Воздухораспределительное устройство машины ударного действия

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ()926268 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0503.80 (21) 2889623/22-03 с присоединением заявки 89— (23) Приоритет

Опубликовано 070582. БюллетенЬ Мо 17

f53 jМ.Кл.з

Е 21 С 3/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (N lПФ 622.233. .8 (088.8) Дата опубликования описания 070582 (72) Авторы изобретения

К.М. Дусалиев и В,К. Вороненко

Институт горного дела AH Казахской ССР (71) Заявитель

{54) ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МАШИНЬ1

УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к конструкциям воздухораспределительных уст- ройств для машин ударного действии и может использоваться, преимущест.венно, в буровых установках для бурения шпуров и скважин.

Известно воздухораспределительное устройство в высокочастотном пневматическом перфораторе, включающее вращающийся золотник, зубцы которого сцеплены с зубцами ведущей шестерни пневматического мотора, и кинематически не связанный с возвратно-поступательным движением поршня (1).

его недостатком является большой расход воздуха.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является воздухораспределительное устройство машйны ударного действия, включающее корпус с камерой, в которой установлен пневмодвигатель с валом, на котором установлен распределительный кулачок, размещенные вокруг кулачка золотники с толкателями, взаимодействующие с кулачком (2).

Его недостатком является большой расход воздуха и ненадежность работы.

Цель изобретения — повышение надежности работы и снижение расхода воздуха.

Для достижения поставленной цели

-кулачок выполнен в виде набора дисков с выступами, смещенными по окружности относительно друг друга, при этом между дисками установлены Е-образные поводки, плечи которых с одной стороны связаны с толкателями, а с другой - с фиксирующими пальцами, установленными в корпусе.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез

A-A на фиг.1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 — разрез Е-E на фиг.1; на фиг.6 — разрез С-С на фиг.1; на фиг.7 — диаграмма работы эа цикл воздухораспределительного устройства.

Воздухораспределительное уатройство состоит.из расположенных противо положно и концентрнчно относительно ва» пневмодвигателя механизмом воздухораснределения, которые включают корпусы 1 и 2 с полукольцевыми щелями 3 и 4, полукольцевыми канавками 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 по внутренним поверхностям,.золотники 11 и 12 с кольцевыми проточками 13 и 14 и тол926268 кателями 15 и 16, крышки 17 и 18 с выхлопными окнами 19 и 20, втулки

21 и 22. Между торцами золотников 11 и 12 и крышками 17 и 18 образуются камеры 23 и 24, сообщенные с атмосферой выхлопными окнами 19 и 20. На корпусах 1 и 2 имеются входы 25 и 26, сообщающие полукольценые кананки 5 и б с сетью.

В полости 27 корпуса 28 устройства установлен кулачконый вал 29, разделенный кольцевыми пазами 30 и 31 на диски 32, 33 и 34, на каждом из которых выполнен радиальный выступ 35, 36 и 37. Радиальные выступы 35, 36 и 37 смещены по окружности. Величина этого смещения определяется из условия обес печения отношения времени холостого хода ко времени рабочегО хода ударного устройства в пределах 1,4-2..

Кулачковый вал 29, соединенный муфтой 38 с валом пневмодвигателя 39, установленного с торца корпуса 28, с одной стороны опирается на подшипник

40, помещенный в перегородке корпуса 28, а с другой стороны — на подшипник 41, помещенный в крышке 42 корпуса 28.

В кольценых пазах 30 и 31 кулачконого вала 29 расположены поводки 43 и 44 с пазами 45 и 46, соединенные с толкателями 15 и 16 эолотникон 11 и

12 с фиксирующими пальцами 47 и 48 и

49 и 50, установленных в корпусе 28 устройства.

Углы, образованные между плоскостью, проведенной через ось вращения кулачкового вала 29 и радиус-вектор радиального выступа 35 диска 32, и плоскостями, проведенными через ось вращения и радиусы-векторы радиальных выступов 36 и 37 .при вращении кулачконого вала 29 против, часовой стрелки, для радиального выступа

36 диска 33 равен 90, для радиального выступа 37 диска 34-45

Вход 25, сообщенный с сетью корпуса 1 через полукольценые канавки 5 и 7, кольцевую проточку 13, а также камера 23, образованная золотником

11 и крышкой 17 через полукольцевую канавку 9, полукольцевую щель 3 сообщаются каналами 51 и 52 с двумя выходами 53 и 54 с задней полостью 55 цилиндра 56 с поршнем 57 ударного устройства и с передней полостью 58 цилиндра 59 с поршнем 60. Цилиндры

56 и 59 разделены перегородкой 61, а н передней части цилиндра 59 расположен поворотный механизм 62 и установлен инструмент 63.

