Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Советский патент 1983 года по МПК B25D17/00 

(54) КОМПРЕССИОННО-ВАКУУМНАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к компрессионно-вакуумным электрическим молоткам и перфораторам, применяемым при разрушении различных строительных материалов и горных пород в строительстве, горнодобываюш,ей промышленности и геологоразведочных работах.

Известны компрессионно-вакуумные машины ударного действия, в которых для. выравнивания давления в рабочей камере ударного механизма в зоне верхней и нижней мертвых точек поршня имеется система сброса и подачи воздуха для воздушной подушки через отверстия в боковых стенках и проточки, выполненные на внутренней поверхности цилиндра 1.

Недостатками такого устройства являются недостаточная надежность и низкие энергетические выходные параметры, обусловленные постоянством площади сечения проточек поршня, которые необходимы для подачи и сброса воздуха в зоне нижней и верхней мертвых точек поршня и определяют объем воздушной подушки. Испытания подобных устройств выявляют весьма низкую стабильность ударного процесса при малой энергии удара.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому поло5 жительному эффекту является компрессионно-вакуумная машина ударного действия, содержащая корпус, кривошиппо-шатуниый привод и размещенный в корпусе и образующий с ним полость неподвижный ци.д линдр с компенсационным отверстием, ударником и поршнем, связанным с кривошипнощатунным приводом и отделенным от ударника воздушной подушкой 2.

Недостатком этой машины является зна15 чительный разброс энергетических, а так же вибрационных характеристик вследствие колебания допусков посадочного размера между цилиндром и поршнем и цилиндром и ударником, что приводит к разбросу величины утечек воздуха из воздушной по20душки при ее сжатии. Применение уплотнений па посадочном диаметре в значительной степени устраняет этот недостаток, но приводит к быстрому износу уплотнений из-за трения об острые кромки продольных

канавок на внутренней новерхности цилиндра, расположенных в зоне нижней мертвой точки поршня. Все это снижает надежность .ма1ии11Ь)|.

11,е.;1ью изобретения является .повышение надежности. .

Указанная цель достигается тем, что в комгфессионно-вакуумной машине ударного действия, содержащей корпус, кривошипношатунпый привод и размещенный в корпусе и образующий с ним нолость неподвижный цилиндр с компенсационным отделенным от ударника воздушной иодущкой, цилиндр выполнен с двумя рядами отверстий так, что расстояние между одним рядом отверстий и торцом порщия при его нахождении в верхней мертвой точке равно двум радиусам кривошипа, а расстояние между рядами отверстий по крайней мере равно высоте поршня, и замкнутыми каналами, расположенными со стороны внешней поверхности цилиндра и сообщающими отверстиями двух рядов.

На фиг. 1 изображена компрессионновакуумная машина ударного действия в разрезе, при положении поршня в нижней мертвой точке; на фиг. 2 - то же, при положении поршня в верхней мертвой точке; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 (при положении поршня в нижней мертвой точке).

Компрессионно-вакуумная машина ударного действия (фиг. 1) содержит корпус 1, кривошипно-шатунный привод 2, обеспечивающий возвратно-поступательное движение порщню 3. В корпусе 1 размещен неподвижный в осевом направлении цилиндр 4, стенки которого образуют с корпусом 1 полость 5. Внутри цилиндра 4 помещен свободно плавающий ударник 6, отделенный от поршня 3 замкнутой воздушной подушкой 7. С целью предотвращения утечек воздуха при сжатии воздушной подушки-, 7 на внешнем диаметре поршня 3 и ударника 6 размещены уплотнения 8. Ударник 6 в крайнем нижнем положении контактирует с рабочим инструментом 9. В стенке цилиндра 4 выполнено отверстие 10, расположенное в зоне верхней мертвой точки поршня 3 непосредственно под его рабочим торцом 11, а также два ряда отверстий 12 и 13 так, что расстояние между одним рядом отверстий 12 и торцом 11 поршня 3 при его нахождении в верхней .мертвой точке равно двум радиусам кривошипа, а расстояние между рядами отверстий 12 и 13 по крайней мере равно высоте поршня 3, и замкнутые каналы 14, расположенные со стороны внешней поверхности цилиндра 4 и сообщающие отверстия 12 и 13 двух рядов.

Компрессионно-вакуумная мащина ударного действия работает следующим образом.

При л ижении поршня 3 из положения нижней мертвой точки (фиг. 1) вверх, образующийся в воздушной подушке 7 между поршнем 3 и ударником 6 вакуум перемещает ударник вслед за порщнем 3 вверх. При прохождении поршнем -3 положения верхней мертвой точки (фиг. 2) воздух поступает из полости 5 через отверстие 10 в воздущную подушку 7. При этом к моменту перекрытия поршнем 3 отверстия 10 давление в воздушной подушке 7 становится равным атмосферному. Поскольку после перекрытия поршнем 3 отверстия 10 воздушная подущка 7 оказывается замкнутой, а ударник 6 движется по инерции навстречу порщню 3, в воздушной подушке 7 начинает расти давление. Рост давления снижает скорость подъема ударника, а затем изменяет направление его движения на противоположное, сообщая ударнику 6 при его подходе к рабочему инструменту 9 некоторую предударлую скорость. При прохождении порщнем 3 положения нижней мертвой точки избыток воздуха в воздушной подушке 7, образованный во время прохождения порщнем 3 положения верхней мертвой точки, удаляется через ряд отверстий 12,

5 каналы 14 и ряд отверстий 13. Далее цикл повторяется. Наличие уплотнений 8 на порщне 3 и ударника 6 исключает утечку воздуха из воздушной подущки 7 при ее сжатии, что приводит к независимости величины энергии удара ударника б от колебания зазоров посадочного размера цилиндра 4 и поршня 3, цилиндра 4 и ударника 6. Вместе с тем, учитывая, что диаметр отверстий 12 и 13 двух рядов много меньще диаметра поршня 3 и диаметра уплотнения

5 8 поршня 3 и ударника 6, последний при прохождении ряда отверстий 12 и 13 утапливается в эти отверстия на незначительную глубину, что исключает срез уплотнения 8 острыми кромками ряда отверстий 12 или 13.

Формула изобретения

Компрессионно-вакуумная .машина удар5 ного действия, содержащая корпус, кривошипно-шатунный привод и размещенный в корпусе и образующий с ним полость неподвижный цилиндр с компенсационным отверстием, ударником и поршнем, связанным с кривошипно-фатунным приводом и отде0 ленным от ударника воздушной подушкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, цилиндр выполнен с двумя рядами отверстий так, что расстояние между одним рядом отверстий и торцом поршня при его нахождении в верхней мертвой точ ке равно двум радиусам кривошипа, а расстояние между рядами отверстий по край. ней мере равно высоте поршня, и замкнутыми каналами, расположенными со стороны внешней поверхности цилиндра и сообщающими отверстия двух рядов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I Патент ФРГ № 1057028, т. 87 В 3/04, В 25 d. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР заявке № 2650569/28, кл. В 25 D 1979 (прототип). ;

/1-Х