Компрессионно-вакуумная машина ударного действия

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (504В25 D9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3638551/29-28 (22) 06.09.83 (46) 15.09.86. Бюл. № 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизированного и ручного строительно-монтажного инструмента, вибраторов и строительно-отделочных машин (72) В. П. Баландин, Ю. Н. Колган, И. А. Прохоров и Ю. П. Ганенко (53) 621.974 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2938513, кл. В 25 D 9/14.

Патент США № 1402727, кл. 173 в 118, 1922. (54) (57) 1. КОМПРЕССИОННО-ВАКУУМНАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащая размещенные в корпусе привод, ствол с системой выборочно перекрываемых компенсационных отверстий, установленные в нем ударник и связанный с ним воздушной подушкой поршень, соединенный с приводом, и охватывающую ствол гильзу, перекрывающую компенсационные отверстия, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования энергии удара машины, компенсационные отверстия расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси ствола.

1256950

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что гильза установлена с возможностью поворота относительно ствола.

3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что гильза установлена неподвижно относительно корпуса, а ствол -- с возможностью поворота вокруг собственной оси.

4. Машина по п. 3, отличающаяся тем, что гильза выполнена заодно с корпусом.

Изобретение относится к машиностроению, а в частности, к компрессионно-вакуумным машинам ударного действия, например электромолоткам и перфораторам, применяемым в строительстве, машиностроении и других областях промышленности для образования отверстий в горных породах, строительных материалах, а также их разрушения.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования энергии удара машины.

На фиг. 1 представлена компрессионновакуумная машина ударного действия, продольный разрез, с вращающейся гильзой, где «, — расстояние компенсационных отверстий от торца ударника; на фиг. 2 совмещенный график перемещений поршня (S<) и ударника ($уд ), поясняющий принцип работы машины с регулируемой энергией удара, где Sy — траектория перемещения ударника при максимальной энергии удара, когда воздушная подушка и атмосфера сообщены одним из рядов, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси ствола компенсационных отверстий; Sy — - траектория перемещения ударника при открытом дополнительном компенсационном отверстии, расположенном в одной плоскости, перпендикулярной оси ствола, с основным компенсационным отверстием; Sy z — — траектория перемещения ударника при открытом дополнительном компенсационном отверстии, смещенном по оси ствола относительно основного компенсационного отверстия в сторону ударника; Ь i — траектория перемещения ударника при открытом дополнительном отверстии, смещенном по оси ствола относительно основного компенсационного отверстия в сторону поршня; «, — расстояние от основного компенсационного отверстия до торца ударника при его нижнем рабочем положении касания с рабочим инструментом;

12 — расстояние от дополнительного компенсационного отверстия, смещенного по оси ствола относительно основного компенсационного отверстия в сторону ударника, до торца ударника, причем « - . ; «з — рас5

l5

Зо

5. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что гильза установлена с возможностью продольного перемещения относительно ствола и в ней выполнен косой паз или ряд отверстий с последовательно увеличивающимся размером в продольном относительно оси ствола направлении.

2 стояние от дополнительного компенсационного отверстия, смещенного по оси ствола относительно основного компенсационного отверстия в сторону поршня, до торца ударника, причем 1з)1; mi — точка траектории

Syne, в которой ударник перекрывает компенсационное отверстие, расположенное на расстоянии 1г, m — точка траектории Sy 2, в которой ударник вскрывает компенсационное отверстие, расположенное на расстоянии 12;, тз и m5 — точки траектории S„, в которых поршень вскрывает компенсационное отверстие, расположенное на расстоянии

1з, m — точка траектории S„, в которой поршень закрывает компенсационное отверстие, расположенное на расстоянии 13, t — время, в течение которого ударник, перемешаясь по траектории Sy >, перекрывает компенсационное отверстие, расположенное на расстоянии 1, 1з и 4 — время, в течение которого поршень при своем перемещении перекрывает компенсационное отверстие, расположенное на расстоянии 1, а — угол поворота кривошипа привода; на фиг. 3 разрез Л вЂ” А на фиг. 1, по плоскости расположения компенсационных отверстий с вращающейся гильзой и открытым основным компенсационным отверстием; на фиг. 4 — то же, по плоскости расположения компенсационных отверстий с врагцающейся гильзой при открытых двух компенсационных отверстиях; на фиг. 5 — то же, ilo плоскости расположения компенсационных отверстий при неподвижной гильзе и вращающемся стволе; на фиг. 6 — то же, по плоскости расположения компенсационных отверстий при врагцающемся стволе, выполненной заодно с корпусом; на фиг. 7— вид Б на фиг. 3, на ствол с компенсационными отверстиями, расположенными в одной плоскости, перпендикулярной оси ствола, и гильзу, имеющую косой паз для перекрытия заданного числа указанных отверстий при осевом перемещении гильзы; на фиг. 8 — вид В на фиг. 4, на ствол с компенсационными отверстиями, расположенными в одной плоскости, перпендикулярной

1256950

55 оси ствола, и гильзу, имеющую ряд отверстий с увеличивающимся размером в продольном относительно оси ствола направлении, для перекрытия заданного числа компенсационных отверстий при осевом перемещении гильзы.

