Молоток гидравлический
Изобретение относится к машиностроению, а именно к ручному механизированному инструменту ударного действия, который может использоваться в горной, строительной и других отраслях. Молоток гидравлический содержит корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, ступенчатый золотник с наружной кольцевой проточкой, гильзу прямого хода, установленную в нем концентрично, осевые и радиальные каналы, камеру прямого хода и камеру обратного хода. Молоток гидравлический дополнительно снабжен втулкой управления ступенчатым золотником, проставкой с манжетой и гильзой обратного хода. Камера прямого хода образована ступенчатым плунжером, гильзой прямого хода и поршнем аккумулятора, установленного в торцевой части корпуса. Вспомогательная камера образована торцом поршня-бойка, ступенчатым плунжером и внутренней поверхностью проставки. Корпус состоит из ствольно-инструментальной части с подпружиненным вводом и кинематически соединенных и зафиксированных между собой динамической и управляющей частей. Молоток гидравлический также снабжен подпружиненной рукояткой, закрепленной на корпусе с возможностью осевого перемещения, и пусковым механизмом. В результате улучшается технологичность конструкции. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к ручному механизированному инструменту ударного действия, который может использоваться в горной, строительной и других отраслях.
Известны гидропневмоударные механизмы, содержащие следующие основные элементы конструкции: корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, золотниковый распределитель, осевые и радиальные каналы, камеры прямого и обратного хода, соединенные с напорной и сливной магистралями (см. патенты РФ №2030578, №2007562, №2025271, №2056998, авт. св. СССР №1692072, №1671443, №1634780, №1534186, №1422988).
Недостатком рассмотренных механизмов является технологическая сложность конструкции при изготовлении.
Известно также гидроударное устройство (авт. св. СССР №1221338 - прототип), содержащее корпус, установленные в нем соосно поршень-боек, плунжер, плунжерную гильзу, ступенчатый золотник, образующие между собой гидравлические камеры: прямого хода, соединенную с напорной магистралью, обратного хода и кольцевую управляющую, каналом постоянно соединенную с напорной магистралью, с камерой прямого хода и межпоясковой полостью; вспомогательная камера каналом соединена со сливной магистралью. Для релейного соединения камеры обратного хода то с напорной, то со сливной магистралями служит осевой канал.
Недостатком данного гидроударного механизма также является технологическая сложность конструкции при изготовлении из-за наличия операций глубокого сверления.
Задача - улучшение технологичности конструкции за счет исключения операций глубокого сверления путем применения деталей вращения.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в молотке гидравлическом, содержащем корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, ступенчатый золотник с наружной кольцевой проточкой, гильзу прямого хода, установленную в нем концентрично, осевые и радиальные каналы, камеру прямого хода и камеру обратного хода, предлагается ввести втулку управления ступенчатым золотником, установленную между ним и гильзой прямого хода, с образованием осевого и кольцевого каналов соответственно, причем кольцевой канал, радиальными отверстиями в гильзе прямого хода, соединен с камерой прямого хода; проставку с манжетой и гильзу обратного хода, размещенные концентрично поршню-бойку и ступенчатому плунжеру, совместно с корпусом образующими осевой канал, при этом в гильзе обратного хода выполнить осевую проточку в упоре и три ряда радиальных отверстий, с возможностью их взаимодействия с осевым каналом и наружной кольцевой проточкой ступенчатого золотника, причем осевой канал, расположенный между корпусом и проставкой, соединить радиальными отверстиями с камерой обратного хода, образованной поршнем-бойком и внутренней поверхностью проставки; осевую проточку в упоре гильзы обратного хода