Вход 26, сообщенный с сетью корпуса 2 через полукольцевые канавки б и 8, кольцевую проточку 14, а также камера 24, образованная золотником

12 и крьыкой 18 через полукольцевую канавку 10 и полукольцевую щель 4, сообщаются каналами 64, 65 и 66 с задней полостью 67 цилиндра 59 и с передней полостью 68 цилиндра. 56.

Воздухораспределительное устройство работает следующим образом.

Число оборотов вала пневмодвигателя 39 задается количеством подводимого к нему сжатого воздуха. Радиальный выступ 35 диска 32 кулачкового вала 29, поворачиваемого валом пневмоднигателя 39 против часовой стрелки, в начальный момент поворота находится в положении, показанном на фиг. 1 и фиг.2, касаясь одного конца поводка 43 Z-îáðàçûîé формы, соединен- ного с толкателем 16 золотника 12 и фиксирующими пальцами 47 и 48, другой же конец распределителя 43 касается цилиндрической поверхности диска

33. Контакт концов поводка 43 и ци0 линдрических поверхностей радиального выступа 35 и диска 33 происходит вследствие их геометрического заьыкания.

Радиальный выступ 36 диска 33 и радиальный выступ 37 диска 34 в начальный момент находятся в положении, показанном на фиг. 1 и фиг.4 . Цилиндрическая поверхность диска 33 касается конца поводка 43 вследствие геометрического замыкания, а цилиндрическая

30 поверхность диска 34 в начальный момент касается конца поводка 44, связанного с толкателем 15 золотника 11 (фиг. 3 и фиг. 4). Золотник 12 (фиг.l) при этом находится н крайнем нижнем

35 положении, а кольцевая проточка 14 золотника 12 совпадает с полукольцевыми канавками б и 8 корпуса 2, а полукольцевая Канавка 10 корпуса 2 закрыта. Золотник 11 находится в крайнем

40 нижнем положении, касаясь втулки 21, полукольцевые канавки 5 и 7 закрыты, а полукольцевая канавка 9 открыта.

В течение поворота кулачкового вала 29 против часовой стрелки, т.е. о

45 при повоРоте его на Угол 90, золотник 12 находится в крайнем нижнем положении; одновременно золотник 11 также в крайнем нижнем положении (фиг.l) .

Цикл работы воэдухораспределительного устройства показан на диаграмме (фиг.7) . Сжатый воздух по входу 26 корпуса 2 (фиг. 5) через полукольцевую канавку б, кольцевую проточку 14, полукольценую канавку 8, каналы 64, 65 и бб (фиг.l) поступает соответственно в переднюю полость 68 цилиндра 56 и в заднюю полость 67 цилиндра 59.

Воздух из задней полости 55 (фиг. 1) цилиндра 56 и передней полости 58 цилиндра 59 выходит по каналам 52, 54, 53 и 51 через полукольцевую канавку 7, полукольцевую щель 3, полукольценую канавку 9 . (фиг.б) в камеру 23, а с этой камеры - через выхлопное окно 19 н крышке 17 в атмосферу. Сжатый

926268 ра 56, давит на поршень-ударник 60, отскочившегося после удара об инСтрумент, и поршень 57, затормозившегося прн холостом ходе. Поскольку золотник

12 находится в крайнем верхнем положении, то с задней полости 67.цилиндра 59 и передней полости 68 цилиндра

56 воздух выходит .в течение предшествующего поворота кулачкового вала 29 на угол 45О против часовой -стрелки .

Поэтому противодавление со стороны этих разноименных полостей сравнительно мало и поршень-ударник 60 и поршень 57 ускоренно передвигаются под действием поступающего сжатого воздуха в полости 58 и 68. Поршеньударник 60 совершает холостой ход, а поршень 57 — рабочий.

Совершив поворот на угол 135, кулачковый вал 29 радиальным выступом

36 диска 33 передвигает поводок 44, который соединен с золотником ll (фиг.3 и фиг.4) . Золотник 11 выдвигается из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение (фиг. 1) и садится на втулку 21 с помощью поводка 44 и толкателя 15. Полукольцевые канавки 5 и 7 закрыты, а полукольцевая канавка

9 открыта. Давление воздуха, поступившего в переднюю полость 58 цилиндра

59 и в заднюю полость 55 цилиндра 56, еще достаточно большое. Поэтому воздух в этих полостях, расширяясь, давит на поршень-ударник 60 н поршень 57 выходит из полостей по каналам 54, 53, 52 и 51, через полукольцевую щель 3, полукольцевую канавку 9 в камеру 23, через выхлопное окно 19 в крышке 18 в атмосферу. Золотник 12 находится в течение этого поворота в крайнем верхнем положении.

В конце поворота кулачкового вала

29 на угол 90 поршень-ударник 60 доходит до своего крайнего положения, а поршень 57 заканчивает рабочий ход ударом по поршню-ударнику 60. При вращении кулачкового вала 29 радиальный выступ 35 диска 32 подвигает золотник 12 в крайнее нижнее положение.

