Пневматический молоток с уравновешенным ударным механизмом Советский патент 1982 года по МПК E21B1/30 B25D9/00 

Изобретение относится к ударным машинам, а более конкретно - к пневматическим машинам с динамически уравновешенным -ударным механизмом, предназначенным для использования в горнодобывеиощей прс нляленности в виде перфораторов и отбойных молотков, машиностроении в виде рубильных и клепальных молотков, строительстве в виде бетонсэломов, отбойных молотков и т.п.

Известны машины с динамически уравновешенным ударным механизмом{1. Такие машины имеют полый корпус, в . передней части которого встроен рабочий инструмент (бур, пика, зубило и т.п.), а во внутренней полости последоэательно (один за другим) размещены подвижны.е в продольнсм направлении ступенчатые ударник и уравновешивающий поршень. Система ка.налов и отверстий в корпусе обеспечивает подвод сжатого воздуха в камеры, ограниченные стенками корпуса, рабочим инструментом, ударником и уравновешивающим поршнем.Выхлоп отработанного возд1 ха из этих камер в окружающую среду производится в зависимости от положения ударника или поршня относительно.корпуса.

Прда поступлении в машину сжатого воздуха у;1гариик и поршень совершают возвратно-поступательное движение внутри корпуса. В процессе движения ударник наносит удары по рабочему инструменту. Равнодействующая всех сил, приложенных к корпусу такой машины, достоянная, т.е. основной источник вибрации отсутствует. Для работы машины требуется минимальная для заданных значений энергии и частоты ударов, сила нажатия.

Недостатком такой машины является увеличенный по сравнению с машинами без уравновешивагацего поршня продольный габаритный размер. Увеличение длины маииины является следствием последовательного (один за другим) размещения ударника и уравновешивающего поршня.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пневматический молоток с уравновешенньвл ударным механизмом 2. Он содержит полый корпус с закрепленным в его носовой части инструментом и размещенным в его полости уравновешивающим подвижным ступенчатым полым поршнем, внутри которого расположен, с возможностью перемещения ударник.

переднюю,среднюю и дополнительную камеры, промежуточную камеру, постоянно сообщенную с источником сжатого воздуха, отверстие в боковой стенке уравновешивающего поршня для впуска сжатого.воздуха в среднюю камеру ,и выхлопа из нее отработанного воздуха, выхлопное окно в стенке корпуса.

Недостатком этого молотка является сравнительно длинная часть рабочего инструмента, встроенная в корпус. Это удлинение обусловлено необходимостью того, чтобы поршень, даже при своем крайнем заднем положении, не вьлходил из сопряжения с рабочим инструментсял (в противном случае исключается работоспособность мамины). За счет длинной встроенной части рабочего инструмента увеличивается общая длина машины. Существенным недостатком машины является также сложность ее конструкции .

Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров молотка.

Указанная цель достигается т&л, что в корпусе выполнен канал для пот стоянного сообщения дополнительной и передней камер, при этом указанные Кс1меры изолированы от источника сжатого воздуха, а задняя кромка выхлопного окна расположена между граничными положениями заднего торца уравновешивающего поршня.

На фиг,1 изображен пневматический молоток суравновешенным ударным механизмом, разрез; на фиг.2 - то же, расположение элементов соответствует моменту соударения ударника с инструментом.

Пневматический молоток с .уравновешенным ударным механизме содержит полый корпус 1, встроенный в его но совую часть рабочий инструмент 2, размещенный внутри корпуса уравновшшвающий подвижный ступенчатый полый поршень 3 и ударник 4, размещенный внутри этого поршня.

Поршень 3 установлен с возможностью свободного перемещения внутри корпуса 1 в продольном направлении между крайними граничными (передним и задним) положениями. Ударник 4 в свою очередь может перемещаться внутри поршня 3.

Внутренняя полость корпуса разделена ударником 4 и поршнем 3 на ряд камер. Передняя камера 5 ограничена стенками корпуса 1, рабочим инструментом 2, поршнем 3 и передней частью ударника 4 и изолирована от источника сжатого воздуха (на чертеже не показан) .

Дополнительная камера 6 ограничена стенкгили задней части корпуса 1 и задним торцом поршня 3, также изолирова на от источника сжатого воздуха и постоянно сообщена с передней камерой 5, для чего в корпусе выполнен канал

;7. Промежуточная Кс1мера 8 ограничена стенками корпуса 1 и наружной боковой поверхностью поршня 3 с буртсм 9 постоянно сообщена с источником сжатого воздуха через отверстие 10 в корпусе 1. Средняя камера 11 ограничена стенкс1ми задней части поршня 3 и телом ударника 4 и в зависимости от положения поршня 3 относительно корпуса 1 может быть сообщена либо с промежуточной камерой 8, постоянно находящейся под давлением, либо с окружающей средой. Для этого в боковой стенке пориня 3 .выполнены одно или несколько сквозных отверстий 12, а в корпусе 1 - внутренний бурт 13, отделяющий промежуточную камеру 8 от окружающей среды, и выхлопное окно 14. Задняя внутренняя крсмлка 15 выхлопного окна 14 расположена между двумя граничными положениями згщнёго торца 16 уравновзиивающего поршня 3 передним (фиг. 1) и задним (фиг. 2), а передняя внутрення кромка 17 этого окна расположена между двумя крайними положениями сквозного отверстия 12, в стенках поршня 3 - передним (фиг.1) и задним (фиг.2).

