Гидравлическая машина ударного действия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскчх.Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 14.06.71 (21) 1671407/22-3 (32) Приоритет 16.06.70 (31) 8332/70 (33) Швеция (43)Опубликовано 25.08.75. Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 09.06.78. Е 21С 3/20

Государственный иомите1

Совета Министров CCCF по делам изобретений и открытий

622.233.52: .

:622.233.62-85 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Гуннар Вигг Рисс Ромелл (Швеция) Иностранная фирма

«Атлас Копко Актиеболаг» (Швеция) (7l) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к горному делу, в частности к ударным механизмам с приводом для бурения горных пород.

Известная гидравлическая машина ударного действия включает цилиндр, ударный поршень, совершающий возвратно-поступательное движение в цилиндре и передающий ударную энергию инструменту, рабочие камеры с изменяемыми объемами прямого и обратного ходов, из которых по меньшей мере одна подсоединяется поочередно к источнику рабочей жидкости и сливу, аккумулятор с аксиально перемещаемым поршнем, соединенный с рабочей камерой.

Цель изобретения — обеспечение автоматического регулирования аккумулятора при изменении давления рабочей жидкости.

Для этого аккумулятор снабжен дополнительным аксиально перемещаемым поршнем и пружинным устройством, расположенным между поршнем и дополнительным поршнем, нагружаемым давлением рабочей жидкости через дроссель, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, кинематическая схема; на фиг. 3 — то же, разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — то же, 2 частичное сечение по Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — то же устройство, вариант.

Машина имеет корпус 1 с цилиндром 2, вмещающим поршень 3, который заплечиками 4 и 5 с кольцевыми поверхностями 6 и 7 делится на три части 3, 3" и 3" .

Заплечики снабжены канавками, выравнивающими давление и улучшающими центровку цилиндра. В передней части корпуса уста10 новлена втулка 8, в которой на шлицах закрепляется хвостовик 9 бура 10.

К корпусу прикреплен гидравлический двигатель 11, например скользящий лопастной, вращение от которого через шестерни 12 и 13

15 передается на втулку 8. Отработанная жидкость от двигателя 11 потупает в бур через вертлюг 14, посаженный на хвостовик 9, в котором бур соприкасается с аксиально перемещаемым бойком 15. Хвостовик удержива20 ется пружиной 16.

Объем задней кольцевой камеры 17 повышенного давления определяется поверхностями цилиндра, стержневой части 3, поверхности 7 и передней поверхностью уплотняюще25 го выступа 18. жидкость, просачиваясь между уплотняющим выступом 18 и стержневой частью 3, собирается в круговой канавке 19, откуда уда482052 ляется насосом или через трубопровод (на чертежах не показан). Вследствие этого концевая камера 20 всегда свободна от жидкости.

В цилиндре 2 имеется кольцевая выточка

21, к которой через канал 22 подсоединяется аккумулятор 23.

Аккумулятор 24 каналом 25 подсоединяется к цилиндру 2.

Объем передней кольцевой камеры повышенного давления 26 определяется поверхностями цилиндра 2 и стержневой части 3, поверхностью б и задней поверхностью кругового уплотняющего выступа 27.

Таким образом, объем камер 17 и 26 определяются положением поршня 3.

Проточка 28 аккумулирует просачивающуюся жидкость.

Между цилиндром и поршнем имеются уплотняющие кольца. Аккумулятор 23 снабжен поршнем 29, который смещается пружинным элементом 30, выполненным в виде пакета пружин Боллевиля. Этот пакет закреплен между поршнем 29 и поршнем 31, нагружаемым давлением в канале 32 с дросселем 33.

Другой аккумулятор 34 (см. фиг. 2) снабжен поршнем 35 и соединен с кольцевой канавкой 36 повышенного давления каналом 37.

Поршень 35 смещается пружинным элементом 38, выполненным в виде пакета пружин

Боллевиля, и закрепленным между поршнями 35 и 39. Последний нагружается давлением в канале 40 с дросселем 41. Каналы 32 и

40 являются ответвлениями канала 42, который соединен с трубопроводом главной подачи 43. К распределительному клапану 44, выполненному в виде ползуна, жидкость подается через трубопровод 43. Аккумулятор 45, постоянно соединенный с трубопроводом 43, принимает жидкость в те короткие промежутки, когда трубопровод оказывается перекрытым заплечиком клапана 44.

