Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1982 года по МПК E21B1/26 B25D9/00 

(5) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО

1

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к ударным механизмам бурильных машин вращательно-ударного действия, и может быть использовано там, где необходимо создание импульсной нагрузки с высокой частотой ее приложения, например в кузнечно-штамповочном производстве в качестве рубильных и клепальных молотков.

.Известен ударный механизм, включающий корпус с размещенными в нем хвостовиком инструмента, бойком и плунжерами рабочего и обратного хода 1.

Недостатком известного устройства является низкий КПД, обусловленный дросселированием потока жидкости в щелях органа управления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является гидравлическое устройство ударного действия, включающее напорную ДЕЙСТВИЯ

И сливную магистрали, корпус с крышкой , в которой расположены хвостовик, вспомогательная камера, рабочая камера с плунжерами рабочего и обратного хода, выполненными в виде втулок с буртиками и охватывающие боек с буртиками и расположенные в одной рабочей камере 2.

Недостатками устройства являются низкий механический КПД, связанный с тем, что кинетическая энергия, получаемая втулками, охватывающими боек и передающими ему силовые воздействия, гасится ударами этих втулок о переднюю и заднюю стенки кор-. пуса. Эта энергия оказывается для механической системы потеряннойj низкая надежность, связанная с ударами втулок по корпусу и с наличием пружины, воспринимающей кинетическую энергию бойка в базе торможения; сложность конструкции, связанная с необходимостью иметь в механизме отдельный привод и устройство для коммутации потока рабочей жидкости камере ударного механизма. Цель изобретения - упрощение кон струкции и повышение КПД устройства ударного действия. Поставленная цель достигается тем, что рабочая камера постоянно сообщена с напорной магистралью, а вспомогательная камера .образована задней по ходу устройства торцовой поверхностью плунжера обратного хода, поверхностью бойка, цилиндричес кой поверхностью корпуса и крышкой и имеет возможность попеременного сообщения с рабочей камерой И сливной магистралью через проточку, (Которая выполнена в крышке корпуса. На чертеже 1 изображено устройство Одарного действия, продольный разрез, В корпусе 1 расположены хвостовик инструмента 2, боек 3 с передни k и задним 5 буртами, охватываемый плунжерами рабочего хода 6 и обратного хода 7. Сзади корпус 1 ударника закрыт крышкой 8. Рабочая камера 9 образована торцовыми поверхностями 10 плунжера рабочего хода 6, поверхностью 11 .плунжера обратного хода 7, цилиндрической поверхностью бойка 3 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 и постоянно соединена с напорной магистралью 12. Вспомогательная камера 13 образована торцовой поверхностью 14 плу жера обратного хода 7 внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1, поверхностью крышки 8 (торцовая поверхность корпуса), ограничивающей перемещение плунжера обратного хода 7 и цилиндрической поверхност бойка 3. Вспомогательная камера 13 периодически соединяется со сливной магистралью через отверстие 15 в торце корпуса 1, перекрываемое или открываемое задней кромкой бойка 3, и с напорной магистралью 12 чере проточку 16, выполненную, например на внутренней поверхности ;плунжера обратного хода 7, перекрываемую передней кромкой 17 заднего буртика 5 бойка 3. Ударное устройство изображено в состоянии нанесения удара и работает следующим образом. При подаче раб.