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

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия, которые могут быть использованы дЛя бурения шпуров в. горной промышленнос ти и строительстве. Известен пневматический ударный м ханизм, включающий основной и вспомо гательный поршни, размещенные в цилиндре , рабочие камеры и выхлопное окно 1. В этом механизме воздухораспределениё осуществляется вспомогательным поршнем и размеры поршней не могут быть изменены без нарушения работы пневматического ударного механизма. Указанная особенность ограничивает возможность повыше.ния ударной мощ7 ности. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является пне:вмати ческий ударный механизм, включающий основной и вспомогательный поршни со штоками, разделяющие полость цилиндра на переднюю, среднюю и заднюю камеры , и выхлопное окно, причем вспомогательный поршень имеет внутреннюю расточку, образующую полость между поршнями 2 . В этом механизме открытие и закры тие впускных и выпускных каналов системы воздухораспределения осуществляется боковой поверхностью головки вспомогательного поршня. В связи с этим длина головки не может быть уменьшена без нарушения нормальной работы воздухораспределения. Это обстоятельство пЕЗиводйт к тому, что из-за большой длины головки поршень получается массивным. Между тем подобные двухпоршневые механизмы работают наиболее эффективно в том случае, когда массы обоих поршней близки. В конечном счете указаннай особенность этого механизма не позволяет уменьшитьмассу поршней и тем са№лм ограничивает возможность повышения ударной мощности. Целью изобретения является повышение ударной мощности пневматического ударного механизма. Поставленная цель достиг;ается тем, что в стенке штока вспомогательного порция выполнены каналы, периодически сообщающие полость между поршнями с передней к&мерой и выхлопным окном. На чертеже изображен пневматический ударный механизм, продольный разрез.

Механизм4содержит корпус 1, инструмент 2, размещенный в передней части корпуса, вспомогательный поршень, включающий головку 3 и шток 4, и основной поршень, имеющий головку 5 и ударный шток 6. Внутренняя полость корпуса разделена поршнями на рабочи камеры 7-9: пе еднюю 7, среднюю 8 и заднюю 9. Канал 10 постоянно соединяет переднюю и заднюю камеры между собой и с магистралью сжатого возду. ха. Канал 11 сообщает через расточку 12 среднюю камеру с передней, когда вспомогательный поршень занимает положение противоположное инструменту. Выхлоп из средней камеры осуществляется через выхлопное окно 13.

Пневматический ударный механизм работает следующим образом.

В указанном на чертеже положении поршней происходит их соударение. При этом средняя камера 8 через расточку 12 и канал 11 сообщена с передней камерой 7 и с магистралью сжатого воздха. После соударения поршни движутся во взаимно противоположных направлениях. Основной поршень-назад, от инструмента, получив энергию при ударе от вспомогательного, а вспомогательный поршень-вперед, к инструменту, под действием силы, обусловленной разностью его площадей со стороны средней 8 и передней 7 камер. Результирующая сил давления сжатого воздуха, приложенных к основному поршню со стороны средней 8 и задней 9 камер, равна (или по крайней мере близка) нулю, так как площади с обеих сторон равны, а давление одинаково. По мере перемещения вспомогательного поршня произойдет перекрытие канала 11, а затем его совмещение с выхлопным окном 13. Произойдет выхлоп из средней камеры 8, движение поршней затормозится, а затем под действием давления в передней 7 и задней 9 камерах движение поршней сменится на обратное. Основной поршень будет двигаться в сторону инструмента, а вспомогательный - навстречу основному поршню. Соответствующим выбором параметров си-. стемы обеспечивается необходимый сдвиг по фазе в движении поршней так, что вначале основной поршень закончит свой рабочий ход и нанесет удар по инструменту 2 и только после .этого вспомогательный поршень своей головкой 3 в конце обратного хода ударит по головке 5 основного поршня и сообщит ему энергию, необходимую для обратного хода. После этого цикл повторяется.

Приведенное конструктивное решение позволяет повысить ударную мощность механизма за счет уменьшения массы 5 головки вспомогательного поршня, а следовательно, и массы основного поршня , так как подобный механизм имеет наиболее рациональные параметры в случае равенства масс поршней.

Формула изобретения

Пневматический ударный механизм, включающий основной и вспомогательный поршни со штоками, разделяющие полость цилиндра на переднюю, среднюю и заднюю камеры, и выхлопное окно, причем вспомогательный поршень имеет внутреннюю расточку, образую1чую полость между поршнями, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной мощности механизма, в стенке штока вспомогательного поршня выполнены каналы, периодически сообщающие полость между поршнями с передней камерой и выхлопным окном.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1.Оситинский Б. Л. Бурильная машина с бесклапанным двухпоршневым ударником1 - Проектирование и строительство угольных предприятий, 1965, № 10 (82).

2.Авторское свидетельство СССР

№ 502114, кл. т:; 2i С 3/24, 1971 (прототип) . .