Пневмогидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1982 года по МПК E21C37/00 E21C27/12 E21C45/02 

(54) ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО

ДЕЙСТВИЯ

1

Изобретение относится к буровым машинам, касается пневмогидравлического устройства ударного действия и может быть использовано в импульсных водометах и пневмогидравлических молотах, применяемых, главным образом, для разрушения 5 горных пород.

Известно пневМогйдравлическое устройство ударного дёйствия,держащее рабочий цилиндр, ударный поршень, сообщаемый с запоршневой полостью цилиндра, ре- Q сивер и взводной цилиндр с захватным приспособлением, несуш,им подвижные кулачки, которыми оно взаимодействует с поршнем при его взводе, В этом устройстве в конце взвода поршеиь .образует в рабочем цилиндре замкнутую камеру, которая соединяется с 5 дополнительной камерой, благодаря чему давление в камере цилиндра падает и усилие на поршень со стороны сжатого газа уменьшается., После этого происходит расцепление кулачков с поршнем 1.20

Наличие дополнительной камеры с рядом клапанов усложняет конструкцию устройства и в то же время не решает задачи освобождения кулачков захватного приспособления от нагрузки со стороны сжатого газа.

Более близким по технической сущности к предлагаемому является пневмогидравлическое устройство ударного действия, содержащее ударник с поршнем, расположенным в рабочем цилиндре, соединенным с ресивером сжатого газа, взводной цилиндр, несуший на своей подвижной части захватное приспособление с размещенными в его корпусе подвижными кулачками для сцепления с упврным буртом ударника при рабочем ходе и расцепления с ним в начале холостого хода взводного цилиндра, обратный клапан для перепуска сжатого газа в ресивер из камеры, образуемой в рабочем цилиндре поршнем ударника в конце рабочего хода взводного цилинДра 2.

Однако и в этом устройстве расцепление кулачков захватного приспособления начинается одновременно с началом холостого хода взводного цилиндра, когда кулачки давлением газа поджаты к ударнику. Вследствие этого расцепление кулачков происходит при уменьшающейся нагрузке со стороны сжатого газа, давление которого падает благодаря увеличению объема камеры, образуемой в цилиндре поршнем ударника, при реверсировании направления его движения.

Расцепление кулачков под нагрузкой приводит к снижению долговечности устройства.

Цель изобретения - повышение долговечности и надежности действия устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено элементом для расцепления кулачков с упорным буртом ударника при перемещении захватного приспособления относительно него в направлении холостого хода взводного цилиндра, для чего в корпусе этого приспособления выполнена кольцевая проточка, вызываюш,ая при своем взаимодействии с упорным буртом ударника перемещение корпуса захватного приспособления otнocитeльнo него при расцеплении кулачков.

В одном случае элемент для расцепления кулачков с упорным буртом ударника выполнен в виде связанного с кулачками пальца, установленного в корпусе захватного приспособления с зазором по отношению к упорному бурту ударника в направлении рабочего хода взводного цилиндра и имеющего скошенную поверхность для утапливания его в корпусе при взаимодействии ее с упорным буртом ударника.

В другом случае элемент для расцепления кулачков с упорным буртом ударника выполнен в виде кольцевого выступа на ударнике, расположенного с зазором к кулачкам захватного приспособления в направлении холостого хода взводного цилиндра, а кулачки .имеют скошенную поверхность для утапливания -их в корпус захватного приспособления при взаимодействии ее с упорным буртом ударника.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения захват-ного приспособления.

Устройство (фиг. 1) содержит корпус 1, ударник 2, взводные цилиндры 3, штоки которых жестко связаны с захватным приспособлением 4, рабочий цилиндр 5, тормозное приспособление 6, ресивер 7.

Рабочий цилиндр 5 имеет камеру 8, запираемую поршнем 9 ударника 2 в конце процесса взвода и соединенную через обратный клапан 10 с ресивером 7. Диаметр поршня 9 ударника 2 выполнен меньше диаметра рабочего цилиндра 5. Ресивер 7 соединен каналами 11 с полостью рабочего цилиндра 5.

Захватное приспособление 4 включает установленные в его корпусе подвижные кулачки 12, соединенные посредством планки

13с пальцами 14 и пружинами 15. Пальцы

14служат элементом, для расцепления кулачков 12 с ударником 2.

Для сцепления кулачков 12 с ударником 2 предусмотрен упорный бурт 16. При сцеплении кулачков 12 захватного приспособления 4 с упорным буртом 16 между пальцами 14 и поверхностью упорного бурта 16 образуется зазор в направлении рабочего хода взводных цилиндров 3 (вверх). Кулачки 12 и-пальцы 14 имеют скошенные поверхности,

обеспечивающие их утапливание в корпус захватного приспособления 4 при взаимодействии с поверхностью упорного бурта 16 в случае перемещения захватного приспособ ления 4 относительно ударника 2 в направлении холостого хода взводных цилиндров 3

(вниз) в корпусе захватного приспособления 4 выполнена полость 17, обеспечивающая перемещение корпуса относительно ударника 2 без взаимодействия с последним при утапливании в корпус пальцев 14. Полость 17 в корпусе захватного приспособления 4 обраничена торцовой поверхностью 18. Камера 8 рабочего цилиндра 5 может сообщаться через управляемый клапан 19 с атмосферой.