очей жидкости в рабочую камеру 9 на торцовой поверхности 10 плунжера рабочего хо|да.6 формируется возмущающее воздействие рабочего хода, а на торцовой поверхности 11 плунжера обратного хода 7 - возмущающее воздействие обратного хода. При этом в данном конструктивном исполнении возмущающие воздействия рабочего и обратного хода равны между собой. Так как в исходном состоянии возмущающее воздействие рабочего хода от плунжера 6 бойку 3 не передается, то боек 3 под действием возмущения обратного хода, передаваемого ему плунжером 7, начинает перемещаться в сторону крышки В корпуса И осуществляется взвод бойка 3). После того, как боек 3 переместится на величину, равную расстоянию от задней кромки его переднего буртика 4 до внутренней торцовой поверхности плунжера 6, происходит захватывание бойком 3 плунжера 6, при этом на боек 3 начинает действовать возмущение рабочего хода, скорость его движения уменьшается пропорционально увеличению движущейся массы на величину массы плунжера 6,а дальнейшее движение бойка 3 происходит с постоянной скоростью, так как происходит уравновешивание сил, действующих на боек 3. Через некоторое время после начала движения бойка 3 с постоянной скоростью плунжер 7 достигает крышки 8 и своим торцом упирается в нее и останавливается, одновременно с этим (или несколько раньше) боек 3 своей задней кромкой перекрывает отверстие 15 в крышке 8, а затем передней кромкой заднего бурта 5 открывает проточку 16 на внутренней цилиндрической поверхности втулки 7,при этом происходит соединение вспомогательной камеры 13 с напорной магистралью 12. В это время боек 3, находящийся под воздействием рабочего хода, передаваемым ему плунжером 6, затормаживается, плунжер же обратного хода 7 находится под воздействием суммы возмущений со стороны рабочей камеры 9 и со стороны вспомогательной камеры 13- Так как поверхность 1 больше поверхности 10, то плунжер 7 перемещается в сторону хвостовика инструмента 2 и наносит по нему удар. После того, как боек .3, находящийся под воздействием возмущения рабочего хода, остановится, он начнет разгоняться в сторону хвостовика инструмента 2, совершая рабочи ход. По истечении времени, равного времени торможения, с начала рабочего хода боек 3 своей задней кромкой откроет отверстие в крышке 8 и соединит вспомогательную камеру 1 JCO сливной магистралью 15 при этом давление в камере 13 резко упадет, и плунжер 7 находящийся в крайнем переднем положении, под воздействие розмущения обратного хода начнет Перемещаться в сторону Крышки 8, боек 3 же продолжает разгоняться в сторону хвостовика инструмента 2 вплоть до момента соударения плунже ра 6 по хвостовику 2. После этого все возмущающие воздействия с бойка 3 снимаются, он пр должает двигаться в сторону хвостовика инструмента 2 по инерции и наносят по нему удар. К этому моменту плунжер обратного хода 7 занимает . исходное положение, после чего рабо чий ЦИКЛ повторяется. За счет того, что возмущающие во действия прикладываются к бойку 3 и снимаются с него практически мгно венно (при зацеплении с плунжером рабочего хода 6 остановка плунжера обратного хода 7 и при отцеплении от плунжера обратного хода 7 после его. переработки в мо.мент нанесения удара бойком 3 по хвостовику 2), а поток жидкости в рабочую камеру 9 не дросселируется и не коммутируется, удается существенно повысить КПД ударного устройства. Из-за того что возмущающие воздействия прикладываются к бойку 3 и снимаются с не го в строго определенном положении бойка 3 и плунжеров рабочего 6 и обратного 7 ходов, достигается стабильная устойчивая работа ударного устройства независимо от начальных условий рабочего цикла. Формула изобретения Гидравлическое устройство ударjHoro действия, включающее напорную и сливную магистраль, корпус с крышкой, в котором расположены хвостовик, вспомогательная камера, рабочая камера с плунжерами рабочего и обратного хода, выполненными в виде втулок с буртиками и охватывающими боек с буртиками, и расположенные в одной рабочей камере, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД устройства, рабочая камера постоянно сообщена с напорной магистралью, а вспомогательная камера образована задней по ходу устройства торцовой поверхностью плунжера обратного хода, поверхностью бойка, цилиндрической поверхностью корпуса и крышкой и имеет возможность попеременного сообщения с рабочей камерой и сливной магистралью через проточку, которая выполнена на буртике плунжера обратного хода, и отверстие, которое выполнено в крышке корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 516810, кл. Е 21 С 3/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР If , кл. Е 21 С 3/20, 1966 (прототип).

14