Благодаря такому расположению внутренних кромок 15 и 17 выхлопного окна 14 дополнительная 6 может быть, в зависимости от положения поршня 3 относительно корпуса 1, либо сообщена с окружающей средой, либо изолирована от окружакицей среды, а средняя камера 11 мсмсет быть сообщена либо с промежуточной камерой 8, а следовательно и с источником сжатого воздуха, либо с окружаивдей средой

Площади бурта 18 в корпусе 1 и днища 19 корпуса 1 целесообразно выполнить одинаковыми с целью уравновешивания С5ИЛ , обусловленных давлением воздуха в передней 5 и дополнительной 6 KciMepax.

Молоток работает следующим образом При поступлении сжатого воздуха в промежуточную камеру 8 (фиг.1) средняя камера 11 также оказывается под давлением, так как отверстие 12 находится в зоне промежуточной камеры В. Вследствие того, что площадь поршня 3, воспринимающего давление со стороны средней камеры 11, больше, чем площадь торцовой поверхности бурта 9 поршень 3 двигается назад. Ударник 4 в это время .двигается вперед (в сторону инструмента 2), вытесняя воздух из передней камеры 5 в дополнительную камеру б, которая сообщена с окружающей средой.

По мере движения назад поршень 3, поравнявшись своим задним торцом 1бс кромкой 15 окна 14, отсекает дополнительную камеру 6 от окружающей среды и сжимает воздух, заключенный в этой KciMepe. 4 при своем движении к инструменту 2 также сжимает

воздух в сообщенной с дополнительной камерой 6 передней камере 5. Таким образом, в передней и дополнительной К 1мерах 5 и 6 аккумулируется энергия за счет сжатия заключенного в них воздуха. При дальнейшем движении

поршня 3 отверстие 12 в поршне 3 вначале перекрывается буртом 13, а затем, поравшявшись с выхлопным окном 14, открывает среднюю кгилеру 11, из которой происходит выхлоп с5тработайного воздуха в окружгиощую среду.

Ударник 4 при движении .вперед наносит удар по рабочему инструменту 2. После удара ударник ,4 и поршень 3 за счет энергии воздуха, сжатого в передней и дополнительной камерах 5 и 6, двигаются навстречу друг друг По мере движения поршня 3 навстречу, с ударником 4 дополнительная кшлера через выхлопное окно 14 соо ается с окружакицей средой, а отверстие 12 в поршне 3 входит в зону промежуточной камеры 8, и происходит впуск сжатого воздуха в среднюю камеру 11. Давлением в средней камере 11 движение ударника 4 и поршня 3 навстречу друг другу прекращается, после-чего описанный цикл повторяется.

Как видно из фиг.1 и 2, при работе молотка на его корпус 1 действует постоянная сила, обусловленная давлениемокатого воздуха постоянно поступагшцего в промежуточную камеру 8, на бурт 13. Кремне того, корпусе 1 воспринимаются силы давления воздуха периодически сжимаемого в передней и дополнительной камерах 5 и 6. Эти силы в любой момент времени одинаковы в силу равенства плсяцадей бурта 18 и днища 19 и равенства давлений в передней и дополнйтельнсхй каме pax 5 и 6.и направлены в противоположные стороны. Результируияцая этих сил, следовательно, равна нулю.

Таким образом, корпус находится под действием только одной постоянной силы и молоток является уравновешенным. Основной источник вибрации отсутствует, а для нормальной работы молотка достаточно минимальной для зданных значений энергии и частоты ударов силы нажатия.

Благодаря тому, что необходимость постоянного сопряжения поршня с рабочим инструментом стала излишней, длина хвостовой части инструмента уменьшена, а следовательно уменьшена и общая длина молотка.

Формула изобретения

Пневматический молоток с уравновешенным ударньм механизме, содержащий полый корпус с-закрепленным в его носовой части инструментом и размещенным в его полости уравновешивающим подвижным ступенчатым полым поршнем, внутри которого расположен с возможностью перемицения ударник, переднюю, среднюю и дополнительную камеры, промежуточную камеру, постоянно сообщ енную с источником сжатого воздуха, отверстие в боковой стенке уравноветшвающего поршня для впуска сжатого воздуха в среднюю камеру и выхлопа из нее отработанного воздуха выхлопное окно в стенке корпуса, о тли чающийся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров молотка, в корпусе выполнен канал для постоянного сообщения дополнительной и передней камер, при этом указанные камеры изойированы от источника сжатого воздуха, а згщняя крсмлка выхлопного окна расположена между граничными полсяжениями заднего торца уравновг1гаваищего поршня.

Источники информации, принятые во внимошие пр« экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

212918, кл. Е 21 С 3/24, 14.11.66.

2.Патент США 3456744, кл.173137, опублик. 22.07.69. W

/:/Aff / jf X jryx x iry v-j-T rV v y vvvv:

xx . xv: ,y f Л4Г(. 1 r f f f f 7 V

л 7 у - - Д j,,, ,.,,.

.

// te

Фиг.1

s ts /JT/Tf u W//A у/ УЛ.: J кчучч : Л 1 л.Уг/ ЕЭ