Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1981 года по МПК E21C37/00 E01C19/05 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение может быть использовано для отбойки горной породы, разрушения негабаритных кусков породы, ста рых стен, фундаментов, покрытий дорог разработки мерзльгх; грунтов и т.п. Изобретение может быть также использовано в ковочных, штамповочных, обрубных и т.п. машинах. Известно гидравлическое устройство ударного действия, имеющее корпус с полостью, заполняемой жидкостью, нахо дящейся под давлением газового порпше вого аккумулятора. В этой полости помещена часть бойка с головкой периодически взаимодействующей с размещенным на поршне аккумулятора клапаном для образования замкнутой гидравлич1вской камеры, которая посредством каналов, вьшолненных в теле бойка и корпуса, попеременно соединяется с напорной и сливной магистралями ПЗ Наиболее близким к изобретению является гидравлическое устройство ударного действия, включающее корпус с гидравлической и газовой полостями, аксиально подвижные боек с поршнем и штоком, находящийся в гидравлической полости, и взаимодействующий с бойком клапан-захват в виде поршня с хвостовиком, имеющих полость, в которую входит шток бойка, при этом клапанзахват хвостовиком размещен в газовой полости и разделяет своим поршнем гидравлическую полость на камефы: взводящую, соединяемую с напорной магистралью, и переливную, периодически сообщаемую со сливной магистралью и с взводящей камерой через каналы в поршне клапана-захвата 23 В описанных устройствах клапанзахват во время разгона бойка для нанесения удара приобретает скорость близкую к предударной скорости бойка, В результате этого после нанесения бойком удара по обрабатываемому материалу энергия, накопленная клапаномзахватом, расходуется на сжатие жид

кости во взводящей и переливной камерах. Объем этих камер не очень велик, а энергия, накопленная клапаном-захватом, достаточно велика (его масса сравнима по величине с массой бойка),. В связи с этим такое непроизводителы ное расходование энергии снижает КПД устройства, а давление жидкости (в несколько раз превышает рабочее) вызьшает дополнительны нагрузки в стенках взводящей и переливной камер и неблагоприятно воздействует на уплотнительные элементы.

Кроме того, выполненные в бойке каналы, являясь концентраторами напря жений, способствуют существенной перегрузке отдельных зон бойка в момент его удара по обрабатываемому материалу, снижая тем самым срок службы бойкаи его надежность. Цель, изобретения - повышение КПД устройства и его надежности. Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом устройстве ударного действия полость клапана-захвата открыта через его хвостовик в газовую полость, а поперечное сечение штока бойка меньше поперечного сечения удар ной части бойка. Вследствие того, что полость клапа на-захвата открыта в газовую полость. разгон бойка для нанесения удара происходит непосредственно подвоздействием сжатого газа на задний торец што ка бййка. При этом клапан-захват такж движется вперед , вслед за бойком, но приобретает скорость существенно меньшую. КПД устройства также несколько повышается вследствие того, что при уменьшении диаметра штока одновременно уменьшается и диаметр поршня-бойка, увеличивается зазор между поршнем и стенками взводящей камеры, что ведет к снижению потерь на обтекание поршня жидкостью при разгоне бойка. За счет отсутствия в бойке каналов повьппается надежность устройства в целом. Конструктивная схема предлагаемого устройства ударного действия иллюстрируется чертежом, на котором оно показано в продольном разрезе. Устройство ударного действия содержит корпус I, задняя полость 2 кот торого заполнена сжатым газом, а передняя гидравлическая полость разделена поршнем 3 клапана-захвата 4 на

взводящую 5 и переливную 6 камеры. Хвостовик 7 клапана-захвата 4 помещен внутри газовой полости 2. Внутри корпуса 1 размещен боек 8 так, что его поршень 9 расположек во взводящей камере 5, а шток 10 - в полости II клапана-захвата 4, открытой внутрь газовой полости 2. При этом ударная часть12 бойка 8 имеет несколько больший диаметр, чем его шток 10.

