Гидравлический бесклапанный ударный механизм

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БЕСКШШАННЫЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ, включающий корпус, боек, плунжерный блок с дифференциальными плунжерами холостого хода, камеру рабочего хода, которая периодически сообщена с напорной и сливной магистралями, камеру холостого хода, которая постоянно соединена с напорной магистралью и периодически - с камерой рабочего хода, сливную iполость , .которая постоянно соединена со сливной магистр шью и периодически - с камерой рабочего хода, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет исключения утечек рабочего агента в период рабочего и холостого ходов, плунжерный блок имеет аксиальную полость, которая постоянно сообщена с напорной магистра;лью, и дополнительный подпружиненный плунжер с радиальНым , и осевым каналами щя сообщения камеры рабочего хода со сливной (маСП гистралью в период запуска механизма .. .

СОКИ СОВЕТСКИХ

»Ю ЛИП

РЕСПУБЛИК

3(5п Е 2-1 С 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЕ4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 33 20599/22-03 (22) 23 ° 07» 81 (46) 30.03..83. Бюл В 12 (7 2) В.A. Ткаченко, Ю.И. Нероэ ников, В.М. Троценко, Ю.A.Äìèòðàê, Г.Д»Гудков и Л.Б»Файнер (71) Карагандинский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 622.233.65(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 560978, кл. Е 21 С 3/20, 1975» . 2 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 844770, кл. E 21 С 3/20, 1979 (прототип). (54)(57) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БЕСКЛИЦиЩЫЙ

УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ, включающий корпус, боек, плунаерный блок.с дифференциальными плуниерами холостого хода, «амеру рабочего хода, которая периоди,SU„„00 4 А чески сообщена с напорной и сливной магистралями, камеру холостого хода, которая постоянно соединена с напорной магистралью и периодически — с камерой рабочего хода, сливную;полость, .которая постоянно соединена со сливной магистралью и периодически— с камерой рабочего хода, о т л и ч аю шийся тем, что, с .целью повыщения КПД эа счет исключения утечек рабочего агента в период рабочего и холостого ходов, плуниерный блок имеет аксиальную полость, которая постоянно сообщена с напорной магистралью, и дополнительный подпружиненный плуниер с радиальным и осевым каналами фея сообщения ка- 3 меры рабочего хода со сливной 1магистралью в период эапуска механизма. С:

1008435

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано в бурильных машинах вращательно-ударного действия для бурения шпуров и скважин.

Известно устройство, включающее 5 корпус, поршень-боек, плунжеры рабочего и холостого ходов, рабочую камеру(1 ).

Недостаток устройства — низкий

КПД. 10

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический бесклапанный ударный механизм, включающий .корпус, боек, нлунжерный блок с дифференциальными плунжерами холостого хода, камеру рабочего хода, которая периодически сообщена с напорной и сливной магистралями, камеру холостого хода, которая постоянно соединена с напорной магистралью и периодически— с камерой рабочего хода, сливную полость, которая постоянно соединена со сливной магистралью и .периодически — с камерой рабочего хода (2 )

Недостатком известного гидрав,лического устройства ударного действия является то, что выполнение одного из плунжеровхолостого хода трехступенчатым приводит к дополнительным утечкам жидкости из рабочей камеры в период рабочего и холостого ходов, вследствие того, что с момента перекрытия осевого отверстия сред" ней ступенью (холостой ход) имеет 35

iMecro прямое сообщение камеры рабочего хода через осевое отверстие и полость слива со сливной магистралью, обеспечивающее падение давления в первой до величины, позволя- 40 ющей бойку совершить полный холостой ход, и с момента перекрытия большей ступенью радиальных отверстий (рабочий ход) также имеет место прямое сообщение камеры рабочего хода со сливной магистралью из-за того, что длина средней ступени меньше пути расширения (сжатия). Дополнительные утечки жидкости из полости камеры рабочего хода обеспечивают в первоначальный момент гарантированный запуск механизма в работу, в последующих фазах движения бойка они только увеличивают расход жидкости и, как следствие, уменьшают КПД удар ного механизма.

Цель изобретения — повышение КПД эа счет исключения утечек рабочего агента в период рабочего и холостого ходов.

Поставленная цель достигается тем,60 что в гидравлическом бесклапанном ударном механизме включающем корпус, боек, плунжерный блок с дифференциальными плунжерами холостого хода, камеру рабочего хода, которая 65 периодически сообщена с напорной и сливной магистралями, камеру холостого хода, которая постоянно соединена с напорной магистралью и пе:риодически - с камерой рабочего хода, сливную полость, которая постоянно соединена со сливной магистралью и периодически — с камерой рабочего хода, плунжерный блок имеет аксиальную полость, которая постоянно сообщена с напорной магистралью, и дополнительный подпружиненный плунжер с радиальным и осевым каналами для сообщения камеры рабочего хода со сливной магистралью в период запуска механизма.

На фиг. 1 представлена схема гидравлического бесклапанного ударного механизма; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Гидравлический бесклапанный ударный механизм включает корпус 1, плунжерный блок 2, специальные выточки которого образуют камеру 3 холостого хода, постоянно сообщенную с напорной магистралью 4 и периодически, через радиальные отверстия 5, с.полостью камеры 6 рабочего хода и полость| 7 слива, постоянно сообщен ную со сливной магистралью 8 и периодически через осевые отверстия 9 с полостью камеры 6 рабочего хода.

