Поршень-боек для машин ударного действия

 

ПОРШЕНЬ-БОЕК ДЛЯ МАШИН УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий корпус с камерой, расположенной параллельно оси корпуса и заполненной балластной массой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности передачи единичного удара, камера выполнена U-образной формы в поперечном сечении с торцами , расположенными под острым углом к оси корпуса.

, СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I

1 с

1 с4,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3481098/22-03 (22) 11. 06. 82 (46) 30.10.83. Бюл. № 40 (72) Д. Н. Ешуткин, А. Я. Чжен, А. А. Парфенов, А П. Рындин, Б. К. Есекин и С..Ф. Ивлев (71) Карагандинский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 622.233.05 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 889838,. кл. Е 21 С 3/20, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 30060(, кл. Е 21 С 3/24, 1970 (прототип) .

„„SU„„1051263 A др Е 21 С 3/24; В 25 D 17/02 (54) (57) ПОРШЕНЬ-БОЕК ДЛЯ МАШИН

УДАРНОГО ДЕЛСТВИ Я, включаюгций корпус с камерой, расположенной napaëлельно оси корпуса и заполненной балластной массой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности передачи единичного удара, камера выполнена U-образной формы в поперечном сечении с торь цами, расположенными под острым углом к оси корпуса.

1051263

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к машинам ударного дейст ви я.

Известен поршень-боек для машин ударного действия (11.

Недостатком указанного устройства является частичная потеря кинематической энергии поршня-бойка во время удара, затрачиваемой на отскок поршня-бойка, в результате чего не весь импульс бойка успевает передаваться инструменту. 10

Наиболее близким к предлагаемому является поршень-боек для машины ударного действия, включающий корпус с камерой, расположенной параллельно оси корпуса и заполненной балластной массой (2).

Однако наличие поперечных деформаций стенок корпуса поршня-бойка, вызываемых цилиндрической формой выполнения его камеры балластной массы, снижает эффективность передачи этим поршнем-бойком энергии единичного удара. 20

Цель изобретения — повышение эффективности передачи единичного удара поршнем-бойком.

Поставленная цель достигается тем, что в поршне-бойке для машин ударного действия, включающем корпус с камерой, рас- 25 положенной параллельно оси корпуса и заполненной балластной массой, камера выполнена U -образной формы в поперечном сечении с торцами, расположенными под острым углом к оси корпуса.

На фиг. 1 представлен предлагаемый З0 поршень-боек в составе гидропневмоударника; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Поршень-боек состоит из корпуса 1 с расположенной параллельно его оси 2 камерой 3, выполненно" U -îápàçíoé формы в поперечном сечении с торцами 4 и 5, рас35 положенными, под острым углом к оси 2 корпуса 1. Камера 3 заполнена на 70-80 /О объема балластной массой 6, например шариками. Гидропневмоударник, в состав которого входит поршень-боек, содержит пнев- 40 матическую полость 7 прямого хода и гидравлическую полость 8 обратного хода, разделенные поршнем 9, и распределительный механизм, состоящий из золотника 10 и подпружиненного поршня 11. Рабочая жидкость подводится по каналу 12 и сливает- 45 ся по каналу 13, связанному с вспомогательной полостью 14. Шток поршня 9 имеет канал 15 управления.

При выполнении камеры 3 с размерами сфер R u r и проекции торцов 4 и „ на ось 2П, связанными соосношеиием Ъ= аней-сГ потоки балластной массы сталкиваются одновременно по отрезку, соединяющему центры сфер камеры.

