Пневматический молоток Советский патент 1981 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 

1

Изобретение относится к горным и строительным материалам ударного действия и может быть использовано при создании ручных пневматических молотков с бесклапанным воздухораспределением, а также тяжелых пневмоударных машин.

По основному авт. св. № 658268 известен пневматический молоток с бесклапанным воэдухораспределением, содержащий корпус с центральным ступенчатым каналом, в котором с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения установлен ступенчатый ударник со ступенчатым каналом, образующий со стенками корпуса KciMepy рабочего хода, камеру холостого хода, постоянно сообщенную при работе с источником сжатого воздуха, камеру атмосферного давления и аккумуляционную камеру, воздухоподводящие и выхлопные каналы, рукоятку и рабочий инструмент. В стенке корпуса, разделяющей аккумуляционную камеру и камеру холостого хода, выполнены дроссельные каналы для постоянного сообщения этих камер между собой.

Известный молоток обладает высокими эксплуатационными качествами

в частности, сравнительно мгшым удельным расходом сжатого воздуха и повышенной знергией единичного удара 1.

Однако при работе молотка имеет место значительный шум выхлопа отработавшего воздуха и, кроме того, вследствие поворота потока в ступенчатом канале ударника, гидравлические потери в последнем повышены, что снижает энергию единичного удара и КПД, т.е. обуславливает неполное использование энергии сжатого воздуха и ухудшает наполнение камеE j рабочего хода энергоносителем.

Цель изобретения - повышение энергии единичного удара пневматического молотка, а также снижение уровня шума при работе и повышение общего КПД.

Поставленная цель достигается тем что в пневматическом молотке выходы канала ступенчатого ударника на боковоЯ поверхности его меньшей ступени и на торцовой поверхности боль-, шей ступени имеют форму эллипса.

Удлиненное эллиптическое отверсти наклонного канала ударника увеличивает время сообщения камеры рабочего хода с камерами сетевого давления

и аккуму; яционной. в результате увеличивается время наполнения камеры .рабочего хода сжатым воздухом, возрастает среднее давление воздуха в этой камере при движении ударника к инструменту, а значит и энергия Iединичного удара.

Косой срез наклонного канала ударника обуславливает уменьшение уровня шума выхлопа на 3-4 децибелла, как в низкочастотной, так и в высокочастотной частях спектра, вследствие плавного нарастания и убывания давления выхлопа и снижения его пиквого- значения.

Удлиненный косой срез наклонного канала ударника, обуславливает плавно изменение площади отверстия при впуске сжатрго воздуха и выхлопе,что существенно улучшает вибрационно-силовые характеристики молотка.

Наличие прямого канала в ударнике уменьшает гидравлические потери в не (отсутствует поворот потока воздуха в канале), что позволяет более полно использовать энергию сжатого воздуха, т.е. увеличить КПД молотка.

Прямойнаклонный канал обуславливает при прочих равных условиях значительно меньшую концентрацию напряжения в ударнике и меньше ослабляет его сечения, т.е. обуславливает большую долговечность молотка.

На чертеже изображен пневматический молоток.

Молоток содержит корпус 1, в центральном ступенчатом канале которого с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения установлен ступенчатый ударник.2с наклонным каналом 3, рукоятку 4 с пусковым устройством ( на чертеже не показано) и.рабочий инструмент 5 с устройством б для его удержания. Корпус 1, кроме центрального, имеет воздухоподводяидае 7 и выхлопные 8 каналы, которые закрыты разрезным кольцом 9.

Канал 3 ступенчатого ударника 2 наклонен к геометрической оси последнего под.углом 10-15 и имеет выход 10 в форме эллипса на торцовую поверхность 11 его большей ступени и в форме эллипса (косого среза) 12 - на боковую поверхность меньшей ступ ни ударника 2. При этом большая ось эллиптического отверстия косого 12 больше диаметра канала 3 в 5,76-3,86 раза и параллельна геометрической оси ударника 2.

Ударник 2 образует со стенками корпуса 1 камеру 13 рабочего хода, кольцевую камеру 14 холостого хода, постоянно сообщенную при работе с источником сжатого воздуха, камеру 15 атмосферного давления и аккумуляционную камеру 16,

В стенке 17 корпуса 1, разделяющей аккумуляционную камеру 16 и камеру 14 холостого хода, выполнены

дроссельные каналы 18, постоянно сообщающие между собой эти камеры.

Аккумуляционная камера 16 и камера 14 холостого хода посредством канала 3 ударника 2 периодически сооба аются с камерой 13 рабочего хода. Последняя посредством того же канала 3 также периодически сообщаетсяс камерой 15. Камера 15 посредством выхлопных каналов 8 постоянно сообщена с атмосферой, а камеры 14 и 16 с. атмосферой постоянно разобщены. При включенном пусковом устройстве камера 14 посредством каналов 7 постоянно сообщена с сетью сжатого воздух

На чертеже обозначены также кольцевой торец 19 ударника 2 и стенка 20 корпуса 1.

Пневматический молоток работает следующим образом.

