Компрессорно-вакуумная машина ударного действия

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к электрическим молоткам. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов. Компрессионно-вакуумная машина содержит корпус, размещенный в нем привод, ступенчатый цилиндр с размещенным в его большей ступени поршнем, кинематически связанным с приводоми и ударник, связанный с поршнем воздушной подушкой, а также рабочий инструмент. Поршень выполнен с участком, размещенным в меньшей ступени цилиндра и образующим в большей ступени постоянно отделенную от меньший ступени камеру, сообщающуюся с меньшей ступенью через отверстия цилиндра, размещенного под нижней пробкой участка поршня в его нижней мертвой точке. Конструкция машины выполнена так, что ударник на конечном отрезке своего обратного хода (в сторону поршня) после того, как он перекроет отверстия в цилиндре, сообщающие камеру с меньшей ступению цилиндра , оказывается связан только с участком поршня через замкнутую рабочую камеру, расположенную в меньшей ступени цилиндра, исключающую прямое соударение ударники и поршня. 2 ил. VI СП

СО|ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ Ы„„1754433 А1 (я)5- В 25 D 11/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4783135/28:, :::. корпус, размещенный в нем привод, ступен(22) 15.12.89 . - ..: ..: .:::. -.. . .- чатый цилиндр с размещенным в его боль(46) 15.08,92, Бюл. №30 ....: . ::: .: . шей ступени поршнем, кинематически (71) Московское научно-производственное. " связанным с приводоми и ударйик, связанобъединение по механизированному строи- ный с поршнем воздушной подушкой; а тактельному инструменту и отделочным маши- " же рабочий ийструмент. Поршень выполнен

: . нам -:::; . -:.:;.::,::,,:.: -:,::, .: сучастком, размещенйымвменьшейступе. (72) Ю,Н. Колган, Н.M. Кирюший, Н.И. Ники-,: ни цилиндра и образующим в большей стушин, И,В. Николаев, И.А, Прозоров, В..А.. пени постоянно отделейную от меньш|й

Кезик, Д.Т. Русанов, В.Р. Сивка. И,Е. Кудря- ступени камеру, сообщающуюся с меньшей шов, П.И. Тюркин.и В.Н. Адамов .-: :-.-.:.;, ступенью через отверстия цилйндрэ, разме(56) Авторское свидетельство СССР:- - . щенйого под нижней, пробкой участка пор№ 990499, кл. В 25 D 11/12, 1983, " .::: шня в его нижней мертвой точке.

Авторское свидетельство СССР, Конструкция машины выпблнена так, что

¹480832, кл. В 25011/12,1975.. :: Ударник на конечном отрезке своегообратного кода (в сторону поршня) после того, как (54) КОМПРЕССИОИЙ0-ВАКУУМНАЯ МАШИ-.. он перекроет отверстия в цилиндре, сообНАУДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ,,, . ::::: щавщие камеру с меньшей ступенйю ци(57)Изобретениеотносится кмашинострое- "лййдра, оказывается связан только с нию, в частности к электрическим молоткам. участком поршня через замкнутую рабочую

Целью изобретения является повышение: - камеру, расположенную вменьшейступени надежности и уменьшение габаритов. Ком- цилиндра, исключающую прямое соударепрессионно-вакуумная машина содержит .. : ние ударники и поршня. 2 ил. ным с поршнем воздушной подушкой, а также рабочий инструмент, с которым взаимодействует ударник.

В указанных машинах большая и меньИзобретение относится к машиностроению, в частности к электрическим молоткам и перфораторам, применяемым в строительстве, геологоразведочных и буровзрывных работах для разрушения строительных материалов и горных пород и образования в них отверстий.

Известны компрессионно-вакуумнйе машины ударного действия, содержащие корпус, размещенные в нем привод. ступенчатый цилиндр с размещенным в его большей ступени поршнем, кинематичЕски связанным с приводом и ударником, связайшая ступени цилиндра сообщаются через отверстия в стенке, разделяющей обе ступени. При переходных режимах ударной машины величина перемещения ударника под действием вакуума может быть больше, чем это регламентирует перегородка между ступенями цилиндра. Происходит удар между ударником и перегородкой, что снижает надежность машины, 1754433

