой бурт 11 поднимается вверх. Жидкость, находящаяся в переливной полости 15 через отверстие 16 сливается в бак.

В кольцевой замкнутой полости 21 выступа 8 (см. фиг. 1 -4) устанавливается давление равное давлению во взводящей полости 14, так как указанные полости связаны между собой посредством обратного клапана 22. В верхнем крайнем положении ударника 10 происходит переключение золотника 19, при котором взводящая 14 и переливная 15 полости оказываются сообщенными между собой. Давление рабочей жидкости во взводящей полости 14 уменьшается и становится близким к величине давления в сливной магистрали. В результате чего ударник 10 под действием сжатого газа в полости 12 на его верхний торец разгоняется, и в конце своего пути наносит удар по инструменту 13, опертому на разрушаемый объект.

При этом возможно несколько случаев расположения инструмента относительно разрушаемого объекта. Если ось инструмента 13 расположена к поверхности объекта под углом близким к 90°, то на инструмент 13 со стороны разрушаемого объекта действует сила реакции, направленная вдоль оси инструмента.

Если угол между осью инструмента 13 и поверхностью разрушаемого материала отличается от 90°, то в этом случае равнодействующая сил реакции будет направлена под углом к оси инструмента 13, т.е. помимо осевой составляющей на инструмент 13 бу- дет действовать поперечная составляющая силы, направленная под прямым углом к его оси. Максимальное значение поперечной составляющей будет, очевидно, при угле встречи инструмента с поверхностью разрушаемого материала равным 45°. Поперечная составляющая равнодействующей от инструмента 13 передается корпусу 5 гидропневматического молота 3, вследствие чего последний поворачивается в вертикальной плоскости вокруг точки подвеса - центра кольцевого выступа 8 в направлении действия равнодействующей силы.

При этом за счет поворота кольцевого выступа 8 корпуса 5 молота половина верхних и половина противоположно расположенных нижних штоков 26, упираясь сферическими торцами / в торцевые крышки 6 и

7 обоймы, перемещаются внутрь гидравлических полостей 27 кольцевого выступа 8, сжимай находящуюся в полости 21 жидкость, в результате чего давление жидкости увеличивается.

Кромо того, жидкость из полостей 27 вытесняется в полость 21 через дроссель- ные отверстия 28 малого сечения, поэтому в полостях 27 давление жидкости будет значительно превышать величину давления в полости 21.

Давление жидкости действует на торец поршня 25 и днище полости 27. Если при этом шток 26 своим сферическим концом не упирается в крышку 6 или 7 обоймы 4, то поршень 25 (см.фиг.З) занимает крайнее верхнее положение и своим верхним бур- том упирается в днище полости 27 и силы, действующие на поршень 25 и выступ 8 взаимно уравновешиваются и не оказывают никакого воздействия на корпус 5 молота 3.

8 случае же, когда торец штока 26 опирает- ся на торцевую крышку 6 или 7, сила давления жидкости, действующая на днище полости 27, стремится препятствовать повороту молота 3, вызванного ударом инструмента 13 по разрушаемому материалу. Таким образом, при любом отклонении молота 3 от вертикального положения на корпус 5 молота действует восстанавливающий момент, стремящийся вернуть его снова в вертикальное положение. При этом на ма- нипулятор базовой машины будет действовать смягченный, растянутый по времени импульс, амплитуда которого во много раз меньше, чем при жесткой навеске молота 3 на базовую машину.

Благодаря наличию дроссельного отверстия 28 давление в полости 27 во время последующего после удара отклонения молота от вертикали близко к постоянной величине. После остановки молота за счет энергии сжатой жидкости молот возвращается в исходное до удара положение. За счет перетекания жидкости через дроссельное отверстие 28 происходит поглощение кинетической энергии корпуса 5 молота и превращение ее в тепловую энергию нагрева жидкости.

В случае, если момент сил на инструмен; те 13 превосходит восстанавливающий момент, создаваемый демпферной подвеской

4, то наружная поверхность корпуса 5 контактирует с кольцевым упором 9 (см.фиг, 1) обоймы 4, тем самым предотвращая разрушение демпферной подвески. Помимо демпфирования боковых нагрузок при ударах под углом к поверхности обрабатываемого материала, данное устройство защищает манипулятор и базовую машину от чрезмерных осевых нагрузок, возникающих при холостых ударах молота, когда вся его энергия гасится внутренним гидравлическим тормозом или при резких опусканиях молота на обрабатываемый материал.

В этом случае при движении молота 3 вниз относительно обоймы 4 происходит перемещение всех нижних штоков 26 внутрь полости 27. В результате действия давления жидкости на выступ 8 корпуса 5 молота происходит плавное затормаживание молота на пути хода штоков 26. Сообщение надпор- шневой полости 29 гидроцилиндров 24 с взводящей полостью 14 гидропневмомоло- та посредством каналов 30 позволяет защитить мягкое уплотнение 31 от воздействия высокого давления жидкости, которое развивается в полостях 21 и 27 в момент удара.

Формула изобретения

1. Устройство ударного действия, включающее гидропневмомолотс взводящей полостью, кольцевой выступ корпуса которого охвачен с возможностью ограниченного перемещения имеющей верхнюю и нижнюю крышки обойной демпфирующей подвески, связанной с манипулятором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности устройства за счет повышения плавности демпфирования, демпфирующая подвеска выполнена в виде двух групп гидроцилиндров, установленных в кольцевой полости выступа корпуса гидро- пневмомолота с возможностью взаимодействия их полых штоков соответственно с верхней и нижней крышками обоймы, причем поршневые полости гидроцилиндров сообщены через дроссельные отверстия с кольцевой полостью выступа корпуса гидро- пневмомолота, связанной через обратный и предохранительный клапаны с взводящей полостью гидропневмомолота, сообщенной со штоковыми полостями гидроцилиндров.

2. Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что нижняя крышка обоймы выполнена в виде упора для ограничения поперечного перемещения гидромолота.

О5 Ю

in ю о гл-л

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для разрушения горных пород и искусственных материалов. Надежность и долговечность устройства повыше- ны за счет повышения плавности демпфирования. Устройство ударного действия содержит гидропневмомолот 3 с возводящей полостью 14 ударника 10 и инструментом 13. установленный на манипулятрре 1 через демпфирующую подвеску. имеющую обойму 4. Демпфирующая подвеска выполнена в виде двух групп гидроцилиндров 24, установленных в кольцевой полости 21 выступа 8 корпуса 5 гидропнев- момолота 3 с возможностью взаимодействия их полых штоков 26 соответственно с верхней 6 и нижней 7 крышками обоймы 4. Поршневые полости 27 гидроцилиндров 24 сообщены через дроссельные отверстия 28 с кольцевой полостью 21. Полость 21 связана через обратный и предохранительный клапаны с взводящей полостью 14. Полость 14 сообщена с штоковыми полостями гидроцилиндров 24. При ударе ударника 10 по инструменту 13 на корпус 5 передается поперечная составляющая равнодействующей силы реакции от инструмента, которая воспринимается через штоки 26 рабочей жидкостью в полости 27. Крышка 7 выполнена в виде упора для ограничения поперечного перемещения гидропневмомолота.З. Демпфирование осуществляется за счет пе- ретекания рабочей жидкости из полости 27 в полость 14 через дроссельные отверстия 28. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. zt Ё V4 О ел ел ел ю

21

Фиг. 5

26

&

Фие.Ц

Ч-