После включения пускового устройства, рукоятки 4 сжатый воздух поступает по каналг1м 7 в камеру 14 холостого хода. Давление сжатого воздуха на кольцевой торец 19 ударника 2 со стороны камеры 14 обуславливает движение ударника 2 от инструмента 5. Начнется холостой ход. В начале холостого хода ударник 2 не испытывает противодавления со стороны камеры 13, так как она в это время посредством канала 3 ударника 2, камеры 15 и выхлопных каналов 8 сообщена с атмосферой.

С момента включения пускового устройства сетевой воз-дух из Кс1меры 14 по дроссельным каналам 18 начинает натекать в аккумуляционную камеру 16, повышая в ней давление.

- После перекрытия эллиптического выхода 12 канала 3 ударника 2 стенко 20 корпуса давление отсеченного в ка мере 13 воздуха начинает возрастать Через малый промежуток времени эллиптическое отверстие 12 канала 3 ударника 2 вскрывается со стороны аккумуляционной камеры 16 и воздух из нее поступает в камеру 13, скачкообразно увеличив противодавление на ударник 2. .

Однако этот Скачок противодавл.-;ния сравнительно небол.шой, так как в момент сообщения аккумуляционной камеры 16 с камерой 13 объем последней в несколько (3-4) раз превышает объем аккум-уляционной камеры.Поэтому отмеченный скачок пpoтивoдaвJзeния в камере 13 в начале холостого хода не приводит к ухудшению вибрационных параметров молотка.

При дальнейшем движении ударника 2 противодавление на него со стороны камеры 13 возрастает интенсивно, ,н6 плавно . Этому способствует непрерывное натекание в камеру 13 сетевого воздуха через дроссели 18, аккумуляционную камеру 16 и канал 3 ударника. Благодаря значительному проходному сечению канала 3 ударника

2 давление в камерах 13 и 16 постоянно уравнивается в течение почти всего периода их сообщения.

По мере возрастания в камере 13 противодавления движение ударника 2 замедляется. В некоторый момент эллиптический выход 12 канала 3 ударника 2частично перекрывается стенкой 20 корпуса 1, однако толщина этой стенки меньше длины эллиптического выхода 12 канала 3. Поэтому в начальный момент сообщения камеры 14 с эллиптическим выходом

12канала 3 сетевой воздух из нее устремляется по каналу 3 не. только в камеру 13, но и в аккумуляционную камеру 16, дополнительный объем которой снижает скачкообразное возрастание противодавления в камере

13рабочего хода, что улучшает вибрационную характеристику молотка. Продолжая за счет сил инерции движение, ударник 2 в конце холостого хода разобщает на короткий промежуток времени камеры 14 и 16.

а счет разности сил давления, действуюиЕих на тореи 21 и кольцевой торец 19 ударника 2, он после остановки начинает ускоренное движение в сторону инструмента 5, совершая рабочий ход.

Эллиптический выход 12 канала 3 вновь сообщает на короткое время KctMepH 14 и 16, но давление в них в этот период практически одинаково и близко к сетевому. Проходя стенку 20 корпуса 1, эллиптический выход 12 канала 3 полностью вскрывается со стороны аккумуляционной камеры 16, и, наклоненный в ней воздух, а также -сетевой воздух, поступающий по дроссельным каналам 18, обеспечивает, посредством канала 3, поддержание в камере Ij при рабочем ходе более высокого давления.

Более высокое среднее давление на уларник 2 в период рабочего хода обусловленное использованием в рабочем цикле несколько большего количества воздуха, благодаря перепуску через эллиптический выход 12 канала 3 сжатого воздуха в камеру 16 из камеры 14 в конце холостого и начале рабочего ходов ударника 2, а

также вследствие увеличения времени впуска, обеспечивает пропорционгшьное увеличение энергии единичного удара без увеличения удельного расхода энергоносителя.

В период, предшествующий выхлопу из камеры 13, эллиптический выход 12 канала 3 ударника перекрывается стенкой 20 корпуса 1, и аккумуляционная камера 16 разобщается с каме.рой 13. Дальнейшее движение ударника

0 и обеспечивает вскрытие эллиптического выхода 2 канала 3 со стороны камеры 15. Происходит выхлоп из камеры 13. При этом выход 12 3 ударника 2 вскрывается в 15

5 при постепенно увеличивающейся глубине канала 3. Это более плавное открытие канала 3 в. ударнике обеспечивает более пла1вное ларастание переднего фронта давления на выхлопе

0 и уменьшает его пиковое значение, что снижает уровень шума в низкочастотной части спектра.

Наличие эллиптического отверстия (косого cpeaia) обуславливает также плавный отрыв струи от ударника,

5 т.е. уменьшает 1радиент скбрости истечения воздуха из канала 3. Последнее снижает эффект острых кромоки уменьшает уровень шума в высокочастотной части спектра.

Q

После выхлопа, преодолевая сопротивление сжатого воздуха со стороны кольцевой камеры 14, 2 наносит удар по хвостовику инструмента 5, и цикл повторяется.

5

Формула изо(етения

Пневматический молоток по авт. св. 658268, отличающий40с я тем, 4TOf с целыо повышения единичного удара, выходы канала стуйенчатого ударника на боковой поверхиости его меньшей ,ступеии и на торцовой поверх45ности большей ступени имеют форму эллипса.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

50 658268, кл. В 21 С 3/24, 22.12.76.