Наиболее близкой к предлагаемой тех-, ника и поршня составляют сущность изо нической сущности является компрессион- бретения. но-вакуумная машина ударного действия, Выполнение поршня ступенчатым, посодержащая корпус, размещенные в нем вторяющим поперечное сечение большой и привод с осью, ступенчатый цилидр с разме- 5 малой ступеней цилиндра, дает возможщенными в его большей ступени поршнем, ность изменить направление движения кинематически связанным с приводом, и в ударника в своем крайнем верхнем положеменьшей -" ударником. нии не прямым соударением ударника и

В известной машине отсутствует пере- поршня, а через замкнутую рабочую камеру, городка, разделяющая меньшую и большую 10 образованную ударником и меньшей стуступени цилиндра. Однако при определен- пенью поршня. Благодаря отсутствию соуных параметрах ударной машины величина дарения ударника и поршня повышается максимального перемещения ударника под надежность машины. Наличие замкнутой действием вакуума может быть больше, чем рабочей камеры, исключающей прямые соудлина меньшей ступени цилиндра, так что 15 дарения ударника и поршйя, позволяет сочастьтелаударникаможетоказатьсявболь- "кратить длину воздушной подушки и, шей ступени цилиндра. При этом во время следовательно, общие габариты машины. прямого хода поршня между цилиндриче- На фиг. 1 изображена компрессионноской поверхноСтью ударййка й"сТенками вакуумная машина ударного действия в исбольшей ступени цилиндра образуется по- 20 ходном положении; когда ударник лость, в которой происходйтсжатйе воздуш- . находится в положении касания с рабочим ной подушки, а ударник свойм верхнйм инструментом; а поршень — в положении торцом может соударяться с дном поршня; максимального удаления от оси привода—

Прямые соудареййя поршня" с - ударником оси вращения кривошипно-шатунного меснижают надежность машины. 25 ханизма (положение нижней мертвой точки

Цель изобретения — повышение надеж- поршня), продольный разрез; на фиг. 2 — то ности компрессионно-вакуумной машины же, в положении верхней мертвой точки ударного действия и уменьшейие ее габари- поршня, когда ударник и малая ступень портов.. шня образуют замкнутую рабочую камеру.

Поставленная цель достйгается тем, что 30 Компрессионно-вакуумная машина в компрессионно-вакуумной машине удар- ударного действйя содержит корпус 1 (фиг. ного действия, содержащей корпус, разме- 1), размещенные в нем привод (не показан), щенные в нем привод с осью, ступенчатый "на оси 2 вращения которого размещен крицилиндр с размещенными в его большей вошипно-шатунный преобразовательный ступени поршнем, кинематически связан- 35 механизм 3, и ступейчэтый цилиндр 4, именым сприводом,,и меньший - ударником, ющий большую ступень 5 соответственно с поршень выполнен ступенчатым, меньшая большим диаметром и меньшую ступень 6 его ступень размещена а меньшей стуйени соответственно с меньшим диаметром, В цилиндра с образованием воздушной по- ступенчатом цилиндре 4 размещен ступендушки между торцами поршня и ударника и 40 чэтый поршень 7, кинематически связанный снабжена каналами, соединяющими боль- через кривошипно-шатунный механизм 3 с шую ступень цилиндра с его меньшей сту- приводом. Поршень 7 имеет большую ступенью на максимальном удэленйи поршня пень 8 и меньшую ступень 9, сопрягаемые от оси привода. соответственно с большей и меньшей ступеВ предлагаемой машинеударник на ко- 45 нями 5 и 6 цилиндра 4. В цилиндре 4, в нечном отрезке своего обратного хода меньшей его ступени 6, также размещен (вверх в сторону поршня) после того, как он ударник 10, связанный с поршнем 7 воэудперекроет отверстия клапанов в малой сту- шной подушкой 11, В большей ступени 5 пени цилиндра, оказывается связан только цилиндра 4 имеется камера 12, ограниченс малой ступенью поршня через замкнутую 50 ная его стенками с одной стороны и стенкарабочую камеру, расположенную в мень- ми меньшей ступени 9 поршня 7 и дном 13 шейступени цилиндраиисключэющуюпря- его большей ступени 8 с другой стороны мое соударение ударника и поршня. В то же (фиг. 2), время остальной путь ударника связан че- Камера 12 сообщается с меньшей стурез воздушную подушку с большей и мень- 55 пенью 6 цилиндра 4 каналами 14, Отверстия . шей ступенями цилиндра и при этом 15и16,выполненныевстенкахцилиндра,с характер работы машины ничем не отлича- помощью которых канал 14 сообщает соотется от прототипа. Сохранение работоспо- ветственно большую и меньшую ступени 5 собности прототипа и в то же время и 6 цилиндра 4. размещены на уровне торисключение возможных соударений удар- цов 13 и 17 соответственно большей и мень1754433 шейступеней8 и 9 поршня 7, находящегося ствует с рабочим инструментом 18. Далее на максимальном удалении от оси 2 враще-: цикл повторяется. ния кривошипно-шатунного механизма 3 Таким образом, выполнение поршня T или от оси 2 привода (фиг. 1). Ударник 10 в . ступенчатым, имеющим сопряженную со своем крайнем нижнем положении касается 5 ступенчатйм цилиндром 4 конструкцию, и рабочего инструмента 18, закрепленного в наличие каналов 14; сообщающих обе ступекорпусе 1. В крайнем верхнем положенйи, ни цилиндра 4, позволяют осуществить вза(фиг. 2) ударник 10, перекрывая своей боко- имодействие поршня 7 с ударником 10 при вой поверхностью отверстия 16, образует достижении последним своего крайнего между торцом 17 меньшей ступени 9 порш- 10 верхнего положения через замкнутую рабоня 7 и собственным торцом 19 замкйутую - чую камеру 20 и исключить прямое соударерабочую камеру 20.: " -. :. . ние ударника 10 и поршня 7 ° что

