Гидромолот Советский патент 1982 года по МПК E02D7/10 

Изобретение относится к строитель- ной технике и предназначено для использования в строительных и дорожных машинах для забивки свай и шпунта, рыхления мерзлого грунта, разрушения дорожных покрытий, уплотнения грунта и других машинах, в которых используется кинетическая энергия подвижной массы.

Известны гидромолоты, состоящие из корпуса, ударной части, шабота, рабочего инструмента, рабочего гидроцилиндра, распределительного устройства, сливной и-напорной магистрали .

Чаще всего гидромолоты применяются в качестве сменного оборудования к копргил, экскаваторам, самоходю1м шасси и питаются от насосной установки этих машин. Гидромолоты имеют более высокий КПД, чем дорожные и строительные ударные машины с другим видом привода (например паровоздушные) 1.

Однако указанные гидромолоты обла,дают недостаточно высоким КПД и имеют резервы для его повышения.

Наиболее близким к предлагаемому является свайный гидромолот, включаю щий корпус, ударную часть, рабочий

цилиндр с направляющей втулкой и :штоком с поринем, гидроаккумулятор, распределительное устройство, напорс -ную и сливную магистрали 2.

Недостатком известной конструкции является то,что шток с поршнем в рабочем цилиндре уплотняется контактными уплотнениями, расположенными во

10 штока,, которые создают значительную силу трения, пропорциональную давлению энергоносителя и составляющую 10-15% от движущей силы гидроцйлиндра. Сила трения снижает КПД гидромолота и вызывает износ сопрягаеглдх

5 поверхностей.

Цель изобретения - повышение КПД и снижение износа сопрягаемых поверхностей штока и направляющей втулки рабочего цилиндра гидромолота.

Поставленная цель достигается тем, что в гидромолоте, включащем корпус, ударную часть, рабочий цилиндр с направляющей втулкой и штоком с поршнем,

