Пневматический молоток Советский патент 1980 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 

Изобретение относится к горнь М и стро ителшым машинам ударного действия н мо жет быть использовано при создании ручных пневматических молотков с бесклапа ным воздухораспределением и ступенчатыми ударниками, а также тяжельтх пневмо- ударных машин для разрушения скальнь Х. пород и мерзлых грунтов. Известны пневматические молотки, со- держащие корпус с воздухоподводшцими, выхлопными, дроссельными каналами и центральным ступенчатым каналом,.в котором с возможностью возвратно-поступател ь ноге движения установлен ступенчатый ударник с каналом впуска и выпуска. Ударник образует с корпусом управляемую камеру рабочего хода, кольцевую камеру сетевого давления,ПОСТОЯ1ШО соединенную с исто ником сжатого воздуха, аккумуляциошую камеру, постоянно соединяющуюся дроссел каналом с камерой сетевого давления и камеру атмосферного давления со стороны рабочего инструмента l}. Аккумуляционная камера с дроссельным каналом, соединяющим ее с камерой сетевого давлешш и ттравляемой камерой рабочего хода, поаволяет повысить среднее давлешш воздуха в камере рабочего хода при движении ударника-Б сторону инст румента. При этом существенно возраст&ет энергия еддшичного удара. Улучшаются вибрационно-силовые характеристики пневматического молотка. Однако наполнение камеры рабочего хода и среднее давление воздуха в ней при рабочем ходе ударника остаются в этом молотке недостаточными, а постоянный импульс противодавления со стороны камеры сетевого давления в значительной степени затормаживает ударник. Кроме того, наличие камеры атмосферного давления обусловливает только частичное использование торцовых площадей ударника в рабочем процессе, например торец ударника со стороны инструмента постоянно разгру жен, так как находится под атмосферш.гм аавлением. Найбопе© близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемсаду результату является пневматическай молоток, содержащий рабочий инс-ррумент, рукоятку и корпус с воздухоподводщщими, иыхлопными, дроссельными liaналами и ценчральным ступенчатым каналом в котором с возможностью БОЗВраТНО поступательного перемещения установлен ступенчатый ударник, выполненный с передускньш каналом и с каналом впуска и выпуска сжатого воздуха и образузощий с корпусом камеру рабочего хода, кольцевую камеру сетевого давления, постоянно сообщенную с источником сжатого воздуха, аккумуляциошую камеру, выхлопную камеру и упрашшемую камеру холостого хода 2| В этом молотке ударник посредством перепускного канала сообщает периодичеоки, в конце холостого и начале рабочего ходов, ударника, аккумуляционную камеру и управляемую камеру холостого хода, В процессе работы вся площадь сечения удар ника {со стороны торцов) участвует в рабочем процессе, что позволяет увеличить съем мощности камерных объемов цилинд ров корпуса молотка. Однако наполнение управляемой камеры холостого хода и среднее давление воздуха в ней при холостом ходе ударника ост&ются в этом молотке недостаточными для заброса ударника на всю габаритную длину эго хода. Кроме того, остается по преж нему значительным постоянный тормозной импульс противодавления со стороны камеры сетевого давления, сдерживающий разгон ударника до больших скоростей, так как камера не разгружается, когда канал, соединяющий ее с камерой рабочего хода, закрыт практически на 1/3 от величины габаритного хода ударника. Торможение ударника при рабочем ходе увеличивается еще и потому, что в указанный период вре мани (или движения ударника) воздух из камеры сетевого давления или аккумуля- циО1Щой камеры не поступает, так как канал впуска закрыт удлиненным буртиком, разделяющим камеры, что уменьшает среднее .даштение по пути в камере рабочего хода ударника. Используемый в результате перепуска воздух из аккумуляционной камеры в управ ляемую камеру холостого хода обладает гораздо меньшей внутренней энергией, чем сетевой, подводимый в камеру сетевого давления. Имеют место потери внутренней энергии воздуха, так как они происходят на участке дросселирования из камеры сетевого давления в аккумуляционную кам;&ру, при перепуске по каналу между этими же камерами, а также при повторном перепуске по каналу из аккумуляционной камеры в камеру холостого хода. Кроме того, перепускной канал имеет два колена изменяющих направление течения воздуха; следовательно сопротивление в канале достигает значительных величин и увеличи вает общие потери при двойном перепуске. Целью шобретения является дальнейшее увеличение ударной мощности молотка, а также снижение удельного расхода сжатого воздуха. Цель достигается тем, что перепускной канал вскрыт на боковой поверхности большей ступени ударника и на торцовой поверхности его меньшей, ступени для периодического сообщения управляемой камеры холостого хода ,с дольцевой камерой сетевого давления. При этом можно несколько уту{еньшить кольцевую плошадь ударника со стороньг камеры сетевого давления. , . На чертеже изображен предлагаемый пневматический молоток с продольным разрезом по корпусу. Молоток содержит корпус 1 с центральГШ1М ступенчатым каналом, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен ступенчатый ударник 2 с каналом впуска и выпуска, образованным продольным и радиальным каналами 3 и 4, рукоятку 5 с пусковым устройством и рабочий инструмент 6 с устройством 7 для его удержания. Корпус 1, кроме централь ного, имеет воздухоподводящие 8, дроссельные 9 и выхлопные 10 каналы, которые закрыты разрезньгм кольцом 11, Ударник 2 образует со стенками корпуса 1 управляемую камеру 12 рабочего хода, кольцевую камеру 13 сетевого- давления, кольцевую аккумуляционную камеру 14, выхлопную камеру 15 и управляемую камеру 16 хоюстого хода. При этом к&меры 15 и 16 разделены между собой кольцевым уплотняющим перешейком 17, периодически взаимодействующим с ударником 2. Уплотняющими буртиками 18 и 19, взаимодействующими постоянно с ударником 2, разделены между собой камеры 13 и 14, 14 и 15 соответственно. В ударнике 2 вьтолнен перепускной канал 2О, который вскрыт (канал 21) на боковой поверхности большей ступени ударика 2, а также вскрыт (канал 22) на торОвой поверхности меньшей ступени 2. При этом камеры 13 и 16 периодически сообщаются между собой.