При нахождейии ударника 10 (фиг. 1) в увеличивает надежность машины. Соединесвоем крайнем нижнем положении торцы ние каналами 14 обеих ступеней 5 йб цилин13 и 17. поршня 7 и собственный торец 19 15 дра 4 в положении максимальногоудаления ударника 10 образуют наряду со стенками -- поршня 7 от оси 2 привода или оси 2 врэступенчатого цилиндра 4 воздушйую по- щейия кривошиййо-шатунного механизма 3 душку 11.. . :;,.: . .::-... : является оптимальным. ""

Компрессионно-вакуумная машина-: Что касается размещения отверстий 15. ударного действия работает следующим об- 20 то оно достаточно очевидно, а размещение разом, . :- ::::::: отверстий 16 ближе к оси 2 от оптимального .Поршень7поддействиемпривода,дви - " значения, описанного выше, может привегаясь из положения нижней мертвой точки ": - сти к соударению ударника 10 с дном 17 (фиг. 1) вверх, образует в воздушной подуш-. малой ступени 9 поршня 7; При таком раске 11 разрежение, заставляющее двигаться 25 положении отверстий 16 они -находятся в ударник 10 вслед за поршнем 6 вверх. При зоне йолноro хода малой ступени 9 поршня своем движении вверх(обратном ходе)удар -, 7. При сообщении рабочей камеры 20 через ник 10 своей боковой поверхностью пере- : отверстия 16 с гораздо большей по объему крывает отверстия 16, соединяющие. камерой 12 при прямом ходе поршня 7 в каналом 14 камеру 12 и меньшую ступень 6 30 момент нахождения ударника 1 0 в зоне рацилиндра 4. При этом между ударником.10 бочей камеры 20 воздух, находящийся в пои торцом 17 меньшей ступени 9 поршня 7 .. следней, распределяетСя rio" кайалам 14 и образуется замкнутая рабочая камера 20 камере 12 и дает поршйю 7 возможность, (фиг. 2). Поршень 7, достигая верхней мерт - прямого соударения с ударником 10, что „ вой точки,-меняет направление своего дви- 35 снижает надежность машины. жения и перемещается навстречу ударнику В случаях размещения в цилиндре 4 от10. При этом: в рабочей камере 20 между верстий 16 дальше от оси 2, чем.их оптиударником 10 и меньшей ступенью 9 порш- мальное положение, описанное выше, ня 7 повышается давление, тормозящее рабочая камера 20 становится йо высоте движение ударника 10, а затем меняющее 40 больше полного хода поршня 7. При этом

