Устройство ударного действия Советский патент 1982 года по МПК E01C19/34 

(5) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится -к строитель ной технике и к машиностроению и може ;быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для производства работ с применением ударных нагрузок Известны устройства ударного действия, соедржащие корпус, в котором соосно штоку, несущему рабочий орган в виде башмака, размещен упругий элемент в виде пружины, а шток связан с приводом СП. Наиболее близким из известных является устройство ударного действия, преимущественно для уплотнения грунта, содержащее установленный а корпус .соосно штоку и контактирующий с ним упругий элемент, механизм ввода штока и рабочий орган, смонтированный в конце штока 02. Недостатком известных устройств является невысокая эффективность их работы вследствие больших потерь энергии при деформации упругих элементов. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. Цель достигается тем, что в.устройстве ударного действия, преимущественно для уплотнения грунта, содержащем установленный а корпусе соосно штоку и контактирующий с ним упругий элемент, механизм ввода штока и рабочий орган, смонтированный на конце штока, упругий элемент выполнен в виде пневматического стержня из гибкого материала, заполненного рабочим агентом, причем площадь поперечного сечения штока в месте контакта с пневматическим стержнем не превышает 0,75 площади поперечного сече ния последне го. На фиг. 1 представлена схема устройства ударного действия; на фиг. 2 - то же, во введенном положении. Устройство ударного действия состоит из упругого элемента в виде пневматического стержня 1, выполнен 39 ного из Ги бкого материала. Стержень 1 заполнен рабочим агентом и помещен в корпус 2. Соосно стержню 1 pa сположен шток 3, контактирующий с торцом стержня 1. Шток 3 размещен 8 направляющей k для обеспечения прямолинейного движения рабочего органа. Пневматический стержень 1 имеет обратный клапан 5 Механизм взвода штока выполнен в виде привода со спусковым устройством 6. , Устройство ударного действия ра ботает следующим образом. При приложении усилия к штоку 3 с помощью привода со спусковым устройством 6, содержащего, например, двигатель (не показан) и соединенное с ним зубчатое колесо, входящее в зацепление с рейкой, укрепленной на штоке 3, последний в случае преобладания приложенного усилия над силой, создаваемой давлением сж того газа, действующей на торцевую стенку пневматического стержня 1, начнет перемещаться из положения 1 в положение II, вдавливая своим ко цом торцевую стенку стержня 1 внутрь Торцевая стенка стержня 1 при этом будет сжимать находящуюся в рабочей камере среду, запасая энергию движения штока 3. Перемещение штока 3 будет до тех пор, пока не сработает спусковое устройство, например не освободится шток 3 при выходе из зацепления нарезного сектора зубчатого колеса спускового устройства. При этом в приводе могут быть исполь зованы самые различные двигатели: электрические, пневматические гидрав лические, внутреннего сгорания, комб рованные и др. Корпус 2 служит для ориентирования стержня 1 по отношению направл ния движения штока 3 и конструктивно может быть выполнен в виде цилиндра из гибкого материала, из сетки или из отдельных стержней, расположенных по периметру пневматического стержня 1. Длина корпуса 2 может быть меньше длины стержня 1. В этом случае место крепления оболочки к стержню 1 должно быть за пределами загибаемой внутрь его части. Направл ющая обеспечивает прямолинейное соосное со стержнем 1 направление движения штока 3. Клапан 5 предназначен для выполнения рабочей камеры пневматического стержня сжатым возду хом. Выполнение упругого элемента в виде пневматического стержня, т.е. в виде баллона, у которого его длин, значительно больше диаметра, расположенного таким образом, чтобы шток, имеющий площадь поперечного сечения меньше, чем площадь поперечного сеченияпневматического стержня, двигался по направлению продольной оси стержня, позволяет за счет того, что в этом случае сжатие газа производится вжимаемой внутрь частью стенки стержня (а не поршнем, двигающимся в цилиндре .с большим трением, как это имеет место в пневматических машинах ударного действия, обеспечить большой рабочий ход и значительно увеличить энергоемкость упругого элемента. Это приводит к увеличению КПД машины. Для создания нормальных условий работы предлагаемой машины необходимо, как указывалось выше, чтобы площадь поперечного сечения штока 3 .была меньше площади поперечного сечения пневматического стержня 1. Это обусловлено необходимостью обеспечен;ия устойчивости пневматического стержня 1 при сжатии в рабочей камере газа с помощью штока 3 Известно, что устойчивость стержня при его продольном сжатии определяется соотношением ..., гдедР - избыточное давление газа в пневматическом стержне; F - площадь его поперечного сечения; предельная осевая нагрузка. , Однако для того, чтобы сжать газ в рабочей камере необходимо создать усилие на штоке 3 большее, чем усилие ot внутреннего давления, деиствующее на контактирующую площадку. Таким образом, обеспечить устойчивость пневматического стержня 1 можно только за счет уменьшения площади поперечного сечения штока 3 в месте его контакта по отношению к площади поперечного сечения стержня 1. Величину площади поперечного сечения штока в месте его контакта определяют из соотношения -f rt где F - площадь поперечного сечения стержня; 59 - площадь поперечного сечения штока; коэффициент запаса устойчивости стержня, К 1,1, коэффициент, учитывающий изгибное сопротивление материала пневматического стержня К 1,2. Следовательно, величина площади поперечного сечения штока в месте контакта не должна быть боль ше 0,75 площади поперечного сечения пневматического стержня. Минимальная пло1чадь поперечного сечения штока не регламентируется. Она определяется исходя из конструктивных соображений. Простота конструкции, малые габариты в транспортном положении, малая масса и высокий КПД позволяет с большим эффектом использовать маши ну ударного действия в различных отраслях народного хозяйства, а также для работ в отдаленных труднодоступных районах и при строительных работах на море. 2 формула изобретения Устройство ударного действия, преимущественно для уплотнения грунта, сЬдержащее установленный в корпусе соосно штоку и контактирующий с ним упругий элемент, механизм взвода штока, рабочий орган, смонтированный на конце штока, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, упругий элемент выполнен в виде пневматического стержня из гибкого материала, заполненного рабочим агентом, причем площадь поперечного сечения штока в месте контакта с пневматическим стержнем не превышает 0,75 площади поперечного сечения последнего. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельствб СССР № 668996, кл. Е 01 С 19/3, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № StSBSOS, кл. , опублик. 19бЭ.