Гидравлический ударный механизм Советский патент 1982 года по МПК E21B1/26 B25D9/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидравлическому ударному механизму, который может быть .испо.пьзован для разрушения гор ных пород, бетона и рьлхления мерзлы грунтов. Известно гидравлическое ударное устройство, содержащее боек .с поршнем, размещенные в цилиндре, снабже ное пневмоаккумулятором и вспомогательным поршнем, установленным в пе ремычке корпуса полым штоком, внутри которого размещен подпружиненный инерционный золотник., а также снабженное . напорными и сливными каналами 1 . . Недостатки этого устройства сложность и малонадежность ввиду того, что оно имеет большое число сочлененных исполните.пьнь1Х элементо Кроме того, упругие пружины, которые имеются в механизме,при бо.пь ших частотах не выдерживают циклических нагрузок и быстро выходят из строя., Наиболее близким по технической сущности Иодостигаемому результату к изобретению является гидравлический ударный механизм, включающий гидроаккумулятор, внутри которого размещен цилиндр и боек, полость разгона которого постоянно связана с гидроаккумулятором и периодически со сливной магистралью, а полость возврата постоянно сообщена с напорной магистралью 2. Однако в таком механизме для совершения автоколебательного движения бойку необходимо иметь такую действующую силу, которая могла бы всегда возвращать боек в исходное положение. В полости взвода бойка имеется постоянная действующая сила, она является в одном случае полезной (когда боек совершает холостой хрд) , а в другом случае .отрицательной (когда боек совершает рабочий ход для нанесения удара по инструменту) . .Следовательно, эта сила уменьшает предударную скорость, энергию и частоту удара, тем caMto-i снижает энергетические характеристики, а также КПД гидравлического ударного механизма, т.е. часть кинематической энергии бойка, полу ченной в процессе разгона, теряет- , ся на преодоление гидравлического сопротивления и действующей постоянной силы в полости возврата бойка.

Цель изобретения - увеличение частоты и энергии ударов гидравлического ударного механизма.

Поставленная цель достигается тем,.что гидравлический ударный механизм, включающий гидроаккумулятор, внутри которого размещен цилиндр и боек, полость разгона которого постоянно связана с гидроаккумулятором и периодически со сливной магистралью, а полость возврата постоянно сообщена с напорной магистралью, механизм снабжен ступенчатым поршнем, одна из торцовых поверхностей которого .размещена в полости в.озврата бойка, а другая - в полости гидроаккумулятора, при этом в бойке выполнен осевой канал, сообщенный с напорной магистралью и полостью возвра.та бойка.

На чертеже изображен предлагаемый гидравлический ударный механизм.

Внутри гидроаккумулятора 1 размещен цилиндр 2 и находящийся в нем боекЗ.. Внутри бойка 3 имеется канал 4, непосредственно связанный с напорной магистралью. Канал 4 через канал 5 .соединен с полостью 6 возврата бойка 3.

Механизм снабжен ступенчатым поршнем 7, образующим с цилиндром полости 8 и 9, которые соответственно соединяются с полостью б возврата бойка через канал .10 и с полостью гидроаккумулятора 1. Канал 4 имеет возможность периодически соединяться с полостью гидроаккумулятора 1 через ряд проточек 11 -и 12, выполненных на бойке и цилиндре. Полость 13 разгона бойка постоянно соединена с полостью гидроаккумулятора через отверстия 14 и периодически соединяется .со сливной магистралью через проточки 15.

Гидравлический ударный механизм работает следующим образом.В указанном на чертеже положении механизма боек 3 совершает рабочий ход. При этом полости гидроаккумулятора 1 и разгона 13 бойка 3 соединены со сливной магистралью. Ступенчатый поршень 7 находится в левом крайнем,положении, так как полость б постоянно соединена с напорной магистралью, то давление в ней повышается и начинается холостой ход бойка.

По мере движения бойка, проточка 15 перекрывается и дальнейшее его движение сопровождается сжатием жидкости находящейся в гидроаккумуляторе . При дальнейшем движении с.овмещаются проточки 11 и 12 и полость гидроаккумулятора соединяется с напорной магистралью. Объем гидроаккумулятора ра.ссчитан так, что в период холостого хода бойка 3, сжатием в нем жидкости, равновесия сил

не наступает. Давление начинает рости до значения напорного. При достижении определенного уровня значения давления в гидроаккумуляторе, поршень 7 за счет разницы площадей перемещается вправо. Так как площадь бойка, на которую действует жидкость, со стороны полости разгона 13 бойка больше, чем со стороны полости возврата бойка, то он плавно

останавливается и перемещается впра во, совершая рабочий ход.

После некоторого времени проточки 12 пере.крываются и движение бойка осуществляется за счет энергии жидкости, сжатой при холостом ходе. Перед соударением бойка об инструмент 16 полость 9 соединяется со сливной магистралью и давление в ней падает. Понижение давления приводит

к перемещению ступенчатого поршня 7 в левую сторону за счет значительг ной силы со стороны его полости 8.

Соотношение площадей бойка со стороны полости б и ступенчатого поршня 7 подобраны так, что движение последнего приводит к резкому понижению давления в этих полостях. Тем самым постоянная действующая сила на боек от момента соединения . полости рабочего хода со сливной магистралью до соударения с инструментом двигается по инерции почти fie3 наличия противодействующей силы.

Таким образом, в результате перемещения ступенчатого поршня, соединенного с одной стороны с полостью возврата бойка, а с другой стороны - с гидроаккумулятором, позволяет

существенно уменьшить противодействующую силу во время движения бойка по инерции до соударения. При -этом скорость соударения будет несколько выше, чем в обычных механизмах, следовательно, увеличится энергия и частота ударов, а также КПД.

Формула изобретения

Гидравлический ударный механизм, включающий гидроаккумулятор, внутри которого размещен цилиндр и боек, полость разгона которого постоянно

связана с гидроаккумулятором и периодически со сливной магистралью, а полость возврата постоянно сообщена с напорной магистралью, о т личающийся тем, что, с

целью увеличения частоты и энергии ударов, механизм снабжен ступенчатым поршнем, одна из торцовых поверх.ностей которого размещена в полости возврата бойка, а другая -.в полости

гидроаккумулятора, при этом в бойке

выполнен осевой канал, сооьщенный с напорной магистралью и полостью возврата бойка..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 21 С 3/20, 1972.

свидетельство СССР 21 С 3/20, 1975