Компрессионно-вакуумная машина ударного действия (фиг. 1) содержит корпус 1, размещенные в нем привод 2, рабочий инструмент 3, ствол 4, в котором установлены связанный с приводом 2 поршень 5 и ударник 6, на которых имеются уплотнения

7 и 8 соответственно. Ударник связан с поршнем 5 с помощью воздушной подушки 9 и периодически, в такт движениям поршня

5, взаимодействует с рабочим инструментом 3. В стволе 4 в зоне рабочего торца 10 поршня 5 при его положении в нижней мертвой точке выполнены компенсационные отверстия 11 — 14, которые расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси ствола

4. В стволе 4 выполнено также другое компенсационное отверстие 15, расположенное в зоне воздушной подушки 9 непосредственно над торцом 16 ударника 6 в его крайнем рабочем положении, когда он касается рабочего инструмента 3. В зоне расположения компенсационных отверстий 11 — 14 размещена охватывающая ствол гильза 7, имеющая отверстия 18 21 (фиг. 3). В гильзе

17 выполнен паз 22, взаимодействующий с эксцентриковым рычагом 23 ручки 24, установленной в корпусе !. В случае выполнения гильзы 17 неподвижной относительно корпуса 1 (фиг. 5) в стволе 4, с целью обеспечения его вращения вокруг собственной оси, выполнен паз 25, взаимодействующий с эксцентриковым рычагом 23 ручки 24. При выполнении гильзы !7 заодно с корпусом 1 (фиг. 6), в последнем выполнены пазы 26—

29 аналогичные по размерам и расположению отверстиям 18 — 21 в гильзе 17. В том случае, если перекрытие компенсационных отверстий 11 — !4 осуществляется осевым перемещением гильзы 17, в последней имеется для этого кольцевая проточка 30, взаимодействующай с эксцентриковым рычагом 23, и косой паз 31 (фиг. 7), или ряд отверстий 32 — 35 с последовательно увеличивающимся размером в продольном относительно оси ствола 4 направлении (фиг. 8) .

Компрессионно-вакуумная машина ударного действия работает следующим образом.

В исхОдном положении ударной машины (фиг. 3) воздушная подушка 9 сообщается с атмосферой через одно компенсационное отверстие 11 в стволе 4, а также отверстие

18 в гильзе 17.

Для предотвращения износа уплотнений

7 и 8 ударника 6 и поршня 5 диаметр указанного компенсационного отверстия 1! делается как можно меньше. Для получения стабильности работы ударной машины при изменении величины отскока ударника 6 от рабочего инструмента 3 во время работы

З0

50 с материалами различной прочности, указанное компенсационное отверстие выполняется по возможности дальше от торца 16 удапника 6.

Указанное расстояние 3 (фиг. 1) компенсационного отверстия 11 от торца 16 ударника 6 окончательно выбирается из расчета получения максимальной энергии удара. На практике компенсационное отверстие 11 располагается в зоне торца 10 поршня 5 при его нахождении в нижней мертвой точке.

В этом случае при обратном ходе поршня 5 в воздушной подушке 9 образуется достаточно глубокий вакуум, чтобы поднять ударник 6 на максимально возможную высоту. При прямом ходе поршня 5 между ним и ударником 6 образуется достаточно высокое давление, чтобы разогнать ударник

6 в направлении рабочего инструмента 3, обеспечивая при этом высокую скорость соударения последних (кривая Sv.. на фиг. 2).

Компенсационное отверстие 15, расположенное непосредственно у торца 16 ударника 6 (фиг. 1), мало влияет на работу машины B ударном режиме, так как время, в течение которого оно сообщает воздушную подушку 9 с атмосферой, очень мало н служит для обеспечения надежного перехода машины с холостого, безударного режима на рабочий ударный режим.

При повороте гильзы 17 из исходного положения (фиг. 3) на угол, при котором вскрывается дополнительное компенсационное отверстие 12 (фиг. 4), расположенное в плоскости, перпендикулярной оси ствола 4 на расстояние от торца ударника, воздушная подушка 9 сообщается с атмосферой двумя компенсационными отверстиями 11 и 12. В этом случае вакуум, образующийся при обратном ходе поршня 5, менее глубокий, и ударник 6 поднимается из исходного положения (фиг. 1) на меньшую высоту, снижая тем самым путь разгона ударника 6 при прямом ходе поршня 5 на удар.

В этом случае обеспечивается снижение энергии удара на величину, определяемую крутизной траектории перемещения ударника S (фиг. 2) .

