Ударная гидравлическая машина

 

О П - И C"ÌÃH Й Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетекин

Социалистических

Реелублик 738501 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 18.03.?6 (21) 2337512/25-28 (23) Приоритет 18.03.75 (32)— (51) М. Кл.

В 25 D 17/24

Гееудерственный кеннтет

СССР (33)— (31) 7503097-3 (53) УДК 621.643.

002 2 624 . 13 (088.8) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень №20

Дата опубликования описания 05.06.80 аа делен нзебретеннй н етерытнй

Иностранцы

Оке Торстен Эклеф, Пер Таге Аллан Фенгсборн, Гуннар Вигг и Рисс Ромелл (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Атлас Конко Антиеболаг (/ (Швеция) (71) Заявитель (54) УДАРНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к ударным инструментам, таким как ударные буровые головки для бурения по породе, долбежные станки, и касается устройства демпфирования отдачи ударного рабочего инструмента в механизмах указанного типа.

Известен ударный механизм, содержащий цилиндрический ствол, в котором размещен ударный поршень, воздействующий на рабочий инструмент под действием гидравлической жесткости, в напорную магистраль включен пневмоаккумулятор (1).

Недостатком известного устройства является его низкая виброзащишенность.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является ударная гидравлическая машина, содержащая цилиндрический корпус с кольцевыми проточками в передней и задней частях, размещенный в нем ударник с кольцевыми проточками, образующий с кольцевыми проточками корпуса переднюю и заднюю компрессионные камеры, аккумулятор, сообщенный с компрессионными камерами (2) .

К недостаткам известной машины относится ее недостаточная виброзащита.

Целью изобретения является повышение эффективности виброизоляции.

Указанная цель достигается тем, что известная машина снабжена амортизирующим поршнем, а корпус и поршень выполнены с дополнительными кольцевыми проточками, размещенными со стороны рабочего инструмента и образ; огцими амортизационную камеру, которая выполняет роль гидравлического подшипника и сообщается с аккумулятором.

На фиг. 1 показана передняя часть ударной машины, продольный разрез; на фиг. 2 — задняя часть машины, продольный разрез; на фиг. 3 — принципиальная схема ударной гидравлической машины.

Ударная гидравлическая машина состоит из передней головки 1 с крышкой 2, кожуха 3, промежуточной части 4 кожуха, цилиндрического корпуса 5 и задней головки 6.

Внутри корпуса 5 расположен ударник 7 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси корпуса 5.

Ударник 7 состоит из цилиндрического стержня с двумя поршнями 8 и 9, имеющими торцовые поверхности 10 и 11.

73850

Кроме того, ударник 7 имеет кольцевые проточки 12 и 13, расположенные по обе стороны относительно поршней 8 и 9, а меж ц поршнями 8 и 9 расположена кольцевая проточка 14.

Поршень 8 ударника создает па рабочем инструменте 15 ударные нагрузки. Б кож) хе 3 в роликовых под!ципниках 16, 17 установлен вращающийся патрон 18. Вращак. щийся патрон 18 снабжен зубчатым венцом 19, который взаимодействуе.. с зубчатым колесом 20. Вращение от патрона 18 10 передается рабочему инструменту 15 через поводковый элемент 21. Рабочий инструмен«

l5 перемещается в осевом направлении оТносительно поводкового элемента 21. 11ередний конец рабочего инструмента смон15 тирован в передней головке 1 в направляющей 22 и шарикоподшипнике 23. 11ромывочная жидкость поступает в осевое отверстие рабочего инструмента 15 через ппомывочную головку 24. Между головкой 24 и поводковым элементом 21 смонтировано щ упорное кольцо 25. В задней части вращаюгцегося патрона 18 имеется втулка 26. Втулка 26 снабжена выступом, в который р пирается задний конец патрона 18.

Шестеренчатое колесо 20 посажено на шлицах на вал 27, которыи смонтирован во втулках 28 и 29, имеюгцихся в кожухе 3.

Вал 27 приводится BG вращение гидравлическим двигателем 30, установленным н,- корпусе 5. Корпус 5, кольцевая проточка 1, 3 ударника 7, торцовая поверхность 11 и кольцевая проточка 31 корпуса 5 образуют заднюю кольцевую компрессионную камеру 32.

Аналогичным образом кольцевой проточкой 12 ударника 7, торцовой поверхностью

10 и кольцевой проточкой 33 корпуса 5 образована передняя кольцевая компрессионная камера 34.

