Устройство ударного действия

 

" 378922

Союз Советских

Социалистических

Респу 1лин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) !опозпительное к а«т. свид-«у (22) За явлено 05.01.79 (21) 2724727 22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —— (43) Опубликовано 07.11.81. Бю.;лете«« X 41 (45) . 1ата опублико«аиия описания 07.11.81

151) M. К,1.

F, 21 С 3 24

Государственный комитет

СССР па делам изобретений и открьпий (>3) УДК 622.233.52 (0S8.8) (72) Автор изобретения

К. M. Дусалиев

Институт горного дела АН Казахской CP (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано в строительстве и машиностроении в виде перфораторов, бетоноломов, отбойных или клепальных молотков.

Известно двухпоршпевое ударное устройство (1). Эта конструкция состоит из двух соосно расположенных цилиндров, двух поршней, штока, клапанного воздухораспределительного механизма, расположенного между цилиндрами и дополнительного -золотника, выполненного в виде диска с кольцевыми выступами.

В двухпоршневом ударном устройстве с клапанным воздухораспределителем для обеспечения устойчивой работы необходимо, чтобы поршни в момент перекидки клапана находились в определенных положениях, которые характеризуются выполнением «оо1ветствующих условий перекидки. Время перемещения каждого поршня между двумя последующими положениями, соответствующими перекидке клапана, должно в каждом цикле быть величиной постOSIHHOH. Это является основным условием устойчивой работы двухпоршневого ударного устройст«а с клапанпым распределением.

Двухпоршневое ударное устройство с клапанным воздухораспределением с дополнительным золотником в виде диска с кольцевыми выступами при конструKTHBHblx параметрах, одинаковых с однопоршневым усгройством, не ооеспечивает доc i àòî÷íîII энергии удара.

5 Основным ограничением для увеличения энергии удара является необходимость выполнения условий устойчивой работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобре1р тению является устройство ударного действия, содержащее два соосных цилиндра установленными в нем с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях

1;, поршнями со штоком, пневмодвигатель и механизм воздухораопределения (2).

Корпус является несущей деталью, на которой устанавливаются все основные элементы ударного меха« изма.

Пневмодвигатель служит для вращения цилиндров относительно жестко закрепленной в корпусе распределительной коробки.

Механизм воздухораспределения представляет собой вращающийся клапан.

Двухпоршневое устройство с регулиру.мой частотой ударо в имеет малую лптро«ую мощность из-за малого среднего индикаторного дав1езсия ввиду наличия в цикле периодов расширения. В воздухораспреде$p лительной коробке и «о вращающихся ппл11пдрах сечения воздуигиых каналов ограничены, ибо H противном случае ис получится увеличения частоты ударов поршней, этим предопределяется сн ижение среднего индикаторного давления в рабочих полостях цилиндров, поэтому не обсспечивается достаточная энергия удара.

В копструкцип двухпоршиевого устройства при наличии соприкасающихся oyIIовых поворхностей между воздухорасиредел ителыIой нор о ок(Й и Isp BIUa Io 1ци м ися ци линдрами должно обсспечивагься отсутствие утечек и изли1н11сс трение.

Утечки воздуха и излишнее трение могут срывать устойчивую работу двухпоршневого ударного усгройсгва.

Целью изобретения является повышение энергии удара и стабилизации режима работы.

Цель достигается тем, что на валу пневмодвигателя смонтирован диск, выполненный с симметричными радиальными выступами для периодического взаимодействия с механизмом воздухораспределения, который выполнен 113 установленных is отдельных корпусах золотников со втулками и вилками с шарикоподшипниками, при этом в корпусах, золотниках и втулках выполнены каналы для обеспечения подачи энергоносителя в полости цилиндров, а корпуса золотников расположены диаметрально противоположно относительно вала пневмодвигателя и закреплены на общей раме.

На фиг. 1 изображено устройство, 11родольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг.

2; на фиг. 4 — разрез В В на фиг. 2.