Элемент для расцепления кулачков 12 может быть выполнен также в виде кольцевого выступа 20 (фиг. 2), установленного на ударнике 2.

При сцеплении кулачков 12 с упорным

буртом. 16 между кулачками 12 и поверхностью выступа 20 образуется зазор в направлении холостого хода взводных цилиндров 3.

Для удержания кулачков 12 в расцепленном состоянии до выхода ударника 2 из

камеры 8 рабочего цилиндра 5 в корпусе захватного приспособления 4 установлен фиксатор, включающий шарик 21 и два толкателя 22 и 23, между которыми установлена пружина 24.

На фиг. 3 представлен вариант, когда для перевода кулачков захватного приспособления 4 в положение сцепления или расцепления и удержания в этих положениях используется усилие отдельного привода. В этом варианте кулачки захватного приспособления 4 выполнены в виде двуплечих рычагов 25, укрепленных на корпусе захватного приспособления 4 с помощью осей 26. Одно плечо рычагов 25 связано с приводом в виде цилиндра 27.

Элемент, управляющий сцеплением и

расцеплением рычагов 25 с упорным буртом 16 ударника 2, выполнен в данном случае в виде переключателя 28, установленного в корпусе захватного приспособления 4 и управляющего работой цилиндра 27.

При сцеплении рычагов 25 с упорным буртом 16 между приводным элементом 29 переключателя 28 и поверхностью упорного бурта 16 в направлении рабочего хода взводных цилиндров 3 образуется зазор. Размер полости 17 в направлении рабочего хода взводных цилиндров 3 ограничен в данном варианте величиной хода приводного элемента 29 переключателя 28. Устройство работает следующим образом. На фиг. 1 устройство показано в конце процесса взвода. При этом ударник 2 и захватное приспособление 4 находятся в крайнем заднем положении (вверху), кулачки 12 контактируют с упорным буртом 16, поршень 9 ударника 2 усилием взводных цилиндров 3 вдвинут в камеру 8, избыточный газ из камеры 8 через обратный клапан 10 вытеснен в ресивер 7, а толкатели 22, взаимодействуя с задним внутренним торцом корпуса 1, сжимают пружины 24. При соединении штоковой полости взводных цилиндров 3 со сливом и подаче давления в их поршневую полость начинается холостой ход взводных цилиндров 3, перемешаю щих захватное приспособление 4 вперед (вниз Одновременно, вследствие снятия взводного усилия со стороны цилиндров 3, ударник 2 под воздействием давления остаточного газа в камере 8 также перемещается вперед до тех пор, пока уменьшающееся усилие давления расширяющегося остаточного газа, замкнутого в камере 8, на поршень 9 не сравняется с усилием давления газа на тот же поршень 9 со стороны рабочего цилиндра 5. После этого движение ударника 2 относительно корпуса 1 временно прекращается. Таким образом, движение ударника 2 в рассмотренный период времени носит ускоренно-замедленный характер, в то время, как усилие взводных цилиндров 3 постоянно направлено на перемещение захватного приспособления 4 вперед. Влияние силы трения поршня 9 о стенки камеры 8 и веса ударника 2 при негоризонтальном расположении устройства принципиально характер движения ударника 2 не меняют. При возникновении перемещения захватного приспособления 4 относительно ударника 2 в сторону холостого хода взводных цилиндров 3 контакт кулачков 12 с передней гранью упорного бурта 16 устраняется, так как между кулачками 12 и упорным буртом 16 появляется зазор, при этом зазор между пальцами 14 и задней гранью упорного бурта 16 уменьшается до нуля. После этого пальцы 14, надвигаясь скошенными поверхностями на упорный бурт 16, утапливаются в корпус захватного приспособления 4, увлекая в корпус и кулачки 12, и фиксируются в нем с помощью щарика 21 под действием сжатой пружины 24. Таким образом, расцепление кулачков 12 захватного приспособления 4 происходит без нагрузки со стороны ударника 2После расцепления кулачков 12 захватное приспособление 4, продолжая перемещаться вперед взводными цилиндрами 3, начинает взаимодействовать с упорным элементом ударника 2 торцовой поверхностью 18 полости 17, двигая его вперед до выхода поршня 9 из камеры 8. Как только порщень 9 выйдет из камеры 8, ударник 2 под воздействием сжатого газа в рабочем цилиндре 5 выходит из контакта с захватным приспособлением 4, разгоняется в корпусе 1 до нанесения удара по преграде (например, породе) и останавливается в крайнем переднем положении. Продолжающееся двигаться впе,ред захватное приспособление 4 освобождает толкатели 22 от взаимодействия с задним внутренним торцомкорпуса 1, пружина 24 расправляется, освобождая щарик 21, и кулачки 12 с пальцами 14 под воздействием пружин 15 через планку 13 выталкиваются из корпуса захватного приспособления в сторону ударника 2. Как только кулачки 12, при дальнейщем перемещении захватного приспособления 4 взводными цилиндрами 3, достигнут поверхности упорного бурта 16, остановившегося в крайнем переднем положении ударника 2, они, благодаря наличию скошенной поверхности, утапливаются в корпус и под воздействием пружин 15 огибают упорный бурт 16, производя сцепление с ударником 2. После этого поршневые полости взводных цилиндров 3 соединяются со сливом, а в их штоковые полости подается давление, и начинается рабочий ход взводных цилиндров 3, перемещающих захватное приспособление 4 назад (вверх). Захватное приспособление, двигаясь назад, кулачками 12 подхватывает ударник 2 за упорный бурт 16 и, преодолевая усилие давления сжатого газа в рабочем цилиндре 5, движет ударник 2 в исходное положение. Как только порщень 9 ударника 2 войдет в камеру 8 и запрет ее, то дальнейшее перемещение ударника 2 вызовет повышение давления газа в камере 8, что в свою очередь, приводит к открытию обратного клапана 10 и перепуску избыточного газа из камеры 8 в ресивер 7 до тех пор, пока ударник 2 не займет крайнего заднего положения. Перед входом поршня 9 в камеру 8 происходит взаимодействие толкателя 22 с задним внутренним торцом корпуса 1, при этом сжимается пружина 24 и подготавливается фиксация подвижных кулачков 12 для последующего расцепления с ударником 2. Затем цикл работы устройства повторяетЕсли в процессе разгона сжатым газом ударник 2 не встречает препятствия, т. е. происходит «холостой выстрел, порщень 9 воздействует на тормозное приспособление 6, которое поглощает энергию ударника 2. В случае выполнения захватного приспособления 4 согласно фиг. 2 сущность работы устройства не изменяется. Нагрузка на кулачки 12 со стороны сжатого газа, действующего на ударник 2, полностью снимается в тот момент, когда при возникновении перемещения захватного приспособления 4 относительно ударника 2 в сторону холостого хода взводных цилиндров 3 появляется зазор между кулачками 12 и упорным буртом 16. Расцепление кулачков 12 с ударником 2 происходит в результате их взаимодействия с выступом 20, а новый захват ударника 2 в результате взаимодействия с упорным буртом 16. При этом наличие полости 17 обеспечивает расцепление кулачков 12 без взаимодействия корпуса захватного приспособления 4 с ударником 2, а наличие торцовой поверхности 18 полости 17 - выталкивание ударника 2 из камеры 8 после полного расцепления кулачков 12.