Аккумуляторы 24 и 45 отрегулированы так, что оказываются неработающими, если действуют аккумуляторы 23 и 34. жидкость по трубопроводу 43 подается в кольцевую приемную камеру 46 цилиндра 47 клапана, снабженного двумя кольцевыми выпускными камерами 48 и 49, к которым подсоединены обратные трубопроводы 50 и 51.

Через эти трубопроводы жидкость поступает в отстойник, откуда снова засасывается насосом и через регулируемый клапан подается в трубопровод.

При положении клапана 44 в правом крайнем положении жидкость подается в заднюю камеру 17 через комбинированный канал подачи и отсоса 52, в то время как жидкость из передней камеры 26 отводится в обратный трубопровод 50 через другой комбинированный канал подачи и отсоса 53.

При нахождении клапана 44 в левом крайнем положении жидкость через канал 53 подается к передней камере 26 с одновремен55 жидкость подается в заднюю камеру 17, в то

5

20 5

4

ocyuret HeM задней камеры 17 tepee канал 52.

Концевые части 54 клапана 44 являются поршнями, которые под воздействием жидкости на торцовые поверхности 55 и 56 перемещаются в каналах управления 57 — 59, оканчивающихся в цилиндре 2.

Левая часть 54 клапана имеет кольцевую поршневую поверхность 60, на которую воздейсгвует жидкость из канала 52 через канал 61 в ползуне. Правая часть 54 клапана имеет аналогичную поверхность 62, на которую воздействует жидкость из канала 53 через канал 63.

Торцовые поверхности 55 и 56 клапана 44 являются поверхностями смещения, а меньшие по площади поверхности 60 и 62 — поверхностями удержания.

Канал управления 57 имеет пять ответвлений (одно из них ответвление 64), которые оканчиваются в цилиндре 2.

Штифт 65 может быть установлен в различные положения, при этом одно или несколько из этих ответвлений оказываются заблокированными, Этим устройством регулируется средняя точка хода поршня и энергия его удара.

При помощи стопорного винта 66 (см. фиг.

4) штифт 65 может быть зафиксирован в различных положениях.

Капал 67 (см. фиг. 3) подходит к одной из кольцевых камер 48 и 49 и с помощью его осушается пространство между заплечиками

4и5.

На фиг. 5 показан вариант предлагаемого устройства. Г1оршень 3 в этом случае является дифференциальным, площадь задней поверхности которого больше передней 6. Передняя камера 26 постоянно соединена с главным подающим трубопроводом 43, в то время как задняя камера 17 поочередно соединяется с главным трубопроводом 43 и основным каналом 67. В отличие от клапана 44, клапан

68 является дифференциальным. Одна из торцовых поверхностей ползуна 69 постоянно находится под действием впускного давления через канал управления 70, в то время как другая торцовая поверхность 71 поочередно нагружается давлением и освобождается от него через канал управления 72.

Аккумулятор 73 применяется вместо аккумуляторов 45 и 34.

Устройство работает следующим образом.

При положении клапана 44 (см. фиг. 2) время как из камеры 26 производится ее отсос. Пусть при этом штифт 65 запирает три правых ответвления канала 58, а молотковый поршень 3 движется вперед.

В начальный момент движения поршня жидкость поступает в канал 59 через канал

67, а канал управления 57 сообщается с камерой 26. Это происходит до тех пор, пока заплечик 4 перекрывает ответвление 64 канала 59. При этом ползун 44 принудительно

482052

Со

05 удерживается в этом положении, так как давление в канале 52 воздействует на поверхность 60. При перемещении поршня вперед канал 58 снова открывается для стока — теперь через канал 67.

Когда заплечик 5 проходит отверстие канала 59, оно оказывается в сообщении с камерой 17, из которой давление передается через канал 59 к торцовой поверхности 56 ползуна.

При дальнейшем смещении ползупа вперед жидкость под давлением подается в камеру

26 при одновременном сбросе жидкости из камеры 17. Этот процесс продолжается до момента удара поршня 3 по бойку 15. Поршень

3 при этом отскакивает, FIO ко,шчсство подаваемой после этого по каналу 52 в камеру 26 жидкости в начале больше, чем то количество жидкости, что может принять камера 26, Избыточное количество подаваемой жидкости сначала поступает в аккумулятор 34, а затем, когда скорость поршня 3 будет соответствовать потоку жидкости, подаваемой насосом, аккумулятор 34 начнет подавать жидкость в камеру 26, еще более повышая скорость поршня.

В это время клапан 44 остается в левом положении, так как давлением в канале 53 передается пока к удерживающей поверхности 62 ползуна.