Устрой ство ударного действия состоит из д вух соосно расположенных цилиндров 1 и 2, в которых под действием сжатого воздуха движутся в прогивоположных направлениях поршни 3 и 4, рабочий ход которых заканчивается ударом по штоку 5. С торца цилиндра 2 установлен пневмодвигатель 6.

Механизмы воздухораспределен1ия состоят из золотников 7 и 8 (фиг. 1 и фиг. 2) с радиальными каналами 9, 10, 11 и 12, отверстиями 13 и 14 и установленных с закрытых торцов золотников 7 и 8 вилками 15 и 16 на пальцах 17 и 18, на,которых закреплены радиальные шарикоподш41пники 19 и

20 (фиг. 2). Золотники 7 и 8 перемещаются по втулкам 21 и 22 с внутренними полостями 23 и 24 и с радиальными окнами 25 и 26, между торцами золотников 7 и 8 и торцами втулок 21 и 22 имеются выхлопные полости

27 и 28, в которых размещены возвратньп пруж:1ны 29 11 30.

Мо. анизм вовдухораспределе11ия также состоит из корпусов 31 и 32 с кольцевыми канавками 33, 34 и 35, 36 и продольными каналами 37 и 38. Корпусы 31 и 32 с торцов закрыты крышками 39 и 40 с центральными отверстиями 41 и 42. Механизмы воздухораспределения устанавливаются на раме

878922

43 (фиг. 2), которая стойками 44 крепится к пневмодвигателю 6.

На валу пневмодвигателя 6 закреплен диск 45 (фиг. 2) с симметричными и радиaльиыми выступами 46. !

1ередняя полость 47 цилиндра 1 и задняя полость 48 цилиндра 2 каналами 49, 50, 51, 52, 53 (фиг. 1) сооб1ца1отся с внутренней полостью 23 (фиг. 1) втулки 21 и выI0 хлоппой полостью 27 золотника 7, образованной торцами втулки 21 и золотника 7.

Задняя полость 54 цилиндра 1 и передняя полость 55 цилиндра 2 каналами 56, 5?, 58, 59, 60 (фиг. 1, фиг. 2) сообщаются с внут15 ренней полостью 24 (фиг. 2) втулки 22 выхлопной полостью 28 золотника 8, обраaoaaнной торцами втулки 22 и золотника 8.

Устройство работает следующим:оразом.

z0 Пусть симметричные радиальные выступы 46 диска 45, проворачивасмого иисвмодвигателем 6 против часовой стрелки, в начальный монумент поворота находятся в положении, показанном на фиг. 2. Золотник 7

25 (j:!IГ. ) 11p11 э10м находI! 1ся в кра1111с м исрх ием положении, а значит радиальный канал

9 золотника 7 совпадает с радиальным окном 25 втулки 21 и кольцевой канавкой 33, а кольцевая канавка 35 корпуса 31 закрыЗ0 та. А золотн ик 8 (фиг. 2) находится в крайнем нижнем положении и радиальный канал

12 золотника 8 совпадает с кольцевой канавкой 36, а радиальное окно 26 втулки 22 закрыто.

05 В течение поворота диска 45 против часовой стрелки, т. е. для первой четверти оборота его на целый оборот золотник 7 аход ится в крайнем верхнем положении, а пружина 29 сжата; одновременно золотник 8

40 находится в ирайнем нижнем положении. A шарикоподшипники 19 и 20, уменьшая трение, легко проскальзывают по поверхности диска 45. Сжатый воздух из полости 23 (фиг. 1) втулки 21 через радиальные окно

25 и канал 9, кольцевую канавку 33 по каналам 53, 52, 51, 50, 49 поступает в переднюю полость 47 цилиндра 1 и в заднюю полость 48 цил|индра 2. Воздух из задней полости 54 (фиг. 1) цилиндра 1 и передней поло

50 сти 55 цилиндра 2 выходит по каналам 56, 57, 58, 59, 60 (фиг. 1 и фиг. 2), продольным каналам 38 (фиг. 2), кольцевой канавке 36, рад1иальному каналу 12 в полос1ь 28, а с этой полости через о тверстия 14 в атмосфе55 ру. Сжатый воздух, постуПающий одновременно в заднюю полость 48 цилиндра 2 и переднюю полость 47 цилиндра 1, давит на поршни 4 и 3. Поршень 3 со вершает холостой mop, а поршень 4 — рабочий ход.

