Гидропневматическое устройство ударного действия Советский патент 1980 года по МПК E21C37/00 E01C19/05 

Изобретение относится к машинам ударного действия, используемым для рыхления мерзлых грунтов и полускаль Hfcjx пород, разрушения каменных здаНИИ, фундаментов, дробления дорожных бетонных покрытий, скальных пород и РУД. Известно гидропневматическое устройство ударного действия по основному авт.СЕ. № 600265, используемое для рыхления, разрушения и дробления различных твердых материалов.Устройство содержит размещенный в цилиндре боек, несущий рабочий и тормозной поршни, образу ющие с разде лительной перегородкой цилиндра напорную и сливную полости, периодически соединяемые между собой с помощью распол женного в бойке золотника, и воздействукчций на боек г ид ро пневматический аккумулятор. Основной особенностью такого устройства является то, что оно снабжено поршнешмм компенсатором, а в цилиндре соответстве но со стороны рабочего и тормозного поршней выполнены рабочая и тормозная камеры, постоянно сообщенные с гидравлическими полостями аккумулято ра и г-идравлическими полостями компенсатора, газовые полости которого сообщены с атмосферой . Для обеспечения надежности работы ;Такого устройства при разрушении объектов высокой твердости необходимо увеличивать запас прочности бойка, так как он полностью воспринимает на себя возникающие при ударе высокие напряжения. Кроме того, сравнительно высокие скорости перемещения бойка, необходимые для получения расчетных параметров удара, значительных проходных сечений золотника и переливных каналов. Все эти требования могут привести либо к неоправданно завышенным габаритам бойка по диаметру, либо к снижению КПД устройства за счет увеличения величины гидравлических потерь. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства. Это достигается тем, что боек выполнен из ударной и вспомогательной частей, каждая из которых смонтирована в отдельном цилиндре - в рабочем и цилиндре взвода соответственно, несет рабочий и тормозной поршни и образует со стенками своего цилиндра рабочую и тор юзную камеры,

при этом тормозная камера цилиндра взвода и рабочая камера рабочего цилиндра постоянно сообщены между собой, а золотник установлен во вспомогательной части бойка.

Поперечное сечение тормозной камеры цилиндра взвода больше поперечного сечения рабочей камеры рабочего цилиндра.

Цилиндр взвода и рабочий цилиндр расположены параллельно друг другу, а ударная и вспомогательная части бойка установлены в цилиндрах с возможностью противоположного перемещения.

Выполнение боПка из лвух частей, разделенных между собой определенным объемом рабочей жидкости, полиостью разгружает наиболее сложную из них вспомогательную со своими поршнями и золотником - от высоких амплитуд напряжений ржатия, возникаюсаих в момент удара. Следовательно, надежность работы этого узла и устройства в целом повышена.

В связи с тем, что поперечное сечение тормозной камеры цилиндра взвода больше поперечного сечения рабочей камеры рабочего цилиндра, при заданной конечной скорости ударной части бойка, определяемой расчетными параметрами устройства, вспомогательная часть бойка перемещается с меньшей скоростью. При этом уменьшена скорость потока рабочей жидкости, перетекаемой из напорной камеры в сливную при рабочем ходе по каналам ограниченных размеров, а следовательно, уменьшается величина гидравлических потерь и повы1лается общий КПД устройства.Снижение усилия отдачи при работе устройства достигается за счет частичной компенсации усилия реакции внутри машины при движении вспомогательной и ударной частей бойка в противоположные стороны.

На фиг.1,2,3 приведены принципиал ные схегЯы конструктивного выполнения устройства с положением деталей на момент начала взвода, три варианта.

Гидропневматическое устройство ударного действия .включает рабочий цилиндр 1 с размещенной внутри его ударной частью 2 бойка с рабочим 3 и тормозньтм 4 поршнями, цилиндр взвода размещенной внутри его вспомогательной частью б бойка с тормозным 7 и рабочим 8 поршнями и золотником 9, газовый аккумулятор 10 с рабочим 11 и тормозным 12 поршнями, корпус поршневых компенсаторов 13 с поршнями 14.

Во вспомогательной части б бойка выполнены перепускные 15 и управляющие 16 каналы. Взаимное расположение деталей устройства образует напорную 17 и сливную 18 камеры, рабочую 19 и тормозную 20 камеры, гидравлические полости 21 и 22 компенсатора.

гидравлические полости 23, 24 соот ветственно тормозного 12 и рабочего 11 поршней газового аккумулятора 10, тормозную камеру 25 тормозного поршня 7 вспомогательной части б бойка, рабочую камеру 26 рабочего поршня ударной части 2 бойка, газовую полость 27 аккумулятора 10 и газовые полости 28 поршневых компенсаторов 13.

Гидропневматическое устройство lO ударного действия работает следующим образом.

При подаче от гидропривода рабочей жидкости в напорную камеру 17 рабочий |- поршень 8 со вспомогательной частью 6 бойка перемещается вверх (фиг.1) или вниз (фиг.2,3) . Жидкость из рабочей камеры 19 перетекает в гидравлическую полость 24 аккумулятора 10 и перемещает рабочий поршень 11 (или группу

поршней, если аккумулятор состоит из

нескольких секций) аккумулятора 10, который сжимает газ в газовой полости 27.

