Гидравлическое устройство ударного действия

 

Союз Советсинк

Социалистических

Реслублнк (»)1002564

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05.08.81 (21) 3353317 Г22-03 (5l ) lN. Кл.

3 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Е 21 С 3/20

Гавударствеавй каеитет

Опубликовано 07.03.83„Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.83

N делам итвбретвиий

II вткрытий (5З) @К 622.233..5(088.8) 1

Р

>

Ч

С,И. Елизаров, В.Н. Покровский и А.A. Кокленков -, (72) Авторы изобретения (71) заявители (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к горной промьпиленности, в частности к бурильным ..машинам ударного действия.

Известно устройство ударного действия, содержашее гидроцилиндр, ударник, камеру рабочего и холостого ходов, ак- 5 кумулятор энергии, систему гидрораспределения t 1).

Недостатком устройства является низ10 кая надежность работы механизма при из.менениях рабочего давления в гидросистеме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является гидравлическое устройство ударного действия, содержашее гидроцилиндр, плунжер-ударник, камеры рабочего и холостого ходов, аккумулятор

Z0 энергии с гидравлической полостью, систему гидрораспределения, отверстия, выполненные в головке цилиндра и соединенные со смывным каналом (2).

Недостаток устройства заключается в низкой надежности работы при изменениях .давления рабочего агента в гидросистеме.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет расширения диапазона рабочего давления.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлическое устройство ударного действия содержит гидроцилиндр, плунжерударник, камеры рабочего и холостого ходов, аккумулятор энергии с гидравлической полостью, систему гидрораспределения, отверстия, выполненные в.головке цилиндра и соединенные со сливным каналом, при этом система гидрораспределения выполнена из двух дифференциальных золотников, имеюших средние, выходные и торцовые цилиндрические полости, причем торцовые полости выполнены разного диаметра и в полостях меньшего диаметра установлены пружины, двух вспомогательных золотников, имеюших торцовые открытые, с установленными в них пружинами, 3 1ОО2 торцовые закрытые, средние, вспомога- « тельные, напорные и крайние со сторо-« ны пружины полости, при этом,гидравлическая полость аккумулятора соединена с выходной полостью одного «из дифференциальных золотников, .торцовая полость большего диаметра второго дифференциального золотника соединена с закрытой, т6рцовой полостью одного из вспомога— тельных золотников и напорной полостью второго вспомогательного золотиика, каме ра холостого хода соединена с торцовой, полостью большего диаметра первого диф- ференциального золотника, средней. полостью первого и крайней со стороны пружи- «5 ны полостью второго вспомогательных золотников, торцовая полость с пружиной первого дифференциального золотника соединена со вспомогательной полостью первого вспомогательного золотника, выходная полость и полость с пружиной второго дифференциального золотника соединены соответственно с закрытой торцовой и средней полостями второго вспомогательного золотника. 25

Кроме того, устройство снабжено рас пведелительным клапаном, имеющим торцовую и кольцевую полости и установленным в гидроципиндре, при этом торцовая

; полость соединена с выходной полостью второго дифференциального золотника, кольцевая полость — с камерой холостого хода.

На фиг. 1 представлена схема ударного устройства с системой гидрораспределеция; на фиг. 2 — упрошенный вариант ус трой с тва.

Гидравлическое устройство ударного действия содержит гидроципиндр 1 с плунжером-ударником 2 и клапаном 3, газогидроаккумулятор 4, сменную головку 5

4О с рабочим инструментом 6, два дифференциальных золотника 7 и 8, два вспомогательных золотника 9 и 10, пусковой золотник 11, напорный канал 12, сливной канал 13 и вспомогательные каналы.

Пусковой золотник показан условно, что45 бы на схеме иметь функционально закон- . ченное устройство. Пуск и остановка могут выполняться другими способами, в. том числе насосным агрегатом. В каме. ре холостого хода 14 гидроципиндра 1

5О установлен буфер 15 (типа тарельчатой пружины.или др.), со стороны рабочей камеры 16 в гидроцилиндре выполнены боковые отверстия 17, соединенные со сливным каналом, и отверстия 18, соединен55 ные с гидравлической полостью гидроаккумулятора 4. Газовая полость 19 гидроаккумулятора отпеленац от гидравли564 ф ческой полости эластичной мембраной

20 или поршнем, который может быть вы. полнен в виде стакана и в данном устройстве удобно размещается.