соединить последовательно с осевой проточкой в упоре ступенчатого золотника, осевым каналом, расположенным между втулкой управления ступенчатым золотником и ступенчатым золотником, полостью, расположенной между торцами ступенчатого золотника и гильзы прямого хода, осевым и радиальными каналами гильзы прямого хода с торцевой полостью корпуса, а другой радиальный канал гильзы прямого хода соединить со своей наружной кольцевой проточкой; камера прямого хода образована ступенчатым плунжером, гильзой прямого хода и поршнем аккумулятора, установленного в торцевой части корпуса; вспомогательная камера образована торцом поршня-бойка, ступенчатым плунжером и внутренней поверхностью проставки; корпус состоит из ствольно-инструментальной части с подпружиненным вводом, и, кинематически соединенных и зафиксированных между собой, динамической и управляющей частей, управляющая часть корпуса имеет два выходных отверстия: одно из которых соединено с кольцевой полостью, образованной между поверхностями управляющей и динамической частей корпуса, в свою очередь, соединенной отверстиями с осевым каналом, расположенным между корпусом и проставкой, и наружной кольцевой проточкой гильзы прямого хода; другое отверстие соединено с торцевой полостью управляющей части корпуса; в молоток гидравлический введены также подпружиненная рукоятка, закрепленная на корпусе с возможностью осевого перемещения, и пусковой механизм, содержащий гильзу с кольцевыми проточками и отверстиями; одно отверстие соединено с выходным отверстием корпуса, другие отверстия соединены с напорной и сливной магистралями; и размещенный в ней пусковой золотник с опорными поясками и упором, взаимодействующим с вилкой, закрепленной на рукоятке.
На фиг.1 представлен общий вид конструкции молотка гидравлического.
На фиг. 2 -вариант конструктивного выполнения пускового механизма.
На фиг.3 -сечение А-А на фиг.2.
На фиг.4 -вид I, M 3:1.
На фиг.5 -вид II, М 3:1.
Молоток гидравлический содержит (фиг.1) корпус, состоящий из ствольно-инструментальной части 1 с подпружиненным вводом для инструмента, и, кинематически (посредством резьбового соединения с фиксатором 2) соединенных между собой, динамической 3 и управляющей 4 частей. В корпусе соосно размещены поршень-боек 5, ступенчатый плунжер 6, ступенчатый золотник 7 с наружной кольцевой проточкой 8, гильза 9 прямого хода, втулка 10 управления ступенчатым золотником, установленная между ними, с образованием осевого и кольцевого каналов 11, 12 соответственно. Кольцевой канал 12 радиальными отверстиями 13 в гильзе 9 прямого хода соединен с камерой 14 прямого хода. Проставка 15 с манжетой 16 и гильза 17 обратного хода размещены концентрично поршню-бойку 5 и ступенчатому плунжеру 6 и, совместно с частями 3, 4 корпуса, образуют осевой канал 18. В гильзе 17 обратного хода выполнены осевая проточка 19 в упоре, и три ряда радиальных отверстий 20, с возможностью их взаимодействия с осевым каналом 18 и наружной кольцевой проточкой 8 ступенчатого золотника 7. Осевой канал 18 проставки 15 соединены радиальными отверстиями 21 с камерой 22 обратного хода, образованной поршнем-бойком 5 и внутренними поверхностями проставки 15. Осевая проточка 19 в упоре гильзы 17 обратного хода соединена последовательно с осевой проточкой 23 в упоре ступенчатого золотника 7, осевым каналом 11 между втулкой 10 управления и ступенчатым золотником 7, полостью 24, образованной между торцами ступенчатого золотника 7 и гильзы 9 прямого хода, осевым 25 и радиальными 26 каналами гильзы 9 прямого хода с торцевой полостью 27 части 4 корпуса. Радиальный канал 28 гильзы 9 прямого хода соединен со своей наружной кольцевой проточкой 29. Камера 14 прямого хода образована ступенчатым плунжером 6, гильзой 9 прямого хода и подпружиненным поршнем 30 аккумулятора, установленного в торцевой части 4 корпуса. Вспомогательная камера 31 образована торцом поршня-бойка 5, ступенчатым плунжером 6 и внутренней поверхностью проставки 15. Управляющая часть 4 корпуса имеет два выходных отверстия 32, 33, одно из