Машина ударного действия

 

Изобретение относится к машинам ударного действия. Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик путем увеличения энергии удара за счет исключения выброса воздуха из рабочей камеры и устранение соударения поршня и ударника за счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздушной подушки. В стенке цилиндра 5 выполнено дополнительное радиальное отверстие 9. Расстояние от обращенной к кривошипу 3 кромки 13 радиальных канавок 7 до торца 14 ударника 11, обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода машины выбрано равным (1,6...1,9) R, где R - радиус кривошипа 3. Расстояние Δ от дополнительного радиального отверстия 9 до ближайших к кривошипу 3 кромок 13 радиальных канавок 7 выбрано равным (0,1...0,13) @ R<SB POS="POST">1</SB>, где R<SB POS="POST">1</SB> - радиус кривошипа 3. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 25 0 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4327493/25-28 (22) 08 ° 10.87 (46) 30.01.90. Бвл. k;- 4 (71) Даугавпилсский завод "Электроинструмент" (72) В.Ф.Простин, И.Е.Кудряшов, В.Р,Савко, Д.Т.Русанов и И.П.Ганенко (53) 621.972(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 364732, кл, В 25 D 11/1 О, 1970, Авторское свидетельство СССР

Р 998110, кл. В 25 D 11/04, 1981 (прототип).

„„SU„„I 539О57 А 1 (54) МАМИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к машинам ударного действия. Цель иэобретенияповышение эксплуатационных характеристик путем увеличения энергии удара за счет исключения выброса воздуха из рабочей камеры и устранение соударения поршня и ударника за счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздушной подушки. В стенке цилиндра 5 выполнено дополнительное радиальное отверстие 9. Расстояние от обращенной к кривошипу 3 кромки 13

1539057 радиальных канавок 7 до торца 14 ударника 11, обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода манины выбрано равным 1,6-1,9r, где r - радиус кри« вошипа 3. Расстояние от дополниИзобретение относится к машино троению, в частности к машинам удар ого действия, и может быть испольЗовано в горном деле и строительстве ври проведении строительно-монтажных работ. 15

Цель изобретения - повынение эксплуатационных характеристик путем уве

1 ичения энергии удара за счет исклюения выброса воздуха из рабочей каеры, устранение соударения поршня и ударника за счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздушной подушки.

На фиг. 1 изображена машина удар9 ного действия, разрез; на фиг. 2то же, в момент отрыва ударника от рабочего инструмента (фаза I); на фиг. 3 — то же, в момент компенсации утечек воздуха при перепуске воздуха из атмосферы в рабочую камеру (фа- 30 .за II) на фиг. 4 — то же, при встречном движении поршня и ударника при максимальном сжатии воздунной подушки (фаза III); на фиг. 5 - то же,,при окончании рабочего цикла .в момент удара ударника о рабочий инструмент (фаза IV).

Машина ударного действия (фиг.1) содержит корпус 1, размещенный в нем механизм 2 преобразования кривонип- 40 ного типа с кривонипом 3 радиуса г и установленный в радиальным зазором

4 в корпусе 1 цилиндр 5. На внутренней поверхности 6 цилиндра 5 выполнены радиальные канавки 7, а в его 41 стенке - радиальное отверстие 8 и дополнительное радиальное отверстие 9.

В цилиндре 5 размещены поршень 10 и ударник 11.

Поршень 10 шарнирно соединен с механизмом 2 преобразования кривонипного типа. Поршень 10 и ударник 11 образуют между собой рабочую камеру 12, я которой при положении порыня 10 и ударника 11, изображенном на фиг. 1, образуется воздушная подушка высотой Н =2,0-2,ár, где r — радиус крквоыипа 3. При этом ударник 11 имеет высоту с боковой поверхности, меньтельного радиального отверстия 9 до ближайших к кривошипу 3 кромок 13 радиальных канавок 7 выбрано равным

0,1 — 0,13r,, где r — радиус кривошипа 3. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

ыую высоты Ь радиальных канавок 7 (фиг. 1 и 3). Расстояние L от обращенной к кривонипу 3 кромки 13 радиальных канавок 7 до торца 14 ударника 11, обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода выбрано равным 1,6-1,0r °

В конце рабочего хода ударник 11 нано- сит удар по рабочему инструменту 15, В частном случае исполнения (фиг. 1) расстояние В от дополнительного радиального отверстия 9 до ближайыих к кривошипу 3 кромок 13 радиальных канавок 7 выбрано равным 0,10,13ã.