Канал управления 59 соединяется с каналом стока 67, как только поршневая поверхность 6 проходит канал ответвления 64. После этого давление из камеры 26 передается через канал управления 58 к торцовой поверхности 56 клапана 44. Ползун вследствие этого смещается вправо и удерживается в этом положении под воздействием давления жидкости на удерживающую поверхность 60, а жидкость из трубопровода 43 подается в камеру

17, которая, воздействуя на поверхность 7 поршня, затормаживает его. При этом поток жидкости, подаваемый через трубопровод 52, как и жидкость, вытесняемая при движении поршня из камеры 17, поступает в аккумулятор 23.

При нормальной работе устройства остановка и начальная подача вперед поршня происходит благодаря повышенному давлению в камере 17. При этом смещение поршня назад таково, что поверхность 7 поршня не перекрывает канавку 21, поэтому аккумулятор 23 непрерывно соединен с камерой 17, а аккумулятор 24 из этой работы выключен.

Аккумулятор 23 снабжается напорной жидкостью также в начальную стадию рабочего хода поршня, так как в это время величина ее подачи через канал 52 больше, чем может быть принято камерой 17. Однако в дальнейшем, когда скорость поршня достаточно возрастет, аккумулятор 23 также начинает подавать жидкость в камеру 17, вследствие чего скорость поршня еще более повысится.

Таким образом, кинетическая энергия поршня от обратного хода накапливается в акку10

50 муляторе и отдается поршню во время следующего рабочего хода.

Если хвостовик 9 не запрессован относительно бойка 15 или не вставлен во втулку 8, то поршень не отскакивает, даже если боек

15 окажется в заднем положении, но он проходит свою мертвую точку и его поверхность

6 проходит канавку 36, так что канал 53 и аккумулятор 34 оказываются отключенными от камеры 26, которая теперь действует в качестве демпфирующей камеры. Однако при этом канал 53 соединен с аккумулятором 34 через канавку 36. Поэтому давление в камере 26 моментально превышает давление в трубопроводе 43 в 2 — 3 раза. Вследствие этого часть жидкости просочится между заплечиком 4 и цилиндром 2 в канавку 36. Одновременно увеличенное количество жидкости просочится за уплотняющий выступ 27 в аккумулирующую канавку 28. Поэтому поршень

3 быстро, но мягко затормозится.

Благодаря просачиванию жидкости около заплечика 4 из канавки 36 в камеру 26 поршень будет двигаться медленно до момента, пока хвостовик 9 не достигнет канавки 36Ä после чего ускорение поршня будет происходить как и при нормальном обратном ходе.

При изменении давления напорной жидкости соответственно меняется воздействие поршней 31, 39 на пружины 30, 38.

Таким образом, поршни 29, 35 аккумуляторов 23 и 34 всегда оказываются предварительно нагруженными до оптимальной степени.

Дросссли 33 и 41 предназначены для предотвращения колебаний поршней 31 и 39 при колебаниях поршней 29 и 35.

Аккумулятор 24 располагается таким образом, что начинает аккумулировать жидкость при достаточном отскоке поршня, т. е. если поверхность 7 поршня 2 пройдет за канавку повышенного давления 21, так что камера 17 изолируется от соединенных между собой аккумулятора 23 и канала 51, вследствие чего давление в камере повышается в несколько раз.

Аккумулятор 24 в ряде случаев может быть отключен и часть камеры 17 за канавкой 21 используется в качестве демпфирующей камеры, Предмет изобретения

Гидравлическая машина ударного действия, включающая цилиндр, ударный поршень, совершающий возвратно-поступательное движение в цилиндре и передающий ударную энерги|о инструменту, рабочие камеры с изменяемыми объемами прямого и обратного ходов, из которых по меньшей мере одна является подсоединяемой поочередно к источнику рабочей жидкости и сливу, аккумулятор с аксиально перемещаемым поршнем, соединенный с упомянутой рабочей камерой, отл и ч аю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения ав482052

Фиг. 1

Фиг.Г томатического регулирования аккумулятора при изменении давления рабочей жидкости, аккумулятор снабжен дополнительным аксиально перемещаемым поршнем и пружинным устройством, расположенным между поршнем и дополнительным поршнем, нагружаемым давлением рабочей жидкости через дроссель.

482052

Фиг у

29 9 л зз ы

Корректор Л. Брахнина

Заказ 1524/4 Изд. № 324 Тираж 648 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 фпография, пр. Сапунова, Составитель О. Собин

Редактор Н. Джарагетти Техред P. Юсипова

59 69

Фиг. >