которых 32 соединено с кольцевой полостью 34, образованной между управляющей частью 4 корпуса и наружной поверхностью динамической части 3 корпуса, другое выходное отверстие 33 соединено с торцевой полостью 27 части 4 корпуса. Кроме того, кольцевая полость 34 отверстиями 35, 36 соединена с осевым каналом 18 и наружной кольцевой проточкой 29 гильзы 9 прямого хода. Молоток гидравлический снабжен пусковым механизмом в двух конструктивных вариантах: отсечном и переливном, обеспечивающих его работу как от общего (с другими работающими механизмами) гидравлического компрессора, так и от индивидуального. На торце части 4 корпуса (фиг.1, 2, 3) закреплена подпружиненная рукоятка 37 с возможностью осевого перемещения в пазах 38 своего стакана. Пусковой механизм молотка гидравлического (фиг. 1,2) содержит гильзу 39 с кольцевыми проточками 40 и отверстиями: одно отверстие 41 соединено с отверстием 32 части 4 корпуса, другие отверстия 42, 43 соединены с напорной и сливной магистралями. В гильзе 39 размещен пусковой золотник 44 с опорными поясками и упором 45. Упор 45 взаимодействует с вилкой 46, закрепленной на рукоятке 37. Гильза 39 может быть выполнена в двух конструктивных вариантах. В первом (отсечном) (фиг.4) варианте - гильза 39 выполнена с тремя кольцевыми проточками 40, при этом первая слева - постоянно отверстием 42 соединена с напорной магистралью, вторая слева - постоянно соединена с кольцевой полостью 34 и имеет ряд переливных отверстий 41, третья слева - постоянно соединена с торцевой полостью 27 части 4 корпуса и имеет дренажное отверстие 47. Во втором (фиг.5) (переливном) варианте - гильза 39 выполнена с двумя кольцевыми проточками 40, при этом проточка слева отверстием 42 постоянно соединена с напорной магистралью и кольцевой полостью 34. Проточка справа постоянно отверстием 33 соединена с торцевой полостью 27 части 4 корпуса, и сливной магистралью. В обоих вариантах конструкция пускового золотника одинакова.
Молоток гидравлический работает следующим образом.
В исходном положении (фиг.1, 4) пусковой механизм не пропускает рабочую жидкость из напорной магистрали в молоток гидравлический. Возможные утечки, проникающие из напорной магистрали в кольцевую проточку пускового золотника и далее в молоток, отводятся через дренажное отверстие 47 в гильзе 39 пускового механизма в сливную магистраль. Таким образом обеспечивается абсолютное отключение молотка. При нажатии оператором на рукоятку 37 происходит перемещение пазов 38. При этом упор 45 пускового золотника 44 взаимодействует с вилкой 46, закрепленной на корпусе рукоятки 37, происходит смещение пускового золотника 44 в левое положение. Левый поясок пускового золотника 44 открывает отверстие 41, гильзы 39. Рабочая жидкость под давлением через отверстие 32, в части 4 корпуса, кольцевую полость 34, отверстие 36, кольцевую 29 проточку и радиальный 28 канал гильзы 9 прямого хода поступает в камеру 14 прямого хода и прижимает ступенчатый плунжер 6 с поршнем-бойком 5 к инструменту. В этот момент ступенчатый плунжер 6 задним торцом открывает отверстия 13 в гильзе 9 прямого хода, соединяющие кольцевой канал 12 с камерой 14 прямого хода, тем самым подводя в нее рабочую жидкость под давлением, фиксируя втулку 10 управления и ступенчатый золотник 7 в левом крайнем положении. Одновременно из напорной кольцевой полости 34 через отверстие 35, соединяющее ее с осевым каналом 18 и радиальные отверстия 20 гильзы 17 обратного хода рабочая жидкость под давлением поступает в наружную кольцевую проточку 8 ступенчатого золотника 7, тем самым воздействуя на стенки его дифференциальных ступеней. В результате, в сторону ступени большего диаметра постоянно действует результирующая сила, стремящаяся переместить ступенчатый золотник 7 в правое крайнее положение. Но так как эффективная площадь наружной кольцевой проточки 8 дифференциальных ступеней золотника 7 меньше площади кольцевого канала 12 втулки управления 10, перемещения ступенчатого золотника 7 вправо не происходит. В этом положении ступенчатого золотника 