Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Советский патент 1993 года по МПК B25D9/04 

отверстия 16 и 17 (фиг. 3), повторяющие конфигурацию боковых отверстий 10 и 11 и сообщающих их с атмосферой. Внутри корпуса 1 размещен металлический дополнительный корпус 18 (фиг. 1), соединенный с подшипниковым щитом 7 и выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки, внутренняя полость 19 которого не имеет сообщения с атмосферой. В полости 19 дополнительного корпуса 18 размещены рабочие узлы и механизмы ударной машины: редуктор 20, кривошипно-шатунный механизм 21, ударный механизм 22, рабочий инструмент 23.

Ударный механизм 22 компрессионно- вакуумного типа включает установленный в подшипниковых опорах 24 и 25 цилиндр 26, размещенный в нем поршень 27, соединенный с кривошипно-шатунным механизмом 21, ударник 28, соединенный с поршнем 27 воздушной подушкой 29, рабочий элемент

30. контактирующий с буровым инструментом 23 и ударником 28. Между стенками корпусов 1 и 18 имеется продольный канал

31. разделенный по длине на два сообщающихся между собой участка 32 и 33. Первый участок 32 расположен между подшипниковым щитом 7 и зоной 34 воздушной подушки 29.

Второй участок расположен между зоной 34 воздушной подушки 29 и зоной 35 рабочего элемента 30. Зона 34 соответствует пространству вокруг воздушной подушки 29, ограниченному по длине машины с одной стороны торцем 36 ударника 28, примы- кающим к воздушной подушке 29 в положении касания ударника 28 и рабочего элемента 30, а с другой стороны торцом 37 поршня 27, когда последний находится в верхней мертвой точке. Зона 35 рабочего элемента 30 соответствует в данном случае пространству вокруг ударника 28 и рабочего элемента 30. Зоны 34 и 35 ограничены по периферии стенками дополнительного корпуса 18, окружающими источники тепловыделения: воздушную подушку 29 и рабочий элемент 30.

В корпусе 1 (фиг. 4) выполнены также воздуховпускные отверстия 38, расположенные в зоне 35 рабочего элемента. На случай повышенного тепловыделения в зоне 34 воздушной подушки 29 в корпусе 1 выполнены также воздуховыпускные отверстия 39 (фиг. 5), располагаемые в зоне 34. Продольный канал 31 (фиг. 1) сообщается с одной стороны со сквозными отверстиями 14 и 15 подшипникового щита 7, а с другой - с выхлопными отверстиями 38. В случае выполнения машины с повышенной надежностью продольный канал 31 сообщается

одновременно с выхлопными отверстиями 38 и 39 (фиг. 2).

Продвижение потока воздуха по каналам и отверстиям показано стрелками а, Ь,

с, d, e.

Компрессионно-вакуумная машина ударного действия работает следующим образом. Вращение вала 6 (фиг. 1) через редуктор20 передается на

0 кривошипно-шатунный механизм 21, преобразующий вращательное движение двигателя 2 в возвратно-поступательные движения поршня 27 внутри цилиндра 26. Ударник 28, связанный воздушной подушкой 29 с порш5 нем 27, повторяя движения последнего, периодически, в такт с движениями поршня 27, наносит удары по рабочему элементу 30, а через него по рабочему инструменту 23. Работа машины сопровождается интен0 сивным выделением тепла в таких узлах и элементах, как статор 4 и якорь 5 двигателя 2, воздушная подушка 29 и элементы соударения - ударник 28, рабочий элемент 30, рабочий инструмент 23. Вращение вала 6

5 двигателя сопровождается одновременным вращением вентилятора 8, установленного на валу 6, Под действием вентилятора 8 через отверстия корпуса 3 двигателя засасывается атмосферный воздух, поток которого

0 проходит через зазор 9 (показано стрелкой а) между железом статора 4 и якоря 5 и далее к вентилятору 8, лопастями которого через боковые отверстия 10 и 11 в щите 7 поток воздуха выбрасывается в атмосферу

5 (показано стрелкой в).

Скорость вращения коллекторного двигателя 2 значительна (15-30 тысоборотов в минуту), что обеспечивает весьма производительную работу вентилятора 8. Вследст0 вне этого тепло, выделяемое обмотками двигателя 2 из-за существующих электромагнитных потерь и передаваемое железу статора 4 и якоря. 5, эффективно сдувается потоком воздуха, проходящим в зазоре 9.

5 Это исключает возможность перегрева обмоточных проводов и разрушения, а следовательно, их изоляции. При этом для эффективного охлаждения двигателя 2 достаточно двух боковых отверстий 10 и 11

0 (фиг. 3), регулирующих производительность продувки. Через другие два боковых отверстия 12 и 13 поток воздуха от вентилятора 8 не выбрасывается в атмосферу, так как указанные боковые отверстия 12 и 13 закрыты

