Машина ударного действия Советский патент 1992 года по МПК B25D11/12 

крепления рабочего инструмента 8 и устройство для торможения ударника 5 при переходе на холостой ход. Новым в машине является выполнение устройства для торможения ударника 5 в виде проточной пневмо- камеры с последовательно расположенными по высоте пневмокамеры пневмосопротивлениями. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к кЬИструкции машины ударного действия для строительства, например для обработки каменных строительных конструкций. Цель изобретения - повышение надежности машин ы путем устранения сбударения ударника с буксой при переходе машины с рабочего режима на холостой ход. Это достигается тем, что машина ударного действия содержит корпус 1 с упорным буртиком 2, установленный в корпусе 1 с кольцевым зазором цилиндр 3, размещенный в цилиндре 3 с возможностью вбзвратно-поступательного движения ударник 5, окна 6 холостого хода, выполненные в нижней части цилиндра 3, буксу 7 для СП ю ел 4 Ю

Изобретение относится к машиностроению, в частности к машинам ударного действия, использующим устройство для торможения ударника при переходе на холостой ход. Изобретение может быть использовано в строительстве и горном деле.

Известна машина ударного действия, содержащая корпус с упорным буртиком, установленный в корпусе коаксиально с зазором цилиндр с ударником, буксу для креплениярабочего инструмента, расположенную на торце корпуса, и устройство для торможения ударника при переходе машины на холостой ход. Устройство для торможения ударника состоит из воздушной подушки в нижней части цилиндра между ударником и буксой и одного цилиндрического отверстия в ударнике для дрос- селирования воздуха в зазор между цилиндром и корпусом.

Известна машина ударного действия, содержащая корпус с упорным буртиком, установленный в корпусе коаксиально с зазором цилиндр с ударником, буксу для креп- ления рабочего инструмента, расположенную на торце корпуса, и устройство для торможения ударника

В прототипе отверстия в стенке цилиндра выполнены с малым отношением длины канала I к его диаметру d (), что обусловливает турбулентный режим истечения воздуха при торможении ударника. В таком устройстве для торможения ударника потери энергии вызваны только местными сопротивлениями на входе и выходе потока. При этом на величину потерь давления не влияют силы трения воздуха о стенки каналов. Поэтому процесс торможения ударника неэффективен. В результате имеет место соударение ударника и буксы при переходе машины на холостой ход и , как следствие, уменьшается надежность машины и повышается вибрация.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение вибрации машины.

Цель достигается тем, что в машине ударного действия, содержащий корпус с упорным буртиком, установленный в корпус коаксиально с зазором цилиндр с ударником, буксу для крепления рабочего инструмента, расположенную на торце корпуса, и

устройство для торможения ударника, последнее выполнено в виде проточной пневмокамеры с последовательно расположенными по высоте пневмосопро- тивлениями, а их суммарное значение Rn выбрано из соотношения

Rn A P/G,

где АР- заданный перепад давления воздуха в пневмокамере;

G - заданный расход воздуха из пневмокамеры.

Указанная характеристика Rn A P/G

обеспечивается тем, что пневмосопротивле- ние выполнены в виде дросселирующих каналов, например цилиндрических, с отношением . При таком отношении параметров Для торможения ударника использовано трение воздуха, возникающее при взаимодействии ламинарных потоков со стенками дросселирующих каналов.

Увеличение расхода воздуха G обеспечивается в заявленной машине за счет увеличения числа дросселирующих каналов путем их последовательного расположения по высоте пневмокамеры.

Выполнение пневмосопротивления в виде радиальных щелей, образованный зазорами стыкуемых поверхностей цилиндра, амортизаторов, ловителя и упорного буртика, позволяет уменьшить стоимость изготовления устройства для торможения ударника без изменения характеристики устройства.

Выполнение пневмосопротивления в виде по меньшей мере одного отверстия, расположенного в упорном буртике и сообщаемого пневмокамеру с зазором между

цилиндром и корпусом машины, позволяет уменьшить мертвое пространство пневмокамеры, что в конечном итоге увеличивает ее аккумулирующую способность и линейность характеристики.

На фиг.1 представлен общий вид машины; на фиг.2,3 и 4 приведены варианты выполнения машины.

Предлагаемая машина ударного действия (фиг.1) содержит корпус 1 с упорным

буртиком 2, цилиндр3, установленный коаксиально с кольцевым зазором 4, размещенный в цилиндре 3 ударник 5, окна 6 холостого хода, буксу 7 для крепления рабочего инструмента 8 и устройство 9 для торможения ударника 5 при переходе машины на холостой ход. Устройство 9 включает воздушную подушку-пневмокамеру 10 в нижней части цилиндра 3 между ударником 5 и буксой 7, пневмосопротивления 11 в цилиндре 3, сообщающие пневмокамеру 10 с кольцевым зазором 4, ловитель 12 и амортизаторы 13.

В соответствии с изобретением устройство 9 выполнено в виде проточной пневмо- камеры 10 с последовательн о расположенными по высоте пневмосопро- тивлениями 11, и их суммарное значение Rn выбрано из соотношения Rn A P/G, где А Р-заданный перепад давлений воздуха в пневмокамере 10;

G - заданный массовый расход воздуха при его истечении из пневмокамеры

Дросселирующие элементы 11 выполнены в виде цилиндрических каналов d отношением длины I канала к его диаметру d l/d 30.

