Устройство ударного действия Советский патент 1981 года по МПК E21C37/00 B25D9/00 

1

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано в строительстве и машиностроении в виде перфораторов, бето.ноломав, отбойных или клепальных молотков.

Известно двухпорпгнввое ударное }-стройство 1. Эта конструкция состоит из двух соосно расположенны.х цнляндров, двух поршней, штока, клапанного воздухораспределительного механизма, расположенного между цилиндрами и дополнительного -золотника, выполненного в виде диска с кольпевыми выступами.

В двухпоршневоМ ударном устройстве с клапанным воздухораспределителем для обеспечения устойчивой работы необходимо, чтобы порШНИ в момент перекидки клапана находились в определенных положениях, которые характеризуются выполнением соответствуюш,:их условий переюидкя. Время перемеш:ения каждого порпшя между двумя последуюишмн положениями, соответствующими перекидке клапана, должно в каждом пи.кле быть величиной постоянной. Это является основным условием устойчивой работы двухпоршневопо ударного )йства с клапа.ниым распределепием.

Двухпор1ппе1юе ударное устройство с клапанны.м воздухораспределением с дополнительным золотником в виде диска с кольцевыми выступаМИ при конструктивных пара.метрах, одинаковых с однопоршневым уорройством, не обеспечивает дссгаточ-ной энергии удара.

5 Основным ограничением для увеличения эиергии удара является необходимость выполнения условий устойчивой работы.

Наиболее близким по технической сущности и достнгаемому результату к изобретению является устройство ударного действия, содержащее два соосных цилиндра с становленнымИ в не.м с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях

15 порп1няМ:И со щтоком, пневмодзигател и механизм воздухораспределения 2.

Корпус является несущей деталью, на которой устанавливаются все основные элементы уда 5но-го механизма.

20 Пневмодвигатель для вращения цилиндров относительно жестко закрепленной в корпусе распределительной коробки. Механизм воздухораспределепия представляет собой вращаюни1Йся клапан.

25 Двухпоршневое устройство с регулируемой частотой ударов имеет .малую литровую мощность з-за малого среднего индикаторного давления ввиду Наличия в цикле периодов расширения. В воздухораспреде30 .чительной коробке п во вращающихся цилиндрах сечения воздушных кана.ю ограничены, ибо в противном случае не получится увеличения частоты ударав нОрш.ней, этим лредооределяется снижение среднего индикаторлого давления в рабочих полостях цилиндров, поэтому не обеспечивается достаточпая энергия удара.

В конструкции двухпоршневого устройстБ а при наличии соприкасающихся торцовых поверхностей между воздухораспределительной коробкой и вращающимися цилиндрами должно обеспечиваться отсутствие утечек ,и излишнее трение.

Утечки воздуха и излишнее трение могут срывать устойчивую работу двухпорщнввого ударного устройства.

Целью изобретения является новышение эне ргиИ удара и стабилизации режима рабаты.

Цель достигается тем, что па валу пневмодвигателя смонтирован диск, выполненный с симметричными радиальными выступами для периодического взаимодействия с мехапизмо м воздухораспределепия, который выполнен из установленных в отдельных iKOipnycax золот-НИков со втулками и вилками с шарикоцодшипнИками, при этом в корлусах, золотниках и втулках выполнены каналы для обеспечения подачи энергоносителя в полости цилиндров, а корпуса золот виков рааполо1жепы диаметрально противополол но относительно вала ппевмодвигателя и за:Креплены на общей раме.

На ф|иг. 1 изображено устройство, продольпый раарез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В па фиг. 2.

Устройство ударного действия состоит из двух соосно расположенных цилиндров 1 и 2, в которых под действием сжатого воздуха движутся в прошвополол ных иаправлеииях поршни 3 :И 4, рабочий ход которых заканчивается ударом по щтоку 5. С торца цилиндра 2 установлен пневм одвигатель 6.

Механизмы воздухораспределения состоят из золотников 7 и 8 (фиг. 1 и фиг. 2) с радиальными каналами 9, 10, 11 и 12, отвбр|Стиями 13 и 14 и установленных с закрытых торцов золотников 7 и 8 вилкамИ 15 и 16 на пальцах 17 и 18, на -которых закреплены радиальные шарикододпишники 19 ii 20 (фиг. 2). Золотники 7 и 8 неременхаются по втулкам 21 и 22 с внутренними полостям и 23 и 24 и с радиальными окнами 25 и 26, между торцами золотников 7 и 8 и торцами втулок 21 и 22 Имеются выхлопные полости 27 и 28, в которых размещены возвратные пружины 29 и 30.

Моханиз.м воздухораспределения также состоит из корпусов 31 и 32 с кольцевыми канавками 33, 34 и 35, 36 м продольными каналами 37 и 38. Корпусы 31 и 32 с торцов закрыты крышками 39 и 40 с центральными отверстиями 41 и 42. .Механизмы воздухораспределения устанавливаются на раме

43 (фиг. 2), которая стойками 44 крепится к пневмодВИгателю 6.

