Гидравлическое устройство ударного действия

 

Использование: для ударного разрушения твердых покрытий, грунтов и пород. Сущность изобретения: гидравлическое устройство ударного действия включает корпус , размещенный в корпусе боек, имеющий дополнительный шток, который образует с перемычкой корпуса рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью. Перемычка корпуса выполнена с расточкой, которая гидравлически связана с ударной камерой гидропневматического аккумулятора и сообщена со сливной магистралью, что cnoj собствует уменьшению амплитуды колебаний давления рабочей жидкости в ударной камере. 1 ил.

СОК)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 3/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770872/03 (22) 18.12.89 (46) 23.01.93. Бюл, № 3 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии (72) В.В.Колено, С.В.Григорьев, В,M.Ïåéãàнович, Ф.Г.Резниченко и В.M.Êó÷åðÿâûé (56) Авторское свидетельство СССР

N 1677294, кл. Е 21 СЗ/20, 1989, Авторское свидетельство СССР

¹ 1068591, кл. Е 21 С 3/20, 1984. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Использование: для ударного разрушения твердых покрытий, грунтов и пород.

Изобретение относится к гидравлическим объемным механизмам ударного действия и может быть использовано в исполнительных органах ударных машин, применяемых в горной промышленности и строительно-дорожной технике.

Известно гидравлическое устройство ударного действия, включающее корпус, образующий с коаксиально установленными в его полости бойком и разделительным поршнем взводящую, рабочую и газовую камеры, золотник управления. Целью известного изобретения является повышениедолговечности устройства и улучшение условий труда оператора за счет снижения передаваемых на корпус динамических нагрузок, Указанная цель достигается тем, что разделительный поршень выполнен с дополнительной ступенью, а корпус — с ответной этой дополнительной ступени дополнительной расточкой.

К недостаткам известного устройства можно отнести следующее. В известном

„., Я3 „„1789683 А1

Сущность изобретения; гидравлическое устройство ударного действия включает корпус, размещенный в корпусе боек, имеющий дополнительный шток, который образует с перемычкой корпуса рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью, Перемычка корпуса выполнена с расточкой, которая гидравлически связана с ударной камерой гидропневматического аккумулятора и сообщена со сливной магистралью, что спо- собствует уменьшению амплитуды колебаний давления рабочей жидкости в ударной камере, 1 ил.

Ы гидравлическом устройстве ударного действия аккумулятор энергии выполнен в виде газовой камеры, отделенной от камеры рабочего хода разделительным поршнем и штоком бойка, Причем камера рабочего хода выполнена управляемой, попеременно соединяемой с напором и сливом, Следова- Со тельно, давление жидкости в камере рабо- О чего хода во время работы ударного ОЬ устройства будет изменяться от минималь- (ф ного давлением слива до номинального ра- (р бочего давления с большой амплитудой, При этом, как показала практика, неизбежны утечки газа из газовой камеры в жидкостную во время перерывов в работе и наоборот утечек жидкости из жидкостной камеры в газовую во время работы устройства из-эа значительной разности давлений сред в этих камерах, что снижает надежность работы устройства, усложняет обслуживание вследствие необходимости пополнения утечек газа и уменьшает КПД устройства из-за снижения ударной мощно1789683 сти. Кроме этого, резкий перепад давления жидкости в камере рабочего хода значи ельно снижает жесткость гидросистемы и ухудшает ее динамические характеристики, а следовательно, снижается КПД и надежность ударного устройства.

Известен также гидравлический бесклапэнный ударный механизм /2/, включающий корпус с поршнем-ударником со штоком и периодически сообщенными между собой штоковой и поршневой полостями; последйяя из которых периодически сообщена со" слйвйоймагйстрал ью, а штоковая полость постоянно с напорной магистралью, и выполненный в виде двух частей накопитель энергии, подсоединенный к поршневой полости, Целью известного изобретения является повышение КПД механизма при рабочем ходе поршня путем использования нелинейной характеристики накопителя энергии.