В поршне 3 клапана-захвата 4 имеется несколько отверстий 13, соединяющих между собой взводящую 5 и переливную 6 камеры в момент разгона . бойка 8 при движении клапана-захвата 4 вслед за ним. Переливная камера 6 соединяется со сливной магистралью через отверстие 14 в стенке корпуса 1. Устройство работает следзлощим образом. Перед началом, работы боек 8 и клапан-захват 4 находятся в крайнем переднем положении (по чертежу), а поршень 9 бойка 8 перекрывает отверс- тия 13 на поршне 3 клапана-захвата 4. При таком положении подача рабочей жидкости из напорной магистрали во взводящую камеру 5 заставляет перемещаться боек 8 совместно с клапаном-захватом 4 назад (вверх по чертежу), вытесняя одновременно жидкость из переливной камеры 6 в сливную магистраль и сжимая дополнительно газ в полости 2. Тако.е движение происходит до момента перекрытия боковой поверхностью поршня 3 клапана-захвата 4 отверстия 14 в стенке корпуса 1, соединяющего переливную камеру 6 со сливной магистралью. Как только отверстие 14 в корпусе 1 будет перекрыто боковой поверхностью поршня 3, давление жидкости в переливной камере 6 начнет подниматься, а так как ее поперечное сечение существенно меньше поперечного сечения взводящей камеры 5, то давление в ней в какой-то момент превысит давление жидкости взводящей камеры 5. В это время под воздействием давле- . ния жидкости в переливной камере 6 на задний торец поршня 9 бойка 8 (через отверстия 13 на поршне 3 клапана-захвата 4) произойдет размыкание поршня 9 и поршня 3 клапана-захвата 4, что приведет, с одной стороны, К сообщению взводящей камеры 5 с переливной камерой 6 и выравниванию давления в них, а с другой стороны, к появлению на поршне 9 бойка 8 силы со стороны жидкости, направленной вперед, в сторону обрабатываемого материала, так как диаметр штока 10 бойка 8 меньше диаметра его ударной части 12. В этом же направлении дей ствует и давление сжатого газа на задний торец штока 10 бойка 8. Под действием этих двух сил боек 8 совершает рабочий ход, в конце которо го частью I2 наносит удар по обраба тываемому материалу, а затем остана ливается. Одновременно с движением вперед бойка В движется вперед и клапанзахват 4, причем, скорость движения его зависит от скорости бойка 8 и о отношения следукицих площадей: разности между плошадью ударной части и штока 10 бойка 8 и площади поперечного сечения хвостовика 7 клапана-захвата 4. Но так как площадь поперечного сечения хвостовика 7 клапана-захвата 4 существенно больше названной разности площадей., то скорость клапана-захвата 4 значительно меньше скорости бойка 8. Следователь но, кинетическая энергия клапана-захвата 4 (зависящая от квадрата скорости) будет весьма небольшой, а вместе с нею и повьшгение давления жидкости во взводящей камере 5 после .остановки бойка 8 будет также незначительным . Движение клапана-захвата 4 будет продолжаться до момента возникновения контакта между его поршнем 3 и поршнем 9 бойка 8, ведущего к перекрытию отверстий 13 поршнем 9. 46 После этого описанный рыше цикл повторяется. Формула изобретения 1. Гидравлическое устройство ударного действия, включающее корпус с гидравлической и газовой пoлocгя fч, аксиально подвижные боек с поршнем и штоком, находящийся в гидравлической полости, и взаимодействующий с бойком клапан-захват в виде поршня с хвостовиком, имеющих полость, в которую входит шток бойка, при этом клапан-захват хвостовиком размещен в газовой полости и разделяет своим поршнем гидравлическую полость на камеры: взводящую, соединяемую с напорной магистралью, и переливную, периодически сообщаемую со сливной магистралью и с взводящей-камерой через каналы в поршне клапана-захотличающееся тем, что, с целью повьопения КПД и надежности устройства, полость клапаназахвата открыта через его хвостовик в газовую полость. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что поперечное сечение штока, меньше поперечного сечения ударной части бойка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР 581253, кл. Е 21 С 3/20, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 629334, кл. Е 21 С 3/20, 1976 (прототип).