При этом тормозной поршень 7 вспомогательной части б бойка, перемещаясь в крайнее верхнее (см.фиг.-l) или крайнее (см.фиг.2) положение, вытесняет жидкость из сливной Камеры 18 в сливную магистраль и создает

3Q разрежение в тормозной камере 25 и рабочей камере 26, вследствие чего ударная часть 2 бойка с рабочим 3 и тормозным 4 поршнягли также перемещается вверх.

5 При перемещении ударной части 2 абойка вверх тормозной поршень 4 создает разрежение в тормозной камере 20, вследствие чего в нее перетекает нсидкость из гидравлической полости 22 компенсатора и происходит перемещение поршня 14 компенсатора вниз. Так как рабочее сечение тормозной камеры 25 больше сечения рабочей ка«г меры 26, ударная часть 2 бойка перемещается на большую по сравнению с

45 перемещением вспомогательной части б величину, определяемую количественным соотношением сечений этих полостей.

При выходе управляющего канала 16 в напорную камеру 17 происходит перебрасывание золотника 9 в верхнее

(фиг.1) или нижнее (фиг.2,3) положение, при котором напорная 17 и сливная 18, камеры оказываются соединенными собой через перепускные

fc каналы 15.

Под действием расширяющегося газа в полости 27 рабочий поршень 11 аккумулятора 10 перемещается, вытесняя жидкость в рабочую камеру 19, которгРя через рабочий поршень 8

60 перемещает вспомогательную часть б бойка вниз (фиг.1) или вверх (фиг.2). Тормозной прршень 7 вспомогательной части б бойка вытесняет жидкость из тормозной камеры 25 в рабочую камеру 26 и через рабрчий. поршень 3

перемещает ударную часть 2 бойка вниз, при этом скорость перемещения ударной;, 2 бойка из-за разности рабочих сечений камер 25 и 26 больше скорости перемещения вспомогательной части 6 бойка.

Жидкость, находящаяся в тормозной камере 20, перетекает в гидравлическую полость 22 компенсатора, а поршень 14 этой полосои перемещается вверх. Так как газовые полосгу 28 крмп енсатора сообщены с атмосферой, вытеснение жидкости из тормозной ка- меры 20 в полость 22 (при необходи- ; ом сечении канала, соединяющего их) не оказывает большого сопротивления . перемещению ударной части 2 бойка.

В момент удара происходит резкая остановка движущихся масс (позиции 2,3,4,6,7,3) и золотник 9 под действием сил инерции перемещается в крайнее нижнее (фиг.1) или ерхнее (фиг . 2 , 3) положение и разобщает на-л порную 17 и сливную IS камеры. Затем цикл повторяется.

В случае прострела (отсутствие сопротивления перемепению ударной части бойка) поршень 14 нижнего компенсатора 13 останавливается в крайнем верхнем положении, а тормозной поршень 4 ударной части 2 бойка вытесняет жидкость из тормозной камеры 20 в гидравлическую полость 23 аккумулятора, которая перемещает тормозной поршень 12 аккумулятора и сжимает газ в полости 27. Кинетическая энергия движущихся масс гасится за счет сжатия газа.

Изменение объема рабочей камеры l9 компенсируется жидкостью из гидравлической полости 21 верхнего .компенсатора. Возвращение подвижных мас-:в исходное положение после прострела происходит за счет расширения газа в полости 27 аккумулятора.

Принципиальные схемы конструктивного выполнения устройства, представленные на Лиг.2,3, являются более предпочтительными, так как они позволяют снизить усилие реакции отдачи, возникающее в момент разгона подвижных масс устройства с большими ускорениями. В этих вариантах вспомогате льная часть 6 и ударная часть 2 бойка, двигаясь в момент их разгона в разные стороны, создают два импульса сил, направленных в противоположные стороны, поэтому на базовую машину передается суммарный импульс сил меньшей величины.

Формула изобретения

1. Гидропневматическое устройство ударного действия по авт.св. 600265, отличающееся тем, что, с целью повьаиения эксплуатационной надежности устройства, его боек выполнен из ударной и вспомогательной частей, каждая из которых смонтирована в отдельном цилиндре - в рабочем и цилиндре взвода соответственно, несет рабочий и тормозной поршии и образует со стенками своего цилиндра

рабочую и тормозную камеры, при этом тормозная камера цилиндра взвода и рабочая камера рабочего цилиндра постоянно сообщены между собой, а золотник установлен во вспомогательной

части бойка.

2.Устройство по П.1, о-т л и ч аю щ е е с я тем, что поперечное сечение тормозной камеры цилиндра взвода больше поперечного сечения рабочей

камеЕ ы рабочего цилиндра,

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что цилиндр

взвода и рабочий цилиндр расположены параллельно друг другу, а ударная и вспомогательная части бойка установлены в цилиндрах с возможностью противоположного перемещения.

« л

. -v. . .- ,- ,.

19

(риг.З

13