Клапан 3 выполнен в виде стакана с боковыми отверстиями 21, между клапаном и цилиндром образованы торцовая 22 и кольцевая 23 полости. Дифференциальные золотники 7 и 8 выполнены с головками разного диаметра, в их ropIIOBbIx полостях меньшего диаметра установлены пружины 24 и 25. В открытых торцовых полостях золотников 9 и 10 установлены пружины 26 и 27, в торцовой полости пускового золотника установлена пружина

28, B злотниковой втулке золотника 7 выполнены полости: напорная 29, спивная

30, выходная 31 и средняя 32, в золотниковой втулке золотника 8 — выходная 33 и спивная 34, в золотниковой втулке золотника 9 — напорная 35, спивная 36, средняя 37 и вспомогательная 38, в золотниковой втулке золотника 10 — напорная 39, спивная 40, средняя 41 и крайняя 42.

Гидра впи ческая пол ость ги дроак кумулятора 4 соединена с выходной полостью

31 золотника 7. Камера холостого хода

14 соединена с кольцевой полостью 23 гидроцилиндра 1, крайней полостью 42 золотника 10, торцовой полостью 46 золотника 7 и средней полостью 37 золотника 9. Выходная полость 45 пускового золотника 11 соединена с полостями 29 и 35 золотнщ ов 7 и 9, средняя полость

32 золотника 7 — с полостью 39 золотника 10 и торцовыми полостями 47 и

48 золотников 8 и 9, полость пружины

24 золотника 7 — с полостью 38 золотника 9, выходная полость 3 3 золотника

8 — с торцовой полостью 49 золотника

10 и торцовой полостью 22 клапана 3, полость пружины 25 золотника 8 — с полостью 41 золотника 10.

На фиг, 2 показана схема упрощенного варианта предложенного устройства без клапана, разделяющего гидроаккумулятор и рабочую камеру.

Устройство работает следующим o6- разом.

Пуск осуществляется нажатием пускового золотника 11, Выходная полость 45 золотника 11 соединяется с напором, жидкость под давлением проходит в полости 29 и 35 золотников 7 и 9 далее через полость 37 жидкость проходит в камеру холостого хода 14, плунжер 2 перемещается влево, выталкивая жидкость из рабочей камеры

5 1002564 6 на слив — выполня- во в исходное положение. Иалее полость плунжера. В конце 31 запирается, полость 32 соединяется тся в выступ цилинд- со сливом, соответственно соединяются, давление в камере со сливом полости 47, 48 и 39 золотстает выше верхнего 5 ников 8-10 — все эти золотники перемезолотника 7. Усилие шаются в исходные положения. При этом отника 7 от давления торцовая полость 22 клапана 3 соединя46) становится боль- ется со сливом, а камера холостого хода я от пружины и дав- 14 и кольцевая полость 23 — с напором, вый торец, золотник tO клапан 3 перемешается влево, закрывает о, полости 31 и 32 отверстия 18 и открывает отверстия 17 ом, давление про- на слив — начинается возвратный ход ую полость гидроак- плунжера и повторение цикла работы. рцовые полости 47 и На схеме показан гидропружинный через полости 39 15 аккумулятор 50, объемом 1-2 куб,см с начальным давлением 2-3 кгс/см . Он

1. Гидравлическое устройство ударно- го действия, содержащее гидроцилиндр, плунжер-ударник, камеры рабочего и холостого ходов, аккумулятор энергии с гидравлической полостью, систему гидрораспределения, отверстия, выполненные в головке цилиндра и соединенные со сливным каналом, о т л и ч а ю ш е е с я через отверстия 17 ется возвратный ход хода плунжер упирае ра и останавливается холостого хода возра уровня срабатывания на правый торец зол жидкости (в полости ше суммарного усили ления жидкости на ле

7 перемещается влев соединяются с напор ходит в гидравлическ кумулятора 4, в то

48 золотников 8 и 9 и 41 — в полость пружины 25 золотника

8. Золотник 9 перемешается влево, нов лость 37 и соответственно камера холостого хода 14 запираются, полость 38 соединяется со сливом, давление в полос-20 ти пружины 24 исчезает, золотник 7 удерживается в переключенном (левом) положении при снижении уровня давления в последующих тактах, рабочего процесса.

Гидроаккумулятор заполняется жидкостью, 25 оттесняя мембрану 20 (или поршень вместо нее) и сжимая газ в полости 19, давление жидкости в акуумуляторе и в гидросистеме возрастает.