5 стенками корпуса 1, примыкающего вплотную к корпусу 3 двигателя, и направляется через сквозные отверстия 14 и 15 (показано стрелками с) в продольный канал 31 (фиг. 3). Это становится возможным благодаря тому, что дополнительный корпус 18 выполнен в виде замкнутой герметичной оболочки, не допускающей контакта воздушного потока и смазывающих материалов внутри корпуса 18. Выход этой части потока воздуха в атмосферу осуществляется через выхлопные отверстия 38 в корпусе 1 (показан стрелкой d), расположенные в зоне 35 наиболее интенсивного выделения тепла. Этой частью потока воздуха одновременно сдувается со стенок дополнительного корпуса 18 тепло, выделяемое как в зоне 34 воздушной подушки 29, так и в зоне 35 рабочего элемента 30. Передача тепла от источников тепловыделения к стенкам дополнительного корпуса 18, находящихся в указанных зонах 34 и 35, осуществляется как за счет повышенной теплопроводности цилиндра 26, охватывающего два последних источника тепловыделения, подшипниковых опор 24 и 25 и самих стенок дополнительного корпуса 18, так и за счет конвенции. Поток воздуха, направленный вдоль стенок дополнительного корпуса 18, находящихся в зонах 34 и 35, удаляет подводимое к ним тепло. При этом важно, что поток воздуха направлен в сторону, противоположную двигателю 2, что исключает проникновение и передачу тепла из зон 34 и 35 через обладающие большой теплопроводностью стенки металлического дополнительного корпуса 18 к подшипниковому щиту 7, а затем и к обмоткам статора 4 и якоря 5.

Устранение возможности подвода дополнительного тепла извне к обмоткам двигателя 2 увеличивает их надежность, а с учетом того, что двигатель 2 является самым уязвимым в смысле надежности узлом, происходит автоматическое увеличение надежности машины в целом.

С целью более эффективной работы потока воздуха продольный канал 31 выполнен из двух участков 32 и 33 по длине дополнительного корпуса 18. Поступление потока воздуха в первый участок 32 сосредоточено в месте нахождения сквозных отверстий 14 и 15 (показано стрелками с) подшипникового щита 7. С целью распределения потока воздуха по всему сечению продольного канала 31 площадь зазора между стенками корпусов 18 и 1 выполнена намного большей площади сквозных отверстий 14 и 15. При прохождении потока воздуха через сквозные отверстия 14 и 15 в продольный канал 31 скорость воздуха на первом его участке 32 резко падает и к моменту вхождения потока воздуха во второй участок 33 успевает распределиться по всему сечению продольного канала 31, При этом сдув выделяемого тепла осуществляется по

всей поверхности дополнительного корпуса 18.

Дальнейшее продвижение потока воздуха по второму участку 33 продольного канала 31 осуществляется по всему его сечению. Площадь сечения продольного канала 31 на втором его участке 33 выполнена меньшей, чем на первом участке 32.

Учитывая при этом сплошность потока,

0 скорость воздуха в продольном канале 31 второго участка 33 возрастает, что обеспечивает эффективное теплоудаление на участке максимального выделения тепла - в зоне 35 рабочего элемента 30.

5 Если ударный механизм 22 выполнен с очень короткой воздушной подушкой 29 и степень сжатия ее намного превышает степень разрежения, тепловыделение от этого источника становится сравнимым с тепло0 выделением от элементов, находящихся под действием удара. В этом случае становится целесообразным удалением части нагретого воздуха в зоне 34 воздушной подушки 29 (фиг. 2) делать сразу после ее прохождения

5 через выхлопные отверстия 39 (фиг. 5) корпуса 1 (показано стрелками е). При этом исключается прохождение чрезмерно нагретого воздуха к зоне 35 и дополнительный ее нагрев. Охлаждение зоны 35 происходит

0 как оставшимся потоком воздуха через воз- духовыпускные отверстия 38, так и конвенционным путем. Распределением площадей воздуховыпускных отверстий 38 и 39 можно оптимизировать процесс охлаждения зон

5 34 и 35.

Таким образом, описанная выше конструкция компрессионно-вакуумной машины обеспечивая полную электроизоляцию корпусных деталей, в то же время позволяет

0 имеющимся в двигателе 2 вентилятором 8 производить обдув всех основных источников тепловыделения, снижая общий тепловой режим машины и повышая тем самым ее надежность.

5 Экономический эффект от применения описанной компрессионно-вакуумной машины ударного действия ожидается получить за счет повышения ее надежности по сравнению с аналогичными машинами, выполненными

0 традиционным способом, когда дополнительный корпус электроизоляционный и одновременно явл яется наружным, например перфоратор UBH 2/20 фирмы Бош (ФРГ). В этой машине отвод тепла от корпусной детали

5 осуществляется конвенционным способом. Неметаллический, а полимерный, с плохими характеристиками теплопередачи такой корпус является скорее теплоизолятором. При этом выделяемое механизмами тепло нагревает подшипниковый щит, а затем и обмотки статора и якоря. Дополнительный нагрев обмоточных проводов двигателя приводит к снижению надежности последнего и машины в целом.

Указанный дополнительный нагрев об- моточных проводов двигателя исключен в предлагаемой машине, что и увеличивает ее надежность, определяющую экономический эффект.

Формула изобретения 1. Компрессионно-вакуумная машина ударного действия, содержащая корпус, размещенный в нем электродвигатель с валом, закрепленный на валу вентилятор, подшипниковый щит со сквозным отверстием, уста- новленный в корпусе дополнительный корпус с рабочим элементом и ударником и поршнем, разделенными воздушной подушкой и образующими соответственно зоны воздушной подушки и рабочего элемента, по крайней мере один продольный канал, размещенный

ИГ

между корпусом и дополнительным корпусом и связывающий сквозное отверстие подшипникового щита с выхлопным отверстием корпуса и рабочий инструмент, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, дополнительный корпус выполнен в виде замкнутой герметичной оболочки, продольный канал образован двумя участками, первый участок расположен между подшипниковым щитом и зоной воздушной подушки, второй участок - между зонами воздушной подушки.и рабочего элемента, а выхлопное отверстие - в зоне рабочего элемента.

2. Машина ударного действия по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным выхлопным отверстием, выполненным в корпусе и расположенным на первом участке продольного канала в зоне воздушной подушки.