Кашина ударного действия работает следующим образом.

Перед пуском машины (фиг. 1) в рабочей камере 12 имеется воздунная подунка, а сама рабочая камера 12 открыта и сообщается с атмосферой через дополнительное радиальное отверстие 9.

При вращении кривонипа 3, кинематически связанного с поршнем 10, последний, двигаясь по направлению к рабочему инструменту 15, вытесняет воздух через дополнительное радиальное отверстие 9. Диаметр дополнительного рЯ иального отверстия 9 выбран из условия ускоренного перехода машины с холостого хода на рабочий режим, Наличие дополнительного радиального отверстия 9 позволяет сократить время перехода на рабочий режим до 0,5 с.

При отсутствии указанного отверстия 9 порнень 10 вытесняет лишний воздух через посадочные зазоры поршня 10 и ударника 11 в цилиндре 5. Тем самым увеличивается время перехода на рабочий режим.

В установившемся режиме маыина работает следующим образом, При ускоренном перемещении поршня 10 в сторону кривошипа 3 из положения нижней мертвой точки воздушная подушка растягивается и в рабочей камере 12 образуется разрежение (вакуум). Под действием всасывающей силы вакуума ударник 11 отрывается от рабочего инструмента 15 и дяижется

5 вслед за порынем 10. Момент отрыва ударника 11 от рабочего инструмента

15 соответствует фазе I рабочего цикла машины (фиг. 2). Создаваемая вса- . сывающая сила вакуума достаточна, чтобы обеспесить ускоренное движение ударника 11 вслед за порынем 10.

При переходе поршня 10 через верхнюю мертвую точку воздушная подуыка продолжает оставаться в растянутом состоянии и ударник 11 имеет максимальную скорость разгона, В момент прохождения ударником 11 расстояния

L=1,6-1,91 где г — радиус кривошипа 3, осуществляется компенсация утечек воздуха из воздушной подуыки рабочей камеры 12. Это фаза II рабочего цикла машины (фиг. 3).

Поскольку высота b радиальных канавок 7 больше высоты с боковой поверхности ударника 11, то при движении ударника 11 между ним и кромками

13 радиальных канавок 7 образуются компенсационные зазоры с максимальны- 25

Ь-с ми значениями равными ††. РасполоУ

2 жение верхней кромки 13 радиальных канавок / на расстоянии L--1,6-1,9г соответствует прохождению ударником

11 участка пути в конце зоны ваку ма.

3а время прохождения ударником 11

Ъ-с зазоров воздух через указанные зазоры перепускается из атмосферы в рабочую камеру 12 ° В этом случае порция воздуха, перетекающая через зазоры, восполняет утечкю воздуха за предыдущий цикл работы.

Высоту И воздушной подушки выбирают в пределах Н =2,0-2,6ã. При восполнении воздушной подушки увеличивается масса воздуха, а следовательно, увеличивается энергия удара ударника

11 при последующем сжатии воздушной

45 подушки.

Если величина L больше 1,9r то расположение кромки 13 радиальных канавок 7 соответствует прохождению ударником 11 зоны сжатия воздушной

50 подушки и происходит выброс воздуха из рабочей камеры 12. В результате уменьшается масса энергоносителя в воздушной подушке и снижается энергия удара ударника 11.

Если величина Ь меньше 1,6r, то

55 расположение кромки 13 радиальных канавок 7 соответствует прохождению ударником 11 зоны вакуума. Всасывающая сила вакуума уменьшается, а следовательно, уменьшается скорость разгона ударника 11. В результате снижа- ется энергия удара ударника 11.

После компенсации утечек воздуха ударник 11 при своем движении перекрывает компенсационный зазор. Воздушная подушка становится замкнутой.

Поршень 10 и ударник 11 движутся навстречу друг другу. Воздушная подушка сжимается. В определенный момент времени давление в воздушной подушке выравнивается с атмосферным. Причем высбта воздушной подушки больше начальной ее высоты, поскольку в Аазе II (Аиг. 3) произведена подпитка воздушной подушки дополнительной порцией воздуха и масса сжимаемого воздуха несколько (на 3-4Е) увеличилась.

Сжатие воздушной подушки осуществляется до тех пор, пока сила упругости сжатого воздуха в рабочей камере

12 не останавливае" ударник 11. При сжатии воздушной подушки часть воздуха (до 6 "Oi — утечка) вытесняется через посадочные зазоры ударника 11 и поршня 10.