110 В течение поворота диска 45 на четверть

ci5opor1a сжатый воздух постоянно поступает в заднюю полость 48 цилиндра 2 и в переднюю полость 47 цилиндра 1, т. е. среднее индикаторное давление в этих полостях значительно высокое, так как пропускная

878922 го

5 способность противоположно расположенных механизмов воздухораспределения, работа1ощих синхронно как один механизм, значительная. В это же время воздух пз передней полости 55 цилиндра 2 и задней полости 54 цилиндра 1 постоянно выхо1дит в атмосфсру. Седовательно, за счет устранения противодавления поршень 4 обладает в конце рабочего хода высокой энергией, а поршень 3 достигает крайнего положения конструктивно заданного).

В конце поворота диска 45 ьа первую четверть оборота против часовой стрелки поршень 4 заканчивает рабочий ход ударом по штоку 5, а поршень 3, совсрша1отций xoInnTîé ход, тормозится как воздухом, отсеченным в задней полости 54, так и поступа1о!цим сжатым воздухох! по каналу 56.

Далее, совершив поворот на четверть сборота, диск 45 (т. е. начинается вторая четверть оборота его на целый оборот) теперь наоборот своими симметричными радиальными выступами 46 выдвигают золотник 8 из нижнего положения в крайнее верхнее положение с помощью радиального шарикоподшипника 20 вилки 16, сжимая пру;«EIHi 30, а пр.1 ..к11н,. 29, paaJEIEIilaEEc, Нереводит золотник 7 из верхнего положения

B крайнее нижнее положение, и шарикопадшипники 19 и 20 проскальзывают по поверхнocTи диска 45. Значит радз1альный! канал 10 (фиг. 2) золотника 8 совпадает с радиальным окном 26 Втулки 22 и кольцевой канавкой 34, а кольцевая канавка 36 корпуса 32 закрыта. Радиальный канал 11 (фиг. 1) золотника 7 совпадает с кольцевой канавкой 35, а радиальное окно 25 втулки

21 закрыто.

В течение этого поворота сжатый воздух из полости 24 (фиг. 2) по радиальным окну

26 и каналу 10> кольцевой канавке 34, каналам 60, 59, 58, 57, 56 поступает в переднюю полость 55 цилиндра 2 и заднюю полость 54 цилиндра 1, а воздух теперь из задней полости 48 цилиндра 2 и передней полости 47 цилиндра 1 по каналам 49,50, 51, 52, 53, продольным каналам 37, кольцевой канавке 35, радиальному каналу 11 поступает в полость 27 и выходит в атмосферу через отверстия 13.

Сжатый воздух, поступающий одновременно в заднюю полость 54 цилнидра 1 и переднюю полость 55 цилиндра 2, давит на поршни 3 и 4. Поршень 4 совершает холостой ход, а поршень 3 — рабочий ход.

В конце ново рота диска 45 на вторую четверть оборота против часовой стрелки поршень 3 заканчивает рабочий ход ударом по штоку 5, а поршень 4, совершающий холостой ход, тормозится как воздухом, отсеченным в задней полости 48, так и поступающим сжатым воздухом по каналу 51.

Далее, совершив поворот на четверть оборота, диск 45 (т. е. начинается третья четверть оборота его на целый обоорот) те5 !

О !

Зо

6 перь наоборот свонмп снмметри1нымн радиальными выступами 46 выдвигают золо гпнк; нз нllжнсго 110,10женl!я В крайнес Верхнее положение с помощью радиального шарикоподшипника 19 вилки 15, сжимая пружину 29, а пружина 30, разжнма:яь, переводит золотник 8 из верхнего положения в крайнсс н1!Жнсе 110:Iоженис, li lпарнкоподшипннкп 19 и 20 проскальзывают по ш1всрхности диска 45. Значит радиальный канал 9 золотника 7 совпадает с радиальным окном 25 втулки 21 и с кольцевой ка::1авкой

33, а кольцевая канавка 35 корпуса 31 закрыта. Радиальный 1(3H3;I 12 30лотн11ка 8 совпадает с кольцевой канавкой 36, а радиальное окно 26 втулки 22 закрыто. Сж;1тый воздух из полости 23 (фиг. 1) втулки 21 через радиальные окно 25 .и канал 9, кольцевую канавку 33 по каналам 53, 52, 51, 50.