7 рабочая жидкость под давлением из его наружной кольцевой проточки 8, через радиальные отверстия 20 гильзы 17 обратного хода, осевой канал 18, радиальные отверстия 21 проставки 15 поступает в камеру 22 обратного хода. Площадь камеры 22 обратного хода значительно превышает площадь камеры 14 прямого хода, поэтому поршень-боек 5 совместно со ступенчатым плунжером 6 совершает обратный ход в правую сторону. При этом ступенчатый плунжер 6 закрывает радиальные отверстия 13 в гильзе 9 прямого хода, соединяющие кольцевой канал 12 втулки 10 управления с камерой 14 прямого хода, и во время всего обратного хода вытесняет из нее рабочую жидкость в напорную магистраль. В подпружиненном поршне 30 аккумулятора накапливается энергия. В это же время, поршень-боек 5 вытесняет рабочую жидкость из вспомогательной камеры 31 через последовательно соединенные осевую проточку 19 упора в гильзе 17 обратного хода, осевую проточку 23 в упоре ступенчатого золотника, осевой канал 11 между втулкой 10 управления и ступенчатым золотником 7, полость 24 между торцами ступенчатого золотника 7 и гильзы 9 прямого хода, через осевой канал 25 и радиальные каналы 26 в гильзе 9 прямого хода в торцевую полость 27 части 4 корпуса, соединенную отверстием 33 в корпусе 4, и кольцевую проточку 40 гильзы 39 пускового механизма со сливной магистралью. Движение происходит до тех пор пока ступенчатый плунжер 6 своей ступенью меньшего диаметра не соединит радиальные отверстия 13 в гильзе 9 прямого хода со вспомогательной камерой 31, постоянно соединенной со сливной магистралью. Давление в кольцевом канале 12 между втулкой 10 управления и гильзой 9 прямого хода близко к нулю, а на дифференциальные ступени золотника 7 со стороны наружной кольцевой проточки 8 на ступень большего диаметра постоянно действует результирующая сила. В результате ступенчатый золотник 7 двигается в крайнее правое положение, одновременно перемещая втулку 10 управления туда же. При этом происходит перекрытие одного ряда радиальных отверстий 20 в гильзе 17 обратного хода, соединяющих камеру 22 обратного хода с напорной магистралью и открытие другого ряда радиальных отверстий 20, соединяющих камеру 22 обратного хода со вспомогательной камерой 31, постоянно соединенной со сливной магистралью. В камере 22 обратного хода давление рабочей жидкости резко падает до нуля, поршень-боек 5 со ступенчатым плунжером 6 резко останавливается и под действием постоянно действующей силы со стороны камеры 14 прямого хода разгоняется в сторону инструмента. Во время всего прямого хода происходит перелив рабочей жидкости из камеры 22 обратного хода во вспомогательную камеру 31 и поддержка давления рабочей жидкости в камере 14 прямого хода аккумулятором. В конце прямого хода поршень-боек 5 наносит удар по инструменту, а ступенчатый плунжер 6 задним торцом соединяет радиальными отверстиями 13 в гильзе 9 прямого хода камеру 14 прямого хода с кольцевой камерой, образованной между втулкой 10 управления и гильзой 9 прямого хода. Это приводит к перемещению ступенчатого золотника 7 втулкой 10 управления в левое крайнее положение, при котором камера 22 обратного хода отсоединяется от сливной магистрали и соединяется с наружной кольцевой проточкой 8 ступенчатого золотника, постоянно соединенной с напорной магистралью. Начинается обратный ход поршня-бойка 5 совместно со ступенчатым плунжером 6. Затем рабочий цикл повторяется. Для прекращения работы молотка гидравлического достаточно перестать прижимать инструмент, т.е. рукоятку 37 молотка в направлении к разрушаемому объекту. Виброгасящая пружина отодвинет рукоятку 37 от корпуса в максимально крайнее положение продольным перемещением пазов 38, выполненных с двух сторон стакана рукоятки 37. При этом вилка 46 своими упорами возвращает пусковой золотник 44 пускового механизма в исходное положение, т.е. отсекает молоток гидравлический от напорной магистрали. Использование переливного варианта (рис.2) пускового механизма позволяет разгрузить насосную станцию при неработающем молотке гидравлическом.