В цилиндрах плунжерного блока 2 расположены боек 10 и двухступенчатые (дифференциальные) плунжеры 11 и 12 холостого хода, управляющие движением бойка 10 и сообщающие полость камеры 6 рабочего хода через осевые отверстия 9 и полость,7 слива в конце рабочего хода со сливной магистралью и через радиальные отверстия

5, камеру холостого хода 3 в конце холостого хода с напорной магистралью 4. Число радиальных 5 и осевых 9 отверстий равно числу плунжеров 11 и 12 холостого хода.

В плунжерном блоке 2 дополнительно выполнена аксиальная полость 13, в которой размещен плавающий плунжер 14 с пересекающимися радиальным .

15 и осевым 16 отверстиями. С одного торца плунжер 14 поджат пру- жиной 17, которая расположена в полости 7 слива, а другой торец плунжера постоянно находится под воздействием жидкости в камере 3 холостого хода. В полости 7 слива размещен упор 18, который служит для ограничения хода плунжера 14. Аксральная полость 13 имеет радиальное отверстие 19, посредством которого полость 6 сообщается в период запуска через отверстия 15 и 16 и полость 7 слива со сливной магистралью

8. Инструмент обозначен позицией 20.

Гидравлический бесклапанный удар ный механизм работает следующим образом.

100843 5

Под действием постоянной силы давления жидкости, приложенной к плун- жерам 11 и 12 со стороны камеры 3, боек 10 отрывается .от инструмента

20 и начинает холостой ход. При движении дифференциальные плунжера 11 и 12 большой ступенью перекрывают осе вые отверстия 9 и жидкость в полости камеры б рабочего хода начинает сжиматься, поглощая часть кинетической энергии бойка 10, 1то приводит к увеличению давления в камере б. В случае, когда сила давления жидкос ти, действующая на боек 10 со стороны камеры .6, станет равной силе давления, действующей на дифференциальные плунжеры ll и .12 со стороны камеры 3, боек 10 остановится,не со вершив полный холостой ход. Чтобы обеспечить бойку.возможность совершить полный холостой ход до открытия им радиальных отверстий 5, необходимо понизить давление в камере 6. Для.этого в плунжерном блоке

2 выполнена аксиальная полость 13, в которой размещен плунжер 14. В период холостого хода положение плавающего плунжера 14 .обеспечивает постоянное сообщение полости камеры б через отверстия 19 15 и 16 и поФ лость 7 слива со сливной магистралью 8. В связи с этим давление в камере 6 не увеличивается и боек

10 .с плунжерами 11 и 12 совершает холостой ход.

Холостой ход бойка сопровождается повышением давления в камере 3, поскольку .происходит непрерывная подача жидкости от источника гидравлического питания. В конце холостого хода сила давления жидкости, действующая на торец плунжера 14 со стороны камеры 3, становится больше усилия пружины 17 и плунжер 14 преодолевая сопротивление пружины

17, доходит до упора 18. При движении плунжера 14 происходит перекрытие отверстия 19 и разобщение камеры 6 со сливной магистралью 8. Плунжеры ll и 12 (в конце холостогО хода открывают радиальные отверстия 5, камера 6 через камеру холостого хода 3 соединяется с напорной магистралью 4, Давление в камере 6 рабочего хода повышается до магистраль ного и происходит торможение бойка 10. Поскольку силы давления жидкости, действующие на.дифференциаль:ные плунжеры со стороны камер ра« бочего и холостого ходов, уравнива .ются, то под действием магистрального давления боек начинает рабочий ход. Сначала .боек ускоренно движется к точке удара под действием силы, давления жидкости, поступающей в камеру рабочего хода из напорной магистрали 4 через радиальные отверстия 5.

Когда дифференциальные плунжеры

ll и 12 перекроют радиальные отверстия 5, поступление жидкости иэ напорной гидромагистрали прекра10 щается и дальнейшее движенге бойка происходит за счет расширения жидкости в камере 6 рабочего хода.

При этом аккумулированная потенциальная энергия жидкости, накоп15 ленная в камере б в период холостого хода, переходит в кинетическую энергию бойка. Так как кинетическая энергия бойка i0 во время рабочего хода больше энергии, противодействующей его движению, боек в конце рабочего хода наносит удар по инструменту и, вследствие открытия дифференциальными плунжерами 11 и 12 осевых отверстий 9, 25 камера б рабочего хода соединяется со сливной магистралью 8 ° Давление в камере 6 рабочего хода .понижается и дифференциальные плунжеры 11 и 12 под действием постоянной силы давления со стороны камеры 3 холостого хода. перемещается .вместе с бойком, начиная холостой ход. Далее цикл повторяется. В период рабочего хода бойка и дальнейших циклах его движения плунжер 14 остается постоянно прижатым к упору

18, при этом,камерд б через отверстия 19,15 и 16 со сливной магистралью не сообщается. При отключений ударного механизма от напорной ма40 .гистрали давление в камере 3 падает и под действием пружины 17 плунжер

14 перемещается в крайнее нижнее положение, при котором обеспечивается постоянное сообщение полости каме45 ры 6 через отверстия 19,15 и 16 и полость 7 слива со сливной магист- . ралью S что необходимо для последующего запуска механизма в работу.

Применение предлагаемого гидравлического бесклапанного ударного механизма позволит исключить трехступенчатый плунжер холостого хода, а функции его средней ступени передать плавающему плунжеру и иметь плунжера холостого хода двухступенчатые (дифференциальные). Это позволяет ликвидировать дополнительные утечки жидкости из ::амеры рабочего хода и тем саум повысить КПД механизма.

1008435 иппр

guc. /

Составитель Ю.Стрелов

Редактор A,Èîòûëü Техред Ж.Кастелевич КорректорС.Шекмар

Заказ 2297/44 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4