При выполнении захватного приспособления 4 согласно фиг. 3 сцепление и расцепление двуплечих рычагов 25 осуществляется следующим образом.

Рычаги 25 сцеплены с упорным буртом 16, для чего порщневая полость цилиндра 27 соединена с напорной, а щтоковая полость - со сливной магистралью гидросистемы (не показана). Для расцепления рычагов 25 с упорным буртом 16 в штоковую полость цилиндра 27 необходимо подать давление, а порщневую полость соединить со сливом. Для подачи команды на расцепление рычагов 25 используется переключатель 28.

При холостом ходе взводных цилиндров 3, после того, как давление газа в запертой камере 8 упадет, ударнф 2 замедлит свое движение и возникнет перемещение захватного приспособления 4 относительно ударника 2, появляется зазор между упорным буртом 16 и рычагами 25, которые, таким образом, освобождаются от нагрузки со стороны ударника 2. В дальнейщем упорный бурт 16 взаимодействует с приводным элементом 29 переключателя 28, который дает команду на расцепление рычагов 25, после чего корпус захватного приспособления 4 торцовой поверхностью 18 выталкивает ударник 2 из камеры 8, который под действием сжатого газа в рабочем цилиндре 5 устремляется вперед до остановки в крайнем переднем положении.

Одновременно захватное приспособление 4 продолжает перемещаться взводными цилиндрами 3 до тех пор, пока приводной элемент 29 переключателя 28 снова не войдет в контакт с упорным буртом 16.

Вследствие этого, переключатель 28, работающий по схеме «включено-выключено, подает команду на сцепление рычагов 25 с упорным буртом 16 и на переключение взводных цилиндров 3 на рабочий ход.

После этого работа устройства осуществляется выщеописанным образом.

8 Формула изобретения

с ним в начале холостого хода взводного цилиндра, обратный клапан для перепуска ежа того газа в ресивер из камеры, образуемой в рабочем цилиндре порщнем ударника в конце рабочего хода взводного цилиндра,

отличающееся тем, что, с целью повыщения долговечности и надежности действия, оно сна бжено элементом для расцепления кулачков с упорным буртом ударника при перемещении захватного приспособления относительно него в направлении холостого

хода взводного цилиндра, для чего в корпусе этого приспособления выполнена кольцевая проточка, вызывающая при своем взаимодействии с упорным, буртом ударника перемещение корпуса захватного приспособления относительно него при расцеплении

кулачков.

для утапливания их в корпус захватного приспособления при взаимодействии ее с упорным буртом ударника.

Источники информации, принятые во внимание при эйсперти е

2.Авторское свидетельство СССР № 241190, кл. F 04 В 37/12, 1964.