25 гидроаккумулятор, распределительное устройство, напорную и сливную магистрали, на внутренней поверхности нгшравлякхцей втулки выполнены радиальные углубления равных размеров, -равнорас30 прбделенные по окружности и соединенные с напорной магистралью через др сели равного сопротивления. При этом в направляющей втулке с стороны нижнего торца на расстоянии t 0,03-0,2 внутреннего диаметра направляющей, втулки от углубления выполнена кольцевая проточка, к кот рой подсоединен дренажный трубопров Таким образом, рабочая жидкость из напорноймагистрали поступает в углубления, выполненные во втулках а из углублений через щели, образованные внутренней цилиндрической по верхностью втулки и поверхностью шт ка, проходит в кольцевую проточку и далее по дренажному трубопроводу в бак. Образуется система гидравлических потенциометров, у которой дроссели имеют равное сопротивление при этом щели имеют равное сопротив ление только в случае концентричного расположения штока во втулке. При концентричном расположении штока давление рабочей жидкости во все углублениях одинаково и, поскольку .размеры их равны и расположены они на равном друг от друга расстоянии шток находится в равновесии. Если под действием внешней силы шток сместится в радиальном направлении то высота щели с одной стороны втул ки окажется меньше, а с противоположной стороны - больше. Тогда со стороны меньшей щели давление в углублении окажется большим, чем с противоположной стороны, так как гидравлическое сопротивление с мен шей высотой щели больше по сравнению с гидравлическим сопротивлением противоположной щели, имеющей большую высоту-. Вследствие этой разности давлений шток вернется в соосное со втулкой положение, в ре зультате чего между штоком и втулкой вновь образуется концентричная цель, заполненная рабочей жидкостью. Контактное трение здесь уступает место чисто жидкостному, коэффициент которого на три порядка меньше. Общие потери мощности на жидкостное трение и продавливание жидкости через щели в предлагаемой конструкции опоры штока нич тожно малы и составляют десятые доли процента, что в 50-100 раз меньше, чем в контактном уплотнении.. Для предотвращения утечек жидкости через крышку гидроцилиндра в ней размещено плавающее чугунное кольцо, притертое по штоку. На фиг. 1 показан гидромолот, продольный разрез; на фиг, 2 - направлякщая втулка, поперечное сечение (показано расположение, например, четырех углублений по внутрен нему направляющей втулки) Гидромолот включает корпус 1, ударную часть 2, рабочий цилиндр 3 с втулкой 4, штоком 5 с поршнем и крышкой 6, Втулка 4 имеет углубления 7, которые посредством отверстий 8 соединены с радиальными отверстиями 9, и кольцевую проточку 10, соединенную через радиальное отверстие 11 с дренажным трубопроводом 12. Отверстия 9, в которые плотно вставлены пробки 13. с нарезанной на их поверхности винтовой дроссельной канавкой, соединены с кольцевой проточкой 14, подключенной к напорной гидролинии 15, А в крышке помещается плавающее кольцо 16, Гидропривод содержит насос 17 и предохранительный клапан 18, принадлежащие базовой машине, аккумулятор 19, распределитель 20 с пружиной 21, обратный клапан 22, сливную магистраль 23 и бак 24. Гидромолот работает следующим образом. В ИСХОДНОЙ позиции шток 5 с поршнем и ударная часть 2 находятся в крайнем нижнем положении, а золотник распределителя 20 под действием пружины 21 занимает крайнее правое положение. Рабочая жидкость, подаваемая насосом 17 из бака 24, через распределитель 20 поступает в штоковую полость рабочего цилиндра 3, а из поршневой полости по сливной магистрали 23 уходит в бак. Шток 5 с поршнем с ударной частью 2 поднимается . Когда поршень перекроет выпуск.ное отверстие, оставшаяся часть жидкости вытесняется вправую полость золотника 20. Золотник 20 сжимает пружину 21 И4 занимает крайнее левое положение. Рабочая жидкость поступает в поршневую полость цилиндра 3 и шток 5 с поршнем вместе с ударной частью 2 ускоренно движется вниз. .В нижнем крайнем положении ударная часть 2 наноситудар по шаботу (не показан). Одновременно верхняя полость рабочего цилиндра 3 через обратный клапан 22 соединяется со сливной магистралью. Давление в пориневой полости рабочего цилиндра и в правой полости распределителя 20 падает, и пружина 21 переключает золотник распределителя 20 в крайнее правое положение. Далее цикл повторяется. Так как проточка 14 во втулке 4 постоянно соединена с напорной магистралью 15, то жидкость под давлением через дррссельные пробки 13 поступает в углубления 7, в результате чего возникают гидростатичес-. кие силы, центрирующие шток относительно втулки 4, Далее жидкость через щели, образованные внутренней поверхностью втулки 3 и поверхностью штока, попадает в штоковую полость раОочего цилиндра (при ходе поршня вниз) и в кольцевую проточку 10, из которой через отверстие 11 по . дренажному трубопроводу 12 - в йак 24, при ходе пориня вверх вся жидкость из углублений 7 пройдет через нижнюю (по схеме) щель в кольцевую проточку 10 (так как давление рабочей жидкости в штоковбй полости рабочего цилиндра при ходе вверх будет больше, чем давление в углублениях направляющей втулки), Когда шток находится в соосном со втулкой положении, равнодействующая гидростатических сил равна нулю. Если шток вывести из соосного положения, то появляется радиальная равнодействующая гидростатических сил, которая стремится восстановить соосное положение штока. Таким образом, появившаяся возмущающс я радиальная сила уравновешивается равнодействуклцей гидростатических сил. Слой жидкости, разделякяций втулку 4 и шток 5 имеет высокую степень упругости, которая зависит от Площади углублений, высоты щелей и давления рабочей жидкости. .Контакт ное трение уступает место жидкостном Так как величина жидкостного трения ничтожна, то повышается КПД гидромолота. Кроме того, отсутствие контакта между штоком и втулкой исключает износ последних, повышая их долговечность. Формула изобретения 1.Гидромолот, включающий корпус, ударную часть, рабочий цилиндр с направляющей втулкой и штоком с поЕнпнем, гидроаккумулятор, распределительное устройство, напорную и сливную магистрали, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и снижения износа сопрягаемых поверхностей штока и направляющей втулки рабочего цилиндра на внутренней поверхности направляющей втулки выполнены радиальные углубления травных размеров, равнораспределенйые по окружности и соединенные с напорной магистралью через дроссели равного сопротивления. 2.Гидрскюлот по п. 1, отличающийся тем, что со стороны нижнего торца направляющей втулки на расстоянии Е 0,03-0,2 внутреннего диаметра направляющей втулки от углубления выполнена кольцевая проточка, к которой подсоединен дренажный трубопровод. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Дмитревич Ю.В. Аналитическое Исследование рабочего процесса свайного гидромолота двойного действия Труды ВНИИстройдормаша, вып. 52 Исследование сваебойного оборудования, М., 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 279447, кл. Е 02 D 7/10, 1968.