Расход гидравлической среды, поступающей из питающей магистрали 35, регулируется распределительным золотником 36. (; питаюгцей магистралью 35 постоянно связан аккумулятор 37. Питаюгцая маги=траль сообшается с кольцевой впускной камерой

38, имеющейся в цилиндре распределительного клапана. Цилиндр этого клапана имеет, кроме того, две к;I.iüöåâûå выпускныс ка- д5 меры 39, 40, с которыми связаны выпускные каналы 41, 42. Эти выпускные каналы H÷óò к,отстойнику (на чертеже не показа ;). 0lкуда гидравлическая жидкость откачивается поршневой помпой (не показана) таким образом, чтобы в питающей магистрали 35 э9 поддерживалось постоянное давление ги,I равлической жидкости, задаваемое управляющим клапаном (не показан) . Акку,".улятор 43 постоянно связан с ныпускнычи магистралями 41, 42 и предупреждает появление ударных волн в гидгавлнческой системе.

Аккумуляторы 37, 43 сглаживают пиковые давления в системе и на ударнике. Компрессионные камеры 32, 34 сооб цаются с

4 аккумулятором 43 по соответствующим каналам 44 и 45.

Золотник 36 имеет торцовыс выступы 46, 47, торцовые поверхности 48, 49 которых находятся под давлением, создаваемым в

«равляющих каналах 50, 51, отходящих от пки ударника 7. Торцовый выступ 46 име=т кольцевую цилиндрическую поверхность

,", на которую воздействует давление в канале 45, который сообшается через канал 53, имеющийся в золотнике 36. Торцовый выступ

47 имеет аналогичную цилиндрическую поверхность 54, на которую воздействует давление в канале 44, сообщающемся с каналом > имеющимся в золотнике 36. Цилиндрические поверхности 52, 54 образуют вспомогательный упор, в связи с этим они имеют меньшую площадь, чем торцовые i!Gверхности 48, 49, которые представляют собой основные смегцающие поверхности, воспринимающие гидравлическое давление. Канал 56 связан с резервуаром и обеспечивает в нужные моменты времени дренаж гидравлической жидкости из объема между цилиндрическими частями 8. 9. В результате этого один из управляющих каналов 50, 51 всегда будет дренироваться через указанный канал 56, когда по другому из этих каналов нагнетается под давлением гидравлическая жидкость.

Управляющий канал 51 имее" «стыре ответвления или рукава 57, K0T0pые Окан«иваются на стенке ударника 7. Одно или несколько таких ответвлений могут быть перекрыты перемещаемой регулировочной заглушкой 58. Такое конструктивное решение позволяет регулировать максимальный ход ударника 7, что оз-.ia«aeI возможность получения различного количества проходов и энергии удара на каждый удар.

В промежуточной части 4 находится тормозной или амортизирчющий поршень 59, который может перемещаться в осевом направлении и поворачиваться вокруг осН.

Ть;. ьная поверхностI; 60 этого поршня образует подвижную торцовую стенку аморгизационной камеры 6I., Ko.орая Ограничена кольцевой нрогз«кой 62 корпуса 5 и сообгцается c IiaTaioIIIei! магистра,i i0 35 и кумулятором 37 через канал 63. Кроче того, амортизируюшая камера 6! выпслняет роль гидравлического подшипника.

Ударная машина работает следующим образом.

Золотник 36 находится в положении, показанном на фиг. 3, когда в задню о компр"ссионную камеру 32 повышенного давления подается под соответствующи м давление м гидравлическая жидкость, а из передней компрессионной камеры 34 гидравгп ческа:-: жидкость выпускается. Ударник 7 перем —.-.щается вперед. Регулирово«пая загл;шка 58 перекрывает два Ipàâûх ко.:енa упрaвляющегс канала 51. В положении ударника 7, показанном на фиг. 3, управляющий кана.i

738501

50 дренируется через дренажный канал 56.

