Ударник для машин ударного действия Советский патент 1993 года по МПК B25D17/02 

Изобретение относится к горному, строительному и коммунальному машиностроению, а именно к машинам ударного действия.

Применительно к пневматическим машинам ударного действия известны ударники сплошные и пустотелые, в том числе с наружными выточками-цилиндрической формы как бесступенчатые, так и ступенчатые. В результате этого ударники облегчаются с целью увеличения скорости их движения и соответственно увеличивая чаете ты ударов и энергии, передаваемой ударником, хвостовику рабочего инструмента.

эименение ударников указанных форм язано также с необходимостью создания

П

СЕ

более оптимальных режимов управления впуском сетевого воздуха в рабочие камеры, а также выпуском из них.

Известен ударник для машин ударного эйствия, состоящий из металлического трубчатого корпуса, полимерной втулки, в которой расположен металлический сердечник конической формы, расположенный так,

что его большее основание обращено в сторону хвостовика рабочего инструмента. Причем все три элемента ударника расположены соосно. Достоинством этой конструкции ударника является то, что, изменяя соотношения размеров конического сердечника, металлического трубчатого корпуса и полимерной втулки, можно без изменения расхода воздуха при одних и тех же габаритных размерах ударника изменять массу ударника в целом и соответственно увеличивать или уменьшать скорость движения ударника (частоту ударов), время соударения ударника с хвостовиком рабочего инструмента. При этом увеличение времени соударения способствует более полной передаче кинетической энергии ударника хвостовику рабочего инструмента, что повышает КПД машины в целом. Кроме того, полимерная втулка выполняет функции зву- копоглотителя, так как ее материал значительно менее звукопроводный в сравнении с Металлом, из которого изготавливается конический сердечник.

ел С

Недостатком описанного решения является то, что в таком ударнике не обеспечена достаточная надежность взаимного соединения его элементов. К недостаткам относится и тот факт, что конический сердечник имеет переменное по его длине поперечное сечение.

Известен также ударник для машин ударного действия, состоящий из металлического трубчатого корпуса, наружная боковая поверхность которого цилиндрическая, а внутренняя представляет собой поверхности соосных усеченных конусов с общим меньшим основанием. Внутри трубчатого корпуса размещена трубчатая втулка из эластичного материала, например полимерного, в которой расположен металлический сердечник, выполненный в виде двух соосных усеченных конусов с общим меньшим основанием. Достоинством этой конструкции ударника я-вляется то, что за счет наличия металлического сердечника указанной формы обеспечивается надежное взаимное соединение элементов ударника.

Недостатком такой конструкции ударника является то, что конический сердечник, выполненный в виде двух сооснЫх усеченных конусов, имеет переменное по его длине поперечное сечение, а место расположения общего меньшего основания усеченных конусов является концентратором динамических напряжений, возникаю-, щих в ударнике при соударении его с хвостовиком рабочего инструмента. Наличие концентратора напряжения уменьшает срок службы ударника, уменьшает надежность его и машины в целом.

Указанный ударник содержит наибольшее количество существенных признаков в сравнении с предлагаемым и принята качестве прототипа.

Недостатки прототипа и их проявление можно значительно снизить, если исключить наличие в металлическом сердечнике концентратора динамических напряжений, а также выполнить сердечник ударника такой формы, чтобы поперечные сечения его существенно не отличались друг от друга по своим размерам.

Цель изобретения - повышение надежности соединения за счет применения сердечника ударника, не имеющего концентратора напряжений и поперечных сечений, существенно отличающихся друг от друга своими размерами,

Поставленная цель достигается тем, что в ударнике для машин ударного действия, содержащем трубчатый корпус и установленные в нем сердечник, охваченный упругой втулкой из полимерного материала,

наружная поверхность сердечника и внутренняя поверхность корпуса образованы вращением вокруг оси плавной кривой, состоящей из дуг окружности одинакового радиуса. .

На фиг. 1 показано в разрез бесступенчатый ударник с сердечником; на фиг. 2 - то же, с воздухопроводящими каналами; на фиг. 3 - разрез ударника, выполненного со

0 ступенчатым сердечником. . . ... Ударник для машин ударного действия состоит из металлического трубчатого корпуса 1, наружная боковая поверхность которого цилиндрическая, а внутренняя

5 образована вращением вокруг его оси плавной кривой, состоящей из дуг окружностей одинакового радиуса. Внутри трубчатого корпуса размещена трубчатая втулка 2 из эластичного материала, например полимер0 ного. Внутри втулки расположен металлический сердечник 3, представляющий собой тело, полученное вращением плавной плоской кривой, состоящей из дуг окружностей одинакового радиуса. Все. контактные по5

верхности элементов ударника выполнены

согласованными между собой. Во атулке 2 и корпусе выполнены воздухопроводящие каналы 4 и 5 (фиг. 2).