его нэправлейие движения на обратное. характер движения ударника 10 в зоне раПри закрытых боковой поверхностью удар- бочей камеры 20 зависит от величйны радиника 10 отверстиях 16 движение поршня 7 уса кривошипа кривошипно-шатунного вниз навстречу ударнику 10 сопровождает- механизма 3, а характер движения ударника ся сжатием воздуха и повышением его дав- 45 10 в зоне воздушной подушкй 11 вплоть до ления в камере 12. Во время своего прямого перекрытия отверстий 16 боковой поверххода ударник 10 своей боковой поверхно- .. ностью ударника 10 зависит от величины стью вскрывает отверстия 16, сообщающие приведенного радиуса кривошипэ кривокэмеру 12 и меньшую ступень 6 цилиндра 4. шипно-шатунного механизма 3, который

В момент вскрытия отверстий 16 избыточ- 50 больше простого радиуса пропорционально ное давление, образованное в камере 12 отношению площадей большей ступени 8 к при прямом ходе поршня 7, уравнивается с меньшей ступени 9 поршня 7, Но чем больдавлением в рабочей камере 19 и дальней- ше радиус кривошипа, тем выше энергия шее движение ударника 10 на удар проис- удара ударника 10. Следовательно, чем ходит под воздеиствием давления в 55 большую часть своего пути ударник 10 провоздушной подушке 11, создаваемого пор- ходит под действием большего по величине шнем 7 как в известных компрессионно-ва- радиуса кривошипа(в данном случае привекуумных машинах ударного действия. При денного радиуса кривошипа), тем выше своем прямом ходе ударник 10 взаимодей- энергия удара ударника 10 и, следователь1754433 но, энергетические параметры машины в целом.

С этой точки зрения размещение отверстий 16 должно быть таким, чтобы высота рабочей камеры 20 была как можно меньше, но, учитывая необходимость исключения соударения торца 17 малой ступени 9 поршня

7 с ударником 10, высота рабочей камеры 20 не должна быть меньше полного хода поршня 7. Все это приводит к необходимости размещения отверстий 16 на уровне торца

17 меньшей ступени 9 поршня 7, находящегося в максимальном удалении от оси 2 вращения кривошипно-шатунного механизма 3 или оси 2 привода.

Наличие в устройстве ступенчатого поршня 7, сойряженного со ступенчатым цилиндром 4, позволяет одновременно уменьшить габаритные размеры машины.

Если в прототипе с целью исключения соударений йоршня и ударйика длина воздушной подушки устанавливается большей, чем максимальный ход ударника в установившемся режиме работы, то в предлагаемом устройстве длина воздушной подушки 11 может- бйть существенно меньше максимального хода ударника 10, так как прямые соударейия ударника 10 и поршня 7 йевозможны из-за наличия между последними замкнутой рабочей камеры 20. Уменьшениедлины воздушной подушки 11 приводит к такому же

: уменьшению общего габарита машины.

Экономический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в увеличении надежности.

При прочих равных условиях устройство позволяет в 2-3 раза увеличить ресурс машин ы.

Например, в компрессионно-вакуумной машине ударного действия, выполненной в

Формула изобретения

25 Компрессионно-вакуумная машина ударного действия, содержащая корпус, размещенные в нем привод с осью, ступенчатый цилиндр с размещенными в его боль- шей ступейи поршнем, кинематически

30 связанным с приводом, и в меньшей -ударником, отличающаяся тем,что,сцелью повышения надежности и уменьшения габаритов, поршень выйолнен ступенчатым, меньшая его ступень размещена в меньшей

35 ступени цилиндра с образованием воздушной подушки между торцами поршня и ударника и снабжена каналами, соединяющими большую ступень цилиндра с его меньшей ступенью на максимальном удалении порш- .

40 ня от оси привода. соответствии с прототипом, достигнут. ресурс около 100 ч. При этом для исключения прямого соударения поршня и ударника последний, снабжен резиновым амортизато5 ром, время работы которого и составляет около 100 ч, После разрушений амортизатора и возникновения прямых соударений ударника и поршня работоспособность машины сохраняется еще в течение несколь10 ких десятков минут, после чего происходят поломки деталей крйвошипно-шатунного механизма, редуктора, а также двигателя.

Выполнение компрессионно-вакуумной машины в соответствии с изобретением ис15 ключает саму возможность появления соударений поршня и ударника. При этом ресурс всей машины ограйичивается самым слабым узлом — двигателем; его ресурс в зависимости от условий работы составляет

20 200-300 ч. Одновременно это является ре- сурсом всей ударной машины.

1754433

1754433

Составитель Ю. Колган

Техред M. Ìîðãåíòàë Корректор A.Êîçoðèç

Редактор А. Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2852 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5