Золотник 36 находится в одном и том же положении, поскольк давление в питающей магистрали 35 передается к упорной поверхности 52 золотника. При смещении ударника 7 вперед (на фиг. 3 влево) управляющий канал 51 повторно открывается. В этом случае слив гидравлической . жидкости происходит в дренажный канал 56. Далее, при прохождении поршня 9 ударника 7 мимо отверстия управляющего канала 50, он открывает это отверстие в заднюю компрессионную камеру 32, из которой давление передается через управляющий канал 50 к торцовой поверхности 48 золотника. В результате этого золотник смещается во второе (не

1$

20 показано) рабочее положение (вправо на фиг. 3), при этом давление гидравлической жидкости в передней комперссионной камере 34 возрастает, а давление в задней компрессионной камере 32 падает. Это происходит непосредственно перед соударением ударника 7 с рабочим инструментом !5. Золотник удерживается в правом положении, так как давление гидравлической жидкости из питающей магистрали передается к упорной поверхности 54 золотника 36. Управляющий канал 50 связывается с дренажным каналом 56, когда поверхность 10 поршня 8 проходит рукав 57 управляющего канала.

В результате этого давление гидравлической ка. По этой причине золотник смещается в левое положение, показанное на фиг. 3, в котором он остается, так как на поверхность

52 воздействует соответствующее давление гидравлической жидкости. Гидравлическая жидкость под давлением теперь поступает в заднюю камеру 32 повышенного давления, при этом ударник 7 тормозится в результате воздействия гидравлического давления на его поверхность 11. Одновременно с этим гидравлическая жидкость вытесняется ударником 7 из задней камеры 32, который умень40 шает в процессе перемещения объем указанной камеры. Вытесняемая таким образом из камеры 32 жидкость поступает в аккумулятор 43 в процессе первой части рабочего хода ударника 7. Однако, как только ударник 7 достигает скорости, соответствующей расходу подаваемой жидкости, аккумулятор

43 начинает подавать гидравлическую жидкость в камеру 32, увеличивая таким образом скорость перемещения ударника 7.

llри ударе рабочий инструмент 15 смещается к втулке 26 вращающегося патрона, которая удерживается в положении, показанном на фиг. 1, так как направленное в положительном направлении усилие на поверхность 54 превосходит усилие смещения ударника. жидкости из передней компрессионной камеры 34 передается через управляющий каЗо нал 51 к торцовой поверхности 49 золотниПри отскоке рабочего инструмента 15 от породы в процессе ударного бурения он ударяет во втулку 26. Импульсные нагрузки отдачи передаются на амортизирующий поршень 59 и далее поглощаются гидравлической жидкостью, находящейся в амортизационной камере 61. Таким образом, гидравлическая жидкость в амортизаторе работает как звено, передающее импульсы отдачи.

С гидравлическим амортизатором постоянно связан аккумулятор 37. Эта связь осуществляется через столб гидравлической жидкости в канале 63. Если усилие отдачи инструмента превосходит определенное значение, втулка 26 и, следовательно, амортизирующий поршень 59 смешаются относительно вращающегося патрона 18. Такое конструктивное решение позволяет демпфировать отдачу ударной машины. Гlри подьеме бура аккумулятор 37 уравнивает пики давления гидравлической жидкости, которые создаются в амортизаторе. Затем рабочий инструмент 15 возвращается под действием давления в амортизационной камере

61 в исходное положение.

Вращение патрона 18 передается амортизирующему поршню 59 через втулку 26.

Таким образом, гидравлическая жидкость, находящаяся в амортизационной камере 61, служит в качестве своеобразного гидравлического подшипника для рабочего инструмента 15.

Перепады давления, которые возникают в амортизационной камере 61 при подъеме амортизирующего поршня 59 относительно вращающегося патрона 18, компенсируются аккумулятором 37.

Формула изобретения

Ударная гидравлическая машина, содержащая цилиндрический корпус с кольцевыми проточками в передней и задней частях, размещенный в нем ударник, образующий с кольцевыми проточками корпуса переднюю и заднюю компрессионные камеры, аккумулятор, сообщенный с компрессионными камерами, и рабочий инструмент, отличающаася тем, что, с целью повышения эффективности виброизоляции, она снабжена амортизирующим поршнем, а корпус и поршень выполнены с дополнительными кольцевыми проточками, размещенными со стороны рабочего инструмента и образующими амортизационную камеру, которая выполняет роль гидравлического подшипника и сообщается с аккумулятором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 340775, кл. F. 21 С 3/20, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 365435, кл. Е 21 С 3/22, 1970 (прототип).

73850I

Составитель Ю. Жебелев

Редактор Т. Морозова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Реи.етник

Заказ 2846/40 Тираж 1033 Подписное

LIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4