К недостаткам известного технического решения можно отнести следующие. В известном ударном механизме поршневая по- . лость периодически соединяется с напором и сливом в конечных положениях поршняударника, а следовательно, давление жидкости в ней импульсно изменяется от минимального (близкого к нулю) до номинального значения с большой амплитудой колебания, что отрицательно сказывается на динамических характеристиках гидропривода и снижает эксплуатационную надежность устройства. Кроме этого, в известном гидравлическом ударном механизме рабочий ход поршня-ударника практически полностью осуществляется только зэ счет энергии разряжающихся накопителей (аккумуляторов), а гидропривод в это время работает в холостом режиме, что снижает КПД ударного механизма.

Данный гидравлический бесклэпанный ударный механизм является наиболее близким rio технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению и принят нами за прототип.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и КПД ударного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом устройстве ударного действия, включающем корпус и боек со штоком, образующие ударную камеру гидропневматического аккумулятора и камеру обратного хода, напорную и сливную магистрали, в отличие от прототипа боек выполнен с дополнительным штоком, а корпус — с перемычкой, образующими рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью, причем перемычка корпуса выполне5

20 на с расточкой, расположенной с возможностью ее гидравлической связи с ударной камерой и сообщенной со сливной магистралью.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается включением в конструкцию новых элементов: дополнительного штока. выполненного нэ бойке; перемычки, выполненной в корпусе; расточки, выполненной на пгремычке. Указанные элементы позволяют проявлять заявленному устройству новые свойства, че обнаруженные у прототипа, а именно повышение КПД и эксплуатационной надежности, следовательно, заявленное соответствует критерию изобретения "новизна", Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники позволило выявить у них признаки, отличающие зэявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "существенные отличия".

На чертеже приведена схема ударного устройства, продольный разрез

Гидравлическое устройство ударного действия, включающее рабочии инструмент

1, боек 2 со штоком 3 и дополнительным штоком 4, имеющим возможность осевого возвратно-поступательного перемещения в корпусе 5, в котором выполнена перемычка

35 6, охватывающая дополнительный шток, причем перемещение бойка 2 в корпусе 5 осуществляется под действием расширяющегося газа в газовой полости 7 аккумулятора 8 и жидкости в камерах рабочего хода 9, 40 обратного хода 10 и в ударной камере 11, отделенной от газовой полости 7 диафрагмой 12.с отверстиями 13 и упругой мембраной 14, переливную полость 15, образованную проточкой на бойке 2; рас45 пределитель 16, состоящий из плунжера 17 управления и золотника 18, сообщающего периодически камеру 10 обратного хода с напорной 19 и сливной 20 магистралями, причем золотник 18 и плунжер 17 образуют с корпусом распределителя 16 камеру 21 управления, соединяемую периодически с камерой 9 рабочегс хода и с переливной полостью 15, разгрузочную камеру22, соединенную осевым 23 и уголовыми 24 каналами

55 золотника со сливной камерой 25, напорную камеру 26, постоянно соед ненную с напорной магистралью 19, расточки напора 27 и слива 28, выполненные в корпусе распределителя 16, корпусные расточки: перелива

29, соединенную каналом 30 с расточками

1789683

35

50

27 и 28 распределителя 16, сливную 31, соединенную каналом 32 со сливной магистралью 20, управления 33, соединенную каналом 34 с камерой управления 21 распределителя, подпиточную 35, соединен.ную со сливной магистралью 20, напорную

36, соединенную с напорной магистралью

19, и тормозную камеру 37, Ударное устройство работает следующим образом, В исходном положении (нагрузки на инструменте 1 нет) боек 2 должен находится в крайнем левом положении, на чертеже представлено положение бойка после соударения с инструментом, и он может еще продвин гься влево на величину хода инструмента, При включении гидропривода рабочая жидкость от насоса по напорной магистрали 19 подается в камеру 9 рабочего хода и далее по каналу 34 в камеру 21 управления. Под действием давления рабочей жидкости в камере 21 плунжер 17 перемещается совместно с золотником 18 в левое (по схеме) положение, соединяя напорную камеру 26 через расточки 27, 29 и канал 30 с переливной полостью 15 и далее через расточку 31 канал 32 со сливной магистралью 20. В этот период ударная камера 11 подпиты вается рабочей жидкостью из сливной магистрали 20 и давлением слива боек