На валу гшевмодвигателя 6 закреплен диск 45 (фиг. 2) с симметрич.ными и ради5 ал1)Ными выступами 46.

Передняя полость 47 цилиндра 1 и задняя полость 48 цилиндра 2 каналами 49, 50, 51, 52, 53 (фиг. 1) сообщаются с внутренпей полостью 23 (ф,иг. 1) втулки 21 и вы10 хлсадпой полостью 27 золотника 7, образоваиной торцами втулки 21 и золотника 7. Задняя полость 54 цилиндра 1 и передняя полость 55 цилиндра 2 каналам-и 56, 57, 58, 59, 60 (фиг. I, фиг. 2) сообщаются с внут15 ренлей полостью 24 (фиг. 2) втулки 22 и выхлоппой полостью 28 золотника 8, образованной торцами втулки 22 и золотника 8. Устройство работает следующи.м образом.

0 Пусть сим.метричные радиальные выступы 46 диска 45, проворачиваемого nsicBMOдвигателем 6 против часовой стрелки, в начальный мо1мент поворота находятся в положении, показанном на фиг. 2. Золотник 7

5 (фиг. 1) iipii ыто.м находится в крайнем iropxнем положении, а значит радиальный канал 9 золотника 7 совпадает с радиальны.м окном 25 втулки 21 и кольцевой канавкой 33, а кольцевая канавка 35 корпуса 31 закрыта. А золотник 8 (фиг. 2) находится в крайнем нижнем положении и радиальный канал 12 золотника 8 совпадает с кольцевой канавкой 36, а радиальное окно 26 втулки 22 закрыто.

5 В течение поворота диска 45 против часовой стрелки, т. е. для первой четверти оборота его на целый оборот золотник 7 находится в крайнем верхнем положении, а пружина 29 сжата; одновременно золотник 8

0 находится в К1райнем положении. А щарикоподщипнижи 19 и 20, уменьшая трение, легио проскальзывают по поверхности диска 45. Слсатый воздух из полости 23 (фиг. 1) втулки 21 через радиальные окно

5 25 и канал 9, кольцевую канавку 33 по каналам 53, 52, 51, 50, 49 поступает в переднюю полость 47 цилиндра 1 и в заднюю полость 48 цилиндр1а 2. Воздух из задней полости 54 (фиг. 1) Цилиндра 1 и передней полости 55 цилиндра 2 вУходит но каналам 56, 57, 58, 59, 60 (фиг. 1 и фиг. 2), продольным каналам 38 (фиг. 2), кольцевой канавке 36, радиальному каналу 12 в полос1ь 28, а с этой полости через отверстия 14 в атмосферу. Сжатый воздух, постуНающий одновременно в задпюю полость 48 цилиндра 2 и переднюю полость 47 цилиндра 1, давит на порщни 4 и 3. Порщень 3 совершает холостой ход, а лорщень 4 - рабочий ход.

В течение поворота диска 45 на четверть оборота воздух постоян-но поступает Б заднюю полость 48 цилиндра 2 и в переднюю полость 47 цилиндра 1, т. е. среднее индикаторное давление в этих полостях значительно высокое, так как пропускная

спосооность противоположно расположенных механизмов воздухораспрвделен«я, работающих спнхропно как один механ-изм, значительная. В это же время 1воздух из передней полости 55 цилиндра 2 и задней 54 цилиндра 1 постоянно выходит в атмосферу. Седовательно, за счет устранения противодавления поршень 4 обладает в конце рабочего хода высокой энергией, а поршень 3 достигает крайнего положения колструктивно заданного).

В конце поворота диска 45 на первую четверть оборота против часовой стрелки поршень 4 заканчивает рабочий ход ударом но пггоку 5, а поршень 3, совершаюший холостой ход, тормозится как воздухо.м, отсеченным в задней полости 54, так н аоступающим сжатым воздухом по каналу 56.

Далее, совершив поворот на четверть оборота, диск 45 (т. е. начинается вторая четверть оборота его на целый оборот) теперь наоборот своими симметричными радиальными выступами 46 выдвигают золотник 8 из нижнего положения в крайнее верхнее положение с помоп1ью радиального шарикоподшипника 20 вилки 16, сжнмая пружину 30, а пружину 29, разжимаясь, переводит золотник 7 из верхнего положен ия в крайнее иижнее положение, и шарикоподшипники 19 и 20 проскальзывают по поверхности диска 45. Значит радиальный канал 10 (фиг. 2) золотника 8 совпадает с радиальным окном 26 втулки 22 и кольцевой канавкой 34, а кольцевая канавка 36 корнуса 32 закрыта. Радиальный канал 11 (фиг. 1) золотника 7 совпадает с кольцевой канавкой 35, а радиальное окно 25 втулки 21 закрыто.

В течение этого поворота сжатый воздух из полости 24 (фиг. 2) по радиальным окну 26 и каналу И), кольцевой канавке 34, каналам 60, 59, 58, 57, 56 поступает в переднюю полость 55 цилиндра 2 и заднюю полость 54 цилиндра 1, а воздух теперь из задней полости 48 цилиндра 2 и .передней полости 47 цилиндра 1 по каналам 49 ,50, 51, 52, 53, продольным каналам 37, кольцевой канавке 35, радиальному каналу 11 цоступает в цолость 27 и выходит в атмосферу через отверстия 13.