Фаза III, соответствующая моменту остановки ударника 11 при максимальном сжатии воздушной подушки, представлена на Аиг, 4. B конечной фазе рабочего цикла поршень 10 продолжает движение вниз с опредленным переносным ускорением. Сжатая воздушная подушка разжимается подобно сжатой пружине. Потенциальная энергия сжатой воздушной подуыки сообщает ускорение ударнику 11 относительно норшня 10.

Ударник 11 приобретает ускорение, равное сумме его ускорений переносного и относительного движений, и наносит удар по рабочему инструменту 15. Причем основные конструктивные параметры маыины выбраны таким образом, что удар с дарника 11 по рабочему инструменту 15 происходит после прохождения порынем 10 своей нижней мертвой точки (Ааза IV, фиг.5).

Иашина при выполнении ее в част-oM случае по и. 1 Аормулы изобретения работает следующим образом.

Дополнительное радиальное отверстие 9 (фиг. 1) расположено ниже торца поршня 10, находящегося в нижней мертвой точке, Таким образом, воздух из атмосферы постоянно поступает в

1539057 рабочую камеру 12. При ускоренном перемещении поршня 10 вверх из положечия нижней мертвой точки ударник 11 отрывается от рабочего инструмента 15 и движется вслед за поршнем 10. Воз5 дух из àтмосферы через дополнительное радиальное отверстие 9 поступает в рабочую камеру 12 и разрежение в ней несколько уменьшается. Однако всасывающая сила вакуума достаточна, чтобы обеспечить движение ударника 11 вслед за поршнем 10 (фиг. 2, фаза I), При переходе порыня 10 через верхню о мертвую точку воздушная подушка продолжает оставаться в растянутом состоянии и ударник 11 имеет максимальную скорость разгона. Происходит поппитка рабочей камеры 12 воздухом .в течение всего времени, соответству ощего зоне вакуума. ,. Б момент прохождения ударником 11 расстояния L=1 6-1,9r осуществляется коМпенсация утечек воздуха из воздушной подуыки (фаза II, фиг. 3). 25

В этом случае компенсация утечек осуществляется из двух источников: из дополнительного радиального отверстия 9 в пределах 3-4Е от общей массы воздуха и через компенсационные зазоры с

b-c максимальным значением †вЂ, т.е. осуществляется смеыанная компенсация.

После окончания фазы II ударник 11 проходит расстояние =0,1-0,13 радиуса кривоыипа и закрывает рабочую камеру 12. Воздушная подушка становится замкнутой, Поршень 10 и ударник 11 движется навстречу друг другу. Воздушная подуыка сжимается до тех пор, 40 пока сила упругости сжатого воздуха не останавливает ударник 11. Далее машина работает так же, как при выполнении ее по п, 1 формулы {фиг, 4 и 4, фазы III и IV).

Если расстояние д выбрать меньше

0.,1r кривошипа, то дополнительное радиальное отверстие 9 попадает в зону более глубокого вакуума, в результате чего уменьыается глубина вакуума в рабочей камере 12 при движении поршня 10 из начального положения при запуске машины. Поэтому ухудшаются условия запуска машины, в особенности, при низких температурах, когда застывшая смазка создает дополнительное сопротивление движению ударника 11.

Если расстояние, выбрать больше

0,13r то дополнительное радиальное отверстие 9 понадает в зону сжатия воздушной подушки. В результате этого ухудыаются термодинамические параметры воздушной подушки. В конечном счете это может привести к выбросам воздуха из рабочей камеры 12 и соударению т дарника 11 и поршня 10.

Формулаизобретения

1. Машина ударного действия, содержащая корпус, размещенные в нем механизм преобразования кривошипного типа, цилиндр с радиальными канавками и отверстием в его стенке, установленные в цилиндре и образующие между собой рабочую камеру поршень и ударник с высотой боковой поверхности, меньшей высоты радиальных канавок, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик путем увеличения энергии удара за счет исключения выброса воздуха из рабочей камеры, в стенке цилиндра выполнено дополнительное радиальное отверстие, а расстояние от обращенной к кривошипу кромки радиальных канавок" до торца удариика, обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода выбрано равным 1,61,9 радиуса кривошипа.

2. Машина по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью устранения соударения поршня и ударника эа счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздуыной подушки, расстояние от дополнительного радиального отверстия до ближайших к кривошипу кромок радиальных канавок выбрано равным О, 1-0,13 радиуса кривошипа.

1539057

Фиг.8

Составитель Г.Лукашевич

Редактор И,Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор С,Черни

Эаказ 184 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственко-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, .101