На фиг.2 представлен вариант машины, в которой пневмосопротивпения выполнены в виде радиальных щелей 14, образованных зазорами стыкуемых поверхностей цилиндра 3, амортизаторов 13, ловителя 12 и упорного буртика 2.

На фиг.З представлен указанный вариант машины в момент перехода на холостой ход, когда рабочий инструмент 8 находится в крайнем положении.

На фиг.4 представлен вариант машины, в которой пневмосопротивление выполнено в виде по меньшей мере одного отверстия 15, расположенного вупорно м буртике 2 и сообщающего пневмокамеру 10 со щелью 16 между цилиндрами 3 и корпусом 1 машины.

Обычно, длина начальной воздушной подушки в пневмокамере 10 равна 0,7...1,5 диаметра D ударника 5

Предлагаемая машина ударного действия работает следующим образом.

Ударник 5 совершает возвратно-поступательное движение под действием возмущающей силы, создаваемой ударным механизмом от привода машины (ударный механизм и привод машины не показаны).

Ударник 5 наносит удары по рабочему инструменту 8. Энергия удара ударника 5, передаваемая рабочему инструменту 8, совершает полезную работу по обработке каменных строительных коьструкций. Для перехода машины с рабочего режима на холостой ход необходимо поднять машину на высоту Н При этоим рабочий инструмент 8 под действием силы веса переходит в кр айнее положение.

Ударник 5, двигаясь в сторону буксы 7, перекрывает окна 6 и запирает воздушную подушку с начальной высотой Н в пневмокамере 10. Далее при своем движении ударник 5 сжимает воздушную подушку в пневмокамере 10. Сжатый воздух из пневмокамеры 10 дросселирует через пневмосопротивления 11, представляющие собой каналы с отношением длины I к диаметру

d .

Таким образом, кинетическая энергия движущегося удзрни ка 5 затрачивается на сжатие воздушной подушки в пневмокамере 10, HS вязкое трение при истечении воздуха через пневмосопротивления.

Реализуется доктический режим истечения воздуха. ВвиДу того, что отношение длины цилиндрического отверстия к его диаметру d больше 30, имеет место ламинарное струйное течение воздуха со значительными необратимыми потерями на трение, определяемыми постоянной Рей- нольдса В этом случае турбулизация потоков воздуха не происходит. При

определенном перепаде давления А Р в пневмокамере наблюдается линейная зависимость между перепадом давления А Р и расходом воздуха G как по каждому отверстию отдельно, так и по всей совокупности

отверстий вместе. Поэтому устройство 9 для торможения ударника 5 обладает характеристикой вида Rn A P/G, где АР- перепад давлений воздуха в пневмокамере, рассматриваемый как разность давлений в пневмокамере 10 и зазоре 4.

Расход воздуха зависит от массы воздуха, заключаемого в пкевгиокамере 10, мгновенной скорости движения ударника 5 в

процессе торможения, а также суммарной эффективной площади пневмосопротивле- ний. В кфайнем положении ударник 5 расположен на буксе 7 и открывает своим верхним торцом окно б холостого хода. В

крайнем положении ударник 5 не подхватывается ударным механизмом.

При необходимости перехода с холостого режима на рабочий машину опускают и рабочий инструмент 8 выталкивает ударник

5 в исходное рабочее положение.

На фиг,2 и 3 сжатый воздух из пневмокамеры 10 дросселирует через пневмосопротивления 11, представляющие собой радиальные щели 14, образованные зазорами стыкуемых поверхностей цилиндра 3,

амортизаторов 13, ловителя 12 и упорного буртика 2. Так же как в машине по фиг.1 масса воздуха накапливается в пневмока- мере 10 пропорционально избыточному давлению и при перемещении ударника в процессе перекрытия радиальных щелей 14 масса заключенного воздуха изменяется практически пропорционально изменению объема пневмокамеры 10. Но также изменяется эффективное сечение пневмосопро- тивлений, что дает основание утверждать о неизменности массового расхода воздуха за время торможения ударника 5.

На фиг.4 сжатый воздух целиком вытесняется при торможении ударника 5 через отверстие 15, расположенное в упорном буртике 2 и сообщающее пневмокамеру 10 со щелью 1 б между цилиндром 3 и корпусом 1.

Достоинство машины ударного деист- вия, представленной на фиг.2 и 3, заключается в уменьшении стоимости изготовления дросселирующих элементов.

Достоинство машины ударного действия, представленной на фиг.4, заключается в исключении мертвого пространства в проточной пневмокамере 10.

Во всех вариантах выполнения машины, представленных на фиг.1,2,3 и 4, достигается цель изобретения - повышение надежности машины и снижение вибрации путем устранения соударения ударника 5 и буксы 7 при переходе на холостой ход за счет сохранения достаточного перепада давления А Р в пневмокамере 10.

В соответствии с изобретением необходимое суммарное значение пневмосопро- тивлений Rn выбирают из соотношения

Rn Д Р/С,

где Л Р-заданный перепад давлений воздуха в пневмокамере;

G - заданный расход воздуха из пневмокамеры.

Необходимое количество дросселирующих каналов (пневмосопротивлений) определяют, последовательно располагая их по высоте пневмокамеры 10.

Формула изобретения

Rn - суммарное значение пневмосопротивлений;

Р - заданный перепад давления воздуха в пневмокамере;

G - заданный расход воздуха из пневмокамеры.

Фиг. Z

м

У М

| S3

3