Сжатый воздух, поступающий одновременно в заднюю нолость 54 цилнидра 1 и переднюю полость 55 цилиндра 2, давит на поршни 3 и 4. Поршень 4 совершает холостой ход, а поршень 3 - рабочий ход.

В конце поворота диска 45 на вторую четверть оборота нротив часовой стрелки поршень 3 заканчивает рабочий ход ударом по штоку 5, а поршень 4, совершающий холостой ход, тормозится как воздухом, отсеченным в задней полости 48, так и ноступаюндам сжатым воздухом по каналу 51.

Далее, совершив поворот на четверть оборота, диск 45 (т. е. начинается третья четверть оборота его на целый обоорот) теперь наооорот своиМИ симметричными радиальными выступами 46 выдвигают золотник 7 из нижнего гюложешя в крайнее верхнее положение с по.мощью рад 1ального niaриколодщипника 19 вилки 15, сжимая нружи:ну 29, а пружина 30, разжимасяь, переводит золотник 8 нз верхнего иоложения в крайнее нижиее положение, и шарикоподшипники 19 и 20 проскальзывают по поверхности диска 45. Значит радиал1)Ный канал 9 золотника 7 совпадает с радиальным окном 25 втулки 21 и с кольцевой канавкой 33, а кольцевая канавка 35 корнуса 31 закрыта. Радиальный канал 12 золотни.ка 8

совпадает с кольцевой канавкой 36, а радиальное окно 26 втулки 22 закрыто. Сжатый воздух из нолости 23 (фиг. 1) втулки 21 через радиальные о;кно 25 и канал 9, кольцевую канавку 33 по каналам 53, 52, 51, 50,

49 поступает в переднюю нолость 47 цнлиидра 1 и в заднюю полость 48 цилиндра 2. Воздух из задней полости 54 (фиг. 1) цилиндра 1 и передней полости 55 цнлиадра 2 выходит ио каналам 56, 57, 58.

59, 60 (фиг. 1 и фиг. 2), продольным каналам 38 (фиг. 2), кольцевой канавке 36, радиальному каналу 12 в нолость 28, а из этой цолости через отверстия 14 - в атмосферу. Сжатый воздух, поступающий одновременно в заднюю нолость 48 цилиндра 2 и переднюю цолость 47 цилиндра 1, дазит па норщни 4 н 3. Поршень 3 совершает холостой ход, а норшень 4 - рабочий. Пачинается новый цикл движения поршней.

Суммарное ударов поршней 3 и 4 ио штску 5 за один оборот диска 45 равжт четырем. Число ударов устройства в 1 мин будет зависеть от числа оборотов диска в 1 мин, задаваемого ппевмодвигателем 6.

Паиример, если число оборотов диска 45 равно 1500 об/м1ин, то число ударов устройства равно 6000 в 1 мин.

Выпаяненне диска с сим.метричными относительно друг друга радиальиыми выстуцами, а также расположение попарно иропвоположно друг другу и концентрично от1юсительно вала пневмадвигателя механизмов воздухораспределеиня, работающих синхронно как один механизм и поэтому

имеющих больщ ю пропускную способность колнчества сжатого воздуха, а также то, что Поршнн в каждом цикле соверщают ход на о.; структивно заданную величину за счет странения противодавления, повышает

нергию удара устройства в 1,5-2 раза.

Отсутствие утечек воздуха повышает и стойчивую работу двухпортнневого ударного устройства.

Форм у л а изобретен i я

Устройство ударного действия, содержаее два соосных н,илипдра с установленныи в них с возможностью осевого возврато-ностунательного перемещен11я в нроти7

вополож 1ых направлениях поршнями со ШТОК01М, пневмодвнгатель и механизм воздухСраспределения,отлич ающееся

тем, что, с целью гговышения энергии удара и стабилизации режима работы, на валу пневмадвигателя смонтирован диск, выполненный с симметричными радиальными выступами для периодического взаимодействия с механизмом воздухорасп-редсления, который выполнен из установленных в отде..х кор1иусах зо лотнпков со втулками и килками с шарикоподшипниками, этОМ в ко-риусах, золотниках и выиолнены каналы для ооесиечения нодачи энергоносителя в нолости циляндро;, а кориуса золитников расиоложеиы диаметрально нротивоположно относительно пала пневм-сдвигателя и закренлены на ()бш,ей раме.

Источники информации, иринятые во внимание ири ксиертизе

1.Авторское свидетельство СССР .V:: 320608, кл. Е 21 С 3.24, 1970.

2.Чумак С. А. Двухпоршнсвой ударный механизм с регулир)емой частотой ударов для бурильных .машин. Харьков, 1958, с. 5.

/25

9 ,Ш. 22 8 /ZJ KfSfSW3 v fff/

f-B

2325

Фаг.З fui.2.

B-e

Фиг. ejfS 22