Гидропневмоударник начинает работать при предварительном поджатии бойка о 5 преграду. При этом рабочая жидкость от насоса напорной магистрали по каналу 12 и через сквозное отверстие в золотнике 10 поступает в полость 8 обратного хода. Происходит взвод поршня-бойка. При этом жидкость из вспомогательной полости 14 вытесняется в сливную магистраль через канал 13. Одновременно рабочая жидкость перемещает поршень 11 вправо. Как только поршень-боек 1 пересекает канал 15 управления, золотник 5 перемещается вправо, отсекая напорную магистраль от полости обратного хода 8 и соединяет последнюю с вспомогательной полостью 14, открывая полностью сливные каналы Под действием расширяющегося газа в пневматической полости 7 поршень-боек 1 начинает ускоренно перемешаться влево и наносит удар, т.е. происходит рабочий ход бойка. При рабочем ходе бойка золотник 10 удерживается в правом крайнем положении за счет горизонтальной составляющей реакции жидкости, вытекающей из камеры,8 обратного хода, для чего на торце золотника 10 предусмотрена наклонная площадка. Поршень 11 начинает перемещаться влево после того, как золотник 10 отсекает напорную магистраль под действием пружины. Выдержка времени, необходимая для совершения полного рабочего хода бойка, обеспечивается дросселированием жидкости пазами поршня 11.

В конце рабочего хода поршня-бойка 1 поршень 11 перемещает золотник 10 в исходное положение, что позволяет соединить напорную магистраль через канал 12 с камерой 8 обратного хода. В начале рабочего хода бойка шарики балластной массы 6 под влиянием сообщаемого им ускорения прижимаются к торцам 4 и 5 камеры 3.

Благодаря большому ускорению бойка шарики, несмотря на действие силы тяжести, распределяются равномерно по всей площади поперечного сечения занимаемой ими части полости 14, располагаясь при этом вплотную друг к другу.

После этого вплоть до момента удара поршня-бойка о преграду расположение шариков относительно бойка не изменяется. С момента начала удара бойка шарики, под действием сил инерции начинают двигаться к переднему торцу камеры. 3о того момента, когда боек отскочит от преграды, движущийся поток шариков продолжает процесс ударного взаимодействия бойка с преградой.

В начале обратного хода скорость бойка постепенно увеличивается, не достигая, однако, той величины, при которой шарики, несмотря на действие силы тяжести, займут часть объема камеры бойка по всему поперечному сечению данной части объема. Не пройдя и половины пути обратного хода, боек постепенно уменьшает свою скорость p,о нуля. Ввиду этого столкновение шариков с торцами 4 и 5 камеры 3 произойдет до момента остановки бойка, 1263

105 з причем оно будет мягким вследствие однонаправленности скоростей шариков и бойка.

В момент остановки бойка шарики изза отсутствия отскока еше слегка прижаты к задней части камеры бойка, однако ввиду потери скорости под действием силы тяжести, шарики займут в основном нижнюю половину камеры бойка. Далее цикл работы устройства повторяется.

Наличие U --образной камеры в гидропневмоударнике позволит повысить эффективность передачи энергии единичного удара бойка. U -образная форма камеры бойка является необходимым условием для достижения поставленной цели.

U -образная форма камеры позволяет уменьшить поперечные деформации поршня-бойка при ударе. Это обеспечивается тем, что каждый шарик балластной массы имеет в силу равномерности распределения шариков по всему поперечному сечению во время рабочего хода бойка, симметрично движущийся с ним относительно оси симметрии бойка шарик. Результирующим векУменьшение поперечных деформаций

20 поршня-бойка и упорядочение движения балластной массы обеспечивают повын ение эффективности передачи единичного удара поршнем-бойком при ударе. тором их скоростей, направленных при огибании заднего торца камеры под одинаковым углом к оси симметрии бойка, будет вектор, лежащий на оси симметрии. Складывая все такие равнодействующие вектора скоростей всех симметричных пар шариков, получим один вектор скорости потока шериков, проходящий по оси симметрии через центр торца бойка. Кумулятивный эффект приложения общего импульса бал10 ластной массы позволяет снизить потери кинетической энергии бойка на упругую деформацию выпуклого торца бойка при ударе.

Выполнение торцов ветвей U-образной камеры скошенными позволяет управлять процессом столкновения потоков шариков, идуших по периметру окружности заднего торца камеры.

Составитель Ю. Стрелов

Редактор А. Власенко Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 8631/34 Тираж 603 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4