49 поступает в переднюю полость 47 цпг!Вндра 1 н в заднюю полость 48 ци,.пшдра 2. Воздух из задней полости 54 (фиг. 1) цилиндра 1 н передней полости 55 цилиндра 2 выходит по каналам 56, 57, 58, 59, 60 (фиг. 1 и фиг. 2), продольным каналам 38 (фиг. 2), кольцевой канавке 36, рад11альнох!у каналу 12 в полость 28, а из этой полости через отверстия 14 — в атмосферу.

Сжатый возду., поступающий одновремепно в заднюю полость 48 цилиндра 2 и перед нюю полость 47 цилиндра 1, дав!1! на поршни 4 и 3. Поршень 3 совершает хо inстой ход, а поршень 4 — - рабочий. Начинается новый цикл движения поршней.

Суммарное число ударов поршней 3 и 4 по штоку 5 за один обо!рот дн ка 45 рав го четырем. Число ударов устройства в 1 iiliH будет зависеть От числа оборотов диска в

1 мин, задаваемого пневмодвигателем 6.

1-1апример, если число оборотов д1гска 45 равно 1500 обЬвин, то число ударов устройства ра вно 6000 в 1 мин.

Выполнение диска с симметричными очносительно друг друга радиальными выступами, а также расположение попарно противоположно друг другу и концентрично относительно вала пневмодвигателя механизмов воздухораспределения, работающи: синхронно как один механизм н поэтому имеющих большую пропускную способность колн 1ества ciI атого Воздуха, а такжс то, что поршни в каждом цикле совершают ход на ко11структ1!Вно заданную величину за счет устранения противодавления. повыша T энергию удара устройства в 1,5 — 2 раза.

ОТС1 TCTBEle 3 ТЕЧЕК ВОЗД1 Ха ПОВЫШ!IЕТ 11 устойчивую раооту двухпорпшевого ударного устройства.

Формула нзобрсTснl ., Устройство ударного действия, содержащее два соосных цилиндра с установлснными В них с возможностью осевого возвратно-поступательного псрсмс1цения в протиВОПОЛО5КНЫХ П Illj)313. IÑ Ilнях IIOPIIIHEI.VIII СО

1птокоы, пневмодвпгатель и механизм воздухораспределения, о т л и ч а ю щ е е с я

1ем, что, с целью повышения энергии удара и стабилизации режима работы, на валу пневмсдвигателя смонтирован диск, выполненный с симметричными радиальными выступами для периодического взаимодсйстБИ51 с мехаHнзмoм Воздухоpaспрс Ieлсниsl, который выполнен из установлс:111ы в отдельпь1х корпусах золотников со втулками и вилками с шарикоподшипниками, прп этом в корпусах, золотниках и втулках выполнены каналы для обеспечения подачи энергоносителя и полости цилиндров, а корпуса золотников располо иены диаметраль

l1o протпвополо5кно относительно вала пневмодвпгателя и закреплены на общей раме.

Источники информации, прпнятыс во впиманис при экспсртизе

1. Авторское свидетельство СССР

Лг. 320608, кл. Е 21 С 3. 24, 1970.

2. Ч мак С. А. ДвуxlIopllIEIo ударный мсханизм с регулируемой част:5той ударов для оурильных ма1пин.. арьков, 1958, о. о.

Г/

Я

Z7

878922

Составитель В. й1ахаева

Техред А. Калышннкова

Редактор Л. Павлова

Коррск ор Л. Орлова

3«коз 8759

Изд. ¹ 560 1 èðàíê 634

Б1-!11ИПИ Государственного комитета СССР по делами изобретешш и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. -l/5

Полн: снос

Загорская типография Упрполигра