Сборка ударника может производиться

0 следующим образом.

Сердечник и трубчатый корпус ударника закрепляют соосно в центрирующем приспособлении. Затем расплавленный полимерный материал заливают в зазор между

5 сердечником и трубчатым корпусом, причем для обеспечения более надежного соединения элементов ударника между собой контактные поверхности сердечника и трубчатого корпуса выполняются шерохо0 ватыми. ...-..Рабочий процесс протекает следующим образом.

При соударении кинетическая энергия ударника передается рабочему инструменту

5 в точке контакта сердечника 3 с хвостовиком рабочего инструмента 6. При этом время соударения с хвостовиком рабочего инструмента увеличивается с увеличением толщины стенки полимерной втулки, так как

0 материал ее обладает большей деформатив- ностью и меньшей скоростью распространения деформации по сравнению с более жестким материалом сердечника и трубчатого корпуса.

5 Увеличение времени соударения (за счет того, что трубчатый корпус продолжает еще движение к хвостовику рабочего инструмента в результате деформации полимерной втулки и удерживает сердечник ударника в контакте с хвостовиком рабочего

инструмента) способствует более полной передаче кинетической энергии ударника хвостовику рабочего инструмента, что повы- шйет КПД ударной машины в целом.

Кроме того, изменяя толщину полимер- ной втулки, можно изменять и общую массу ударника и соответственно увеличивать или уменьшать частоту ударов. Полимерная втулка выполняет также функции звукопог- ло тителя, так как материал ее значительно ме|нее звукопроводный в сравнении с металлом, из которого изготавливается сердечник ударника. Следовательно, машина ударного действия с ударником такой кон- стЬукции будет экологически более чистой. При этом полимерная втулка за счет ее боль- шЈй деформативности. и меньшей скорости распространения деформаций в ней гасит поперечные деформации сердечника, BOS- HI кающие в момент соудаления и практиче- ски не передает их трубчатому корпусу ударника, в результате чего уменьшатся си- ль трения его о направляющий цилиндр. Это способствует также более полной передаче кинетической энергии ударника хво- стрвйку рабочего инструмента, увеличению частоты ударов и увеличению КПД машины в целом.

Высокая надежность взаимного соединения элементов ударника обеспечивается тем, что сердечник ударника выполнен в виде тела, боковая поверхность которого образована вращением вокруг его оси плавной кривой, состоящий из дуг окружностей одинакового радиуса, В результате этого на боковой поверхности сердечника образуются кольцевые выступы-впадины, которые согласуются с такими же впадинами-выступами на внутренней боковой поверхности трубчатого корпуса. Зазор между телом сердечника и трубчатого корпуса заполняет полимерная втулка, в результате чего образуется неразъемное взаимное соединение элементов ударника, исключающее их взаимное проскальзывание, Ударник предлагаемой конструкции не имеет концентраторов напряжений и не имеет также поперечных сечений, существенно отличающихся друг от друга своими размерами, что существенно улучшает его равнопроч- ность и увеличивает долговечность сердечника и всего ударника в целом. Имеется также возможность, изменения толщину полимерной втулки, регулировать время соударения, общую массу ударника, что позволяет повысить КПД ударной машины в целом.

Изобретение относится к ручному инструменту, а именно к машинам ударного действия. Сущность: в ударнике, содержащем металлический корпус, установленный в нем металлический сердечник, охватываемый упругой втулкой из полимерного материала, наружная поверхность сердечника и внутренняя поверхность корпуса образованы вращением вокруг их оси плавной кривой, состоящей из дуг окружностей одинакового радиуса. 3 ил.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

| Ударник для машин ударного действия, содержащий трубчатый корпус и установленный в нем сердечник, охваченный упругой втулкой из полимерного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности соединения, наружная поверхность сердечника и внутренняя поверхность корпуса образованы вращением вокруг их оси плавной кривой, состоящей из дуг окружностей одинакового радиуса.

«TV,. /

Фи г. 2