Дроссельные каналы 9 в буртике 18 остоянно сообщают камеры 13 и 14. Каера 13 периодически посредством кана- s ов .4 и 3 ударника сообщается с камерой 12, которая посредством этих же каналов, о в обратной их последовательности, также ериодически сообщается с камерой 14 и выхлопной камерой 15. Камера 15 постог Ю янно посредством выхлопных каналов 10 . Сообщена с атмосферой. Камера 16 периодически при выходе из нее ударника 2 и открытии им отверстия кольцевого пере- шейка 17 сообщатся с камерой 15 и с 15 атмосферой. При включенном пусковом ус-рройстве рукоятки 5 камера 13 сообщается с сетью сжатого воздуха.

Пневматический молоток работает следующим образом.20

При включении пускового устройства рукоятки сжатый воздух поступает по ка налу 8 в камеру 13, откуда (в соответст вии с положением ударника относительно корпуса, изображенным на чертеже) по пер& пускному каналу 20 в ударнике 2 он идет в управляемую камеру 16 холостого хода, а также по дроссельному каналу 9 в буртике 18 - в аккук-1уляционную камеру 14. Давление сжатого воздуха на- ударник со 30 стороны камер 13 и 16 обусловливает движение его от инструмента 6 - начинается холостой ход. Значительный начальный им- пульс давления в камере 16 обеспечивает ударнику 2 большее ускорение движения на 35 начальном участке пути, что способствует сокращению времени холостого хода,

После перекрытия радиального кан1-ла 4 ударника 2 буртиком 19 сразу перекры™ вается радиальный канал 21 перепускного 40 канала 2О отсекающей кромкой камеры 13. В результате этого управляемая камера 12 рабочего хода разобщается с выхлопной камерой 15 и в ней начинается процесс Сжатия отсеченного воздуха, а в камеру 45 16 натекание, воз духа прекращается и в ней начинается процесс расширен1Ш натекшего воздуха.

При движении ударника 2 канал 4 вскрывается со стороны камеры 14 и она сообщается с камерой 12. Дополнительный объем камеры 14 обеспечивает посредст вом сообщающих каналов 4 и 3 плавность нарастания давления сжатия в камере 12, исключая появление пиков давления. Пла&ному повышению давления в камерах 12 и 14 способствует постоянное натекание воздуха через дроссельный канал 9 в камеру 14. Благодаря значительному npoxoj ному сечению каналов 3 и 4 ударника 2, давление в камерах 12 и 14 постоянно 5фавнивается в течение всего периода их сообщения.

По мере нарастания давлен1Ш в камере 12, ас момента выхода ударника из камеры 16 и сообщения ее с выхчопиой камерой 15 движеш1е ударника 2 замедляется. При после д тощем движении ударника канал 4 перекрывается буртиком 18, камеры 14 и 12 разобщаются, однако при /вскрытии канала 4 в камере 13 сжатый воздух из нее поступает в камеру 12.

Под действием большей разницы импульса давления со стороны камеры 12 ударник 2 останавливается- и сразу же происходит ускоренное движение в сторону инсpjTvieHTa начинается рабочий ход. Радиальный канал 4 сначала перекрывается буртиком 18 и поступление воздуха из камеры 13 в камеру 12 прекращается, а затем вскрывается со стороны аккумул5щио ной камеры 14 со значительным запасом энергоносителя, обеспечивая сообщение ее с камерой 12.

В еще большей степени с этого момента времени подаержанкю высокого среднего давления в камере 12 при рабочем ходе способствует натекание в камеру 14 сжатого воздуха через дроссельный канал 9. Благодаря дросселированию камера 13 несколько разгружается, что снижает величину импульса противодавления на ударник 2 и дополнительно способствует развитию ударником Оольщей скорости перемещения, а это обусловливает сокращение времени рабочего хода и повышение энергии единичного удара. Продолжая ускоренно двигаться в-сторону инcтpy ieнтa, ударник 2 перекрывает перешеек 17, после чего в камере 16 начинается процесс сжатия отсеченного в ней возщха. Давление от сжатия увеличивается плавно благодаря значительному объему камеры 16 и, еле- довательно, в меньшей степени оказывает влияние на заторьшживание ударника 2.

В период, предшествующш 1 выхлопу из камеры 12, радиальный канал 4 перекрь вается буртиком 19 и агасумуляционная камера 14 разобщится с камерой 12. После этого канал 4 ударника вскрывается со стороны выхлопной камеры 15, из камеры 12 посредством канал ев 3 и 4 происходит выхлоп в 15, а оттуда посредством каналов 10 - в атмосферу. В последующий момент в камерю 13 .вскрывается перепускной капал 2О с ра