2 удерживается в крайнем левом положении, при этом все рабочие камеры соединены со сливной магистралью 20, устройство не работает, Ударное устройство начинает работать при предварительном поджатии инструмента 1, который, перемещаясь, продвигает боек 2 вправо (по схеме) и перекрывает расточки 29 и 35, В результате рабочая >кидкость под давлением начинает поступать в камеру 10 обратного хода и перемещает боек 2 вправо, совершая обратный ход, во время которого жидкость воздействует на упругую мембрану 14, сжимая газ в газовой полости 7 аккумулятора 8. Боек 2, перемещаясь вправо, сначала перекрывает расточку ЗЗ, а при достижении своего крайнего положения соединяет ее расточкой 31, при этом камера 21 управления по каналам 32 и

34 соединяется со сливной магистралью 20.

Под действием давления рабочей жидкости в напорной камере 26 золотник 18 перемещается в крайнее правое положение, при этом расточка 27 перекрывается, а камера

10 обратного хода соединяется со сливной 5 магистралью 20 по каналу 30 через расточку

28 и сливную камеру 25, Боек 2 начинает рабочий ход за счет энергии, получаемой от жидкости (под давлением), поступающей по напорной магистрали 19 в камеру 9 рабочего хода, Однако большую часть энергии при рабочем ходе боек 2 получает от разряжающегося аккумулятора 8, Под действием расширяющегося газа в газовой полости 7 происходит вытеснение рабочей жидкости из гидравлической полости аккумулятора в ударную камеру 11, в результате осуществляется ускоренное движение бойка„т.е, совершается его рабочий ход и удар штока 3 по инструменту 1, После того, как боек 2 начал рабочий ход, расточка 33 управления вновь перекрывается, а при достижении крайнего положения бойка 2 и соударения его с инструментом 1 он соединяется с камерой 9 рабочего хода, постоянно соединенной с напорной магистралью 19. В результате снова происходит переключение плунжера 17 с золотником

18, т,е. подготавливается очередной цикл автоматической работы ударного устройства.

Во время прострела бойка это происходит при отсутствии преграды инструменту, т.е, при разрушенном грунте или снятии усилия поджатия энергия бойка гасится тормозной камерой 37, подвижные элементы возвращаются в исходное поло>кение и устройство автоматически отключается. В этот период времени дополнительный шток 4 бойка 2 перебегает расточку 35, выполненную на перемычке 6 корпуса, и ударная камера 11 соединяется со сливной магистралью 20, при этом происходит подпитка или сброс лишней жидкости из ударной камеры 11, стабилизируя давление жидкости в ней. Кроме того, в заявленном техническом решении камера 9 рабочего хода выполнена напорной, постоянно соединенной с напорной магистралью 19 с постоянным значением давления жидкости в ней, что позволило увеличить жесткость гидросистемы и улучшить динамические характеристики гидросистемы ударного устройства за счет исключения резких колебаний давления, что увеличило КПД ударного устройства и его эксплуатационную надежность.

Заполнение ударной камеры 11 жидкостью осуществляется однократно, например на заводе-изготовителе или при ремонте ударного устройства, так как подпитка ударной камеры жидкостью осуществляется автоматически во время работы и не требует постоянного контроля.

Кроме того, в заявленном ударном механизме в отличие от прототипа рабочий ход ударника осуществляется с помощью энергии разряжающегося в этот момент времени гидропневматического аккумулятора и энергии напорной жидкости в камере рабочего хода, что позволило загрузить гидро1789683

Составителе В.Колено

Техред.М.Моргентал

Редактор

Корректор Л.Ливринц

Заказ 335 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 привод устройства в течение всего абочего цикла, повысив тем самым его КПД.

Формула изобретения

Гидравлическое устройство ударного действия, включающее корпус и боек со штоком, образующие ударную камеру гидропневматического аккумулятора и камеру обратного хода, напорную и сливную магистрали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения зксплуатационной надежности и КГД устройства за счет уменьшения амплитуды колебаний давления рабочей жидкости в ударной камере, боек выполнен с дополнительным штоком, а корпус - с пере5 мычкой, образующими рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью, причем перемычка корпуса выполнена с расточкой, расположенной с возможностью ее гидравлической связи с ударной камерой и сооб10 щенной со сливной магистралью.