Золотник 12 садится на втулку 22 и кольцевая проточка 14 совпадает с полукольцевыми канавками б и 8 корпуса

2, а полукольцевая канавка 10 корпуса

2 закрыта. Этим завершается поворот на один оборот кулачкового вала 29 и далее начинается новый цикл работы воздухораспределительного устройства, В предЛагаемом устройстве устраняется противодавление движению поршней, следовательно, повышается энергия единичного удара поршня-ударника.

Выполнение поводков Е-образной формы и расположение их в кольцевых пазах кулачкового вала, каждый иэ которых соединен с толкателем золотника, позволяет обеспечить контакт поводка с радиальными выступами дисков геовоздух, поступающий одновременно в переднюю полость 68 цилиндра 56 и заднюю полость цилиндра 59, давит на поршень 57 и поршень-ударник 60. Поршень 57 совершает холостой ход, а поршень-ударник 60 — рабочий.

Совершив поворот на угол 90 кулачковый вал 29 теперь радиальным выступом 36 диска 33 передвигает поводок 43, который соединен с золотником 12 (фиг. 2 и фиг.3) . Золотник !О

12 выдвигается из крайнего нижнего в крайнее верхнее. положение и садится на втулку 22 с помощью поводка 43 и толкателя 16 . Полукольцевые канавки 6 и 8 закрыты, а полукольцевая канавка 10 открыта. Воздух в полостях 67 и 68, расширяясь, давит на поршень-ударник 60 и поршень 57 и выходит из полостей по каналам бб, 65 и 64 через щель 4, полукольцевую с канавку 10, камеру 24 и выхлопное окно 20 в крышке 18 в атмосферу. Золотник 11 находится в крайнем нижнем положении. Поэтому воздух из задней полости 55 цилиндра 56 и передней полости 58 цилиндра 59 выходит по каналам 52, 54, 53 и 51 через полукольцевую канавку 7, полукольцевую щель

3, полукольцевую канавку 9, камеру

23, выхлопное окно 19 в крышке 17 в атмосферу.

При дальнейшем повороте кулачкового вала 29 на 45 против часовой стрелки поршень-ударник 60 заканчивает рабочий ход ударом по инструменту 63, а поршень 57, совершающий холостой ход, затормаживается воздухом, отсеченным в задней полости

55 цилиндра 56 и выходящим из этой полости только через левый выход канала 52 малым расходом (фиг.1) . 40

В конце поворота на угол 45, кулачковый вал 29 радиальным выступом 37 диска 34 (фиг.4) выдвигает золотник

11 в крайнее верхнее положение с помощью поводка 44 и толкателя 15. 45

Кольцевая проточка 13 совпадает с полукольцевыми канавками 5 и 7 корпуса 1, à полукольцевая канавка 9 корпуса 1 закрыта (фиг. 1) .

С момента выдвижения золотника ll в крайнее верхнее положение и в течение дальнейшего поворота кулачкоиого вала 29 на угол 135 против часовой стрелки золотник 11 находится в этом положении. Поэтому сжатый воздух по входу 25 корпуса 1 через полукольцевую канавку 5, кольцевую проточку 13, полукольцевую канавку 7, каналы 51, 53 и 54, левый выход канала 52 (фиг. 1) поступает соответ- 60 ственно в переднюю полость 58 цилиндра 59 и в заднюю полость 55 цилиндра

56. Сжатый воздух, поступающий одновременно в переднюю полость 58 цилиндра 59 и заднюю полость 55 цилинд- 65

926268 метрическим замыканием, что повышает надежность работы устройства.

Подача сжатого воздуха порциями в рабочие полости цилиндров ударного устройства и имеющиеся периоды выхлопа в цикле работы воздухораспределительного устройства позволит сэкономить расход сжатого воздуха.

Формула изобретения 10

Воздухораспределительное устройство машины ударного действия, включающее корпус с камерой, в которой установлен пневмодвигатель с валом, 15 на котором установлен распределитель-. ный кулачок, размещенные вокруг кулачка золотники с толкателями, взаичодействующие с кулачком, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и снижения расхода воздуха, кулачок выполнен в виде набора дисков с выступами, смещенными по окружности относительно друг друга, при этом между дисйами установлены Б-образные поводки, плечи которых с одной стороны связаны с толкателями,. а с другой - с фиксирующими пальцами, установленными в корпусе.

:::Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

9 112479, кл. Е 21 С 3/24, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке.9 2744724/22-03, кл.E 21 С 3/24, 1979 (прототип) .

926268

<-Е

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 фиг. 7

ВНИИПИ Заказ 2922/2

Тираж 624 Подписное

Фиг. Я

Ôèã. 4