Формула изобретения
1. Молоток гидравлический, содержащий корпус, соосно размещенные в нем поршень-боек, ступенчатый плунжер, ступенчатый золотник с наружной кольцевой проточкой, гильзу прямого хода, установленную в нем концентрично, осевые и радиальные каналы, камеру прямого хода и камеру обратного хода, отличающийся тем, что снабжен втулкой управления ступенчатым золотником, установленной между ступенчатым золотником и гильзой прямого хода, с образованием осевого и кольцевого каналов соответственно, причем кольцевой канал радиальными отверстиями в гильзе прямого хода соединен с камерой прямого хода, проставкой с манжетой и гильзой обратного хода, размещенными концентрично поршню-бойку и ступенчатому плунжеру, совместно с корпусом образующими осевой канал, при этом в гильзе обратного хода выполнена осевая проточка в упоре и три ряда радиальных отверстий, с возможностью их взаимодействия с осевым каналом, расположенным между корпусом и проставкой, и наружной кольцевой проточкой ступенчатого золотника, причем осевой канал, расположенный между корпусом и проставкой, соединен радиальными отверстиями с камерой обратного хода, образованной поршнем-бойком и внутренней поверхностью проставки, осевая проточка в упоре гильзы обратного хода соединена последовательно с осевой проточкой в упоре ступенчатого золотника, осевым каналом, расположенным между втулкой управления ступенчатым золотником и ступенчатым золотником, полостью, расположенной между торцами ступенчатого золотника и гильзы прямого хода, осевым и радиальными каналами гильзы прямого хода с торцевой полостью корпуса, а другой радиальный канал гильзы прямого хода соединен со своей наружной кольцевой проточкой, камера прямого хода образована ступенчатым плунжером, гильзой прямого хода и поршнем аккумулятора, установленного в торцевой части корпуса, вспомогательная камера образована торцом поршня-бойка, ступенчатым плунжером и внутренней поверхностью проставки, корпус состоит из ствольно-инструментальной части с подпружиненным вводом и кинематически соединенных и зафиксированных между собой динамической и управляющей частей, управляющая часть имеет два выходных отверстия, одно из которых соединено с кольцевой полостью, образованной между поверхностями управляющей и динамической частей корпуса, в свою очередь соединенной отверстиями с осевым каналом, расположенным между корпусом и проставкой, и наружной кольцевой проточкой гильзы прямого хода, другое отверстие соединено с торцевой полостью управляющей части корпуса, молоток гидравлический также снабжен подпружиненной рукояткой, закрепленной на корпусе с возможностью осевого перемещения, и пусковым механизмом, содержащим гильзу с кольцевыми проточками и отверстиями, одно отверстие соединено с выходным отверстием корпуса, другие отверстия соединены с напорной и сливной магистралями, и размещенный в ней пусковой золотник с опорными поясками и упором, взаимодействующим с вилкой, закрепленной на рукоятке.
2. Молоток гидравлический по п.1, отличающийся тем, что гильза пускового механизма выполнена с тремя кольцевыми проточками, причем одна из них постоянно соединена с напорной магистралью, вторая постоянно соединена с кольцевой полостью корпуса, третья постоянно соединена с торцевой полостью корпуса, сливной магистралью и имеет дренажное отверстие.
3. Молоток гидравлический по п.1, отличающийся тем, что гильза пускового механизма выполнена с двумя кольцевыми проточками, причем одна из них постоянно соединена с напорной магистралью, кольцевой полостью корпуса, вторая постоянно соединена с торцевой полостью корпуса и сливной магистралью.
РИСУНКИ