Когда давление жидкости превышает 30 уровень срабатывания золотника 8, последний перемешается вправо, полость 33 сое, диняется с полостью 47, давление проходит в ToplloBbIB полости золотника 10 и клапана 3. Золотник 10 перемешается вправо, полости 41 и 42 соединяются со сливом. Клапан 3 под действием давления в торцовой полости 22 перемешается вправо, сливные отверстия 17 закрываются, а отверстия 21 и 18 совмещаются- о открывается проход жидкости из гидроаккумулятора 4в рабочуюкамеру 16. Плунжер 2 поц действием высокого давления в аккумуляторе и продолжающегося напора жидкости от насоса быстро перемеща- 5 ется вправо, совершается рабочий ход.

Из камеры холостого хода жидкость выталкивается на слив через полость 40 золотника 10. При этом в канале, идущем от камеры Холостого хода, сохраняется некоторое давление, обусловленное гидравлическими сопротивлениями при большой скорости движения жидкости. Когда плунжер 2 в конце хода ударяет по инструменту 6, он резко остановится, 55 давление в камере холостого хода (давление слива) прекращается, оно исчезает также в полости 46, золотник 7 под действием пружины 24 перемешается впраприсоединен к каналу, соединенному с камерой холостого хода, и предназначен для: компенсации утечек во время такта накачки жидкости в аккумулятор в течение долей секунды, когда камера холостого хода со всеми соединенными с ней каналами закрыта (заперта в золотниковых полостях 37, 42 и 46 и в кольцевой полости 23). В закрытсм объеме жидкости будет сохраняться подпор давления эа счет усиления пружины аккумулятора 50. От такого малого давления, действующего в течение долей секунды, утечки будут очень малые, сдвиг золотника 7 из левого положения практически не заметен не только в новых изделиях, но и достаточно поработавших, Гидроаккумулятор 50 необходим только для изделий со значительным износом и утечками, когда с замедлением частаты ударов инструмента еще мирятся и продолжают работать с некоторой потерей производительности. На работу устройства, описанную выше, гидроаккумулятор 50 не влияет.

Применение предлагаемого устройства ударного действия позволяет повысить надежность работы за счет расширения диапазона рабочего давления путем выполнения системы гидрораспределении с пе1 реключением в автоматическом режиме по трем уровням давления жидкости на основе положительных обратных связей.

Ф ормула изобретения

7 1002 тем, что, с целью повышения надежности его в работе, за .счет расширения диапазона рабочего давления, система гидрораспределения выполнена из двух дифференциальных золотников, имеюшФп(средние, выходные и торцовые цилиндрические полости, причем торцовые полости выполнены разного диаметра и в полостях меньшего диаметра установлены пружины, двух вспомогательных золотников, имеюших 1О торцовые открытые с установленными в них пружинами, торцовые закрытые, средние, вспомогательные, напорные и крайние со стороны пружины полости, при этом гидравлическая полость аккумуля- 15 тора соединена с выходной полостью одного из дифференциальных золотников, торцовая полость большего диаметра второго дифференциального золотника соедин «ыа о закрытой TopUoBGH.ïîëîñòüþ од- 20 ного из вспомогательных золотников и напорной полостью второго вспомогательного золотника, камера холостого хода соединена с торцовой полостью большего диаметра первого дифференциального золоМ5 ника, средней полостью первого и крайне..й со стороны пружины полостью второ564 8 го вспомогательных золотников, торцовая цолость с пружиной первого дифференциального золотника соединена со вспомогательной полостью первого. вспомогательного золотника, выходная полость и полость с пружиной второго дифференциального золотника соединены соответственно с закрытой торцовой и средней полостями второго вспомогательного золотника.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что оно снабжено распределительным клапаном, имеюшим торцовую и кольцевую полости и установленным в гидроцили ндре, при э том торцовая полость соединена с выходной полостью второго дифференциального золотника, кольцевая полость - с камерой холостого хода, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке No. 3290489, кл. В 21 С 3/20, 14. 08, 81.

2. Авторское свидетельство, СССР

N 825898, кл. E 21 С 3/20, 1979 (прототип) .

1002564

Составитель Ю. Стрелов

Редактор Н. Горват Техред Л,Пекарь, Корректор Л. Бокшан

Заказ 1 487 /6 Тираж 60 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4