При таком расположении дополнительного компенсационного отверстия !2 достигается наиболее глубокое снижение энергии удара ударника 6. Любое другое расположение дополнительного компенсационного отверстия 12 приводит к менее резкому падению энергии удара. Если дополнительное отверстие расположено на расстоянии 1 от торца 16 ударника 6 (фиг. 1) меньшем, чем

5, подъем ударника 6 под действием вакуума в воздушной подушке 9 сопровождается перекрытием дополнительного компенсационного отверстия Вгп! (фиг. 2) и в зоне максимального сжатия воздушной подушки

9 от ml до m2 на траектории движения ударника 6 открыто только одно компенсационное отверстие 11, расположенное на расстоя1256950 нии от торца 16 ударника 6. На участке от ml до m2 в воздушной подушке 9 при этом в течение времени t2 действует давление большее, чем в том случае, если дополнительное компенсационное отверстие 12 располагалось бы на расстоянии f от торца

16 ударника 6 в данном устройстве.

Повышение давления в воздушной подушке приводит к более быстрому изменению направления движения ударника 6 на удар, сообщая при этом ему большую скорость соударения с рабочим инструментом 3 и, как следствие, большую энергию удара. Чем ближе располагается дополнительное компенсационное отверстие к торцу ударника 6, тем меньше оно влияет на снижение его энергии удара, определяя тем самым некоторый предел ее уменьшения. Если дополнительное компенсационное отверстие расположено на расстоянии 1з от торца ударника 6 (фиг. 1) большем, чем 1, оно попадает в зону движения поршня 5 и на участках от m3 в течение времени 1э и m4--гп5 в течение времени 1э перекрывает указанное отверстие.

При этом глубина вакуума в воздушной подушке 9 на участке t3 и давление на участке t > увеличиваются, приводя к большему подъему ударника 6 (траектория движения 25 ударника 6), а затем и к большей скорости его сближения с рабочим инструментом, что в конечном итоге обеспечивает большую энергию удара, чем в известной ударной машине, когда дополнительное компенсационное отверстие расположено в плоскости, пер- 3î пендикулярной оси ствола на расстоянии от торца 16 ударника 6. Чем больше удаление дополнительного отверстия от торца 16 ударника 6, тем меньше оно влияет на

< нижение его энергии удара, определяя таким образом некоторый другой предел ее уменьшения.

При расположении таким образом дополнительных компенсационных отверстий 11

14 на одном уровне относительно торца 16 ударника, воздушная подушка получает воз- 4О можность сообщения с атмосферой возможно более длительное время в течение рабочего цикла и эффективно снижает энергию удара при открывании каждого последующего компенсационного отверстия вплоть до нуля. 45

Перекрытие компенсационных отверстий

11 — 14, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси ствола 4, возможно различными способами, каждый из которых обладает определенным преимуществом.

Наиболее просто перекрытие отверсти H

11 — 14 осуществляется гильзой 17, установленной на стволе 4 с возможностью вращения вокруг последнего (фиг. 3). Повор<этом ручки 24 с помощью эксцентрикового рычага 23, взаимодействующего с пазом 22 гильзы 17, последняя поворачивается на угол достаточный для того, чтобы осуществить совмещение отверстия 19 гильзы 17 и дополнительного компенсационного отверстия 12 (фиг. 4) . Дальнейшее вращение ручки 24 приводит к повороту гильзы до совмещения отверстия 20 гильзы 17 с другим дополнительным компенсационным отверстием 13, оставляя при этом открытым два предыдущих компенсационных отверстия 11 и 12, что обеспечивается различным положением отверстий 18 — 21 в гильзе 17 и их конфигурацией, и так далее до совмегцения всех отверстий 18 — 21 гильзы 17 с компенсационными отверстиями 11 — 14. Такой вариант выполнения машины позволяет сократить ее осевые габариты.

В другом варианте выполнения машины гильза 17 установлена в корпусе 1 неподвижно, а ствол имеет возможность вращаться вокруг своей оси (фиг. 5). При этом поворот ствола 4 осуществляется той же ручкой 24 через эксцентриковый рычаг 23, взаимодействующий с пазом 25, выполненным в стволе 4. Схема перекрытия компенсационных отверстий 11- — 14 аналогична предыдугцему варианту. При неподвижной установке в корпусе 1 гильзы 17 ствол 4 имеет более плотную посадку относительно корпуса 1, так как в этом случае есть только одна подвижная посадка — между стволом 4 и гильзой 17.

Выполнение гильзы 17 заодно с корпусом 1 (фиг. 6) дает возможность освободиться от гильзы 17. Для вскрытия компенсационных отверстий 11 в 14 в корпусе имеются соответствующие пазы 26 — 29, благодаря чему обеспечивается технологическая простота в изготовлении.

B соответствии с другим вариантом выполнения гильза 17 снабжена косым пазом

3l (фиг. 7) или рядом отверстий 32 — 35 с последовательно увеличивающимся размером в продольном направлении (фиг. 8) и установлена с возможностью осевого перемещения. Поворотом ручки 24 с помощью эксцентрикового рычага 23, взаимодействующего с круговой проточкой 30 гильзы 17, последняя имеет возможность осевого перемещения относительно ствола 4. Указанное перемещение сопровождается перекрытием любого заданного числа компенсационных отверстий 11 — !4 за счет изменяющегося в осевом направлении размера отверстий 32—

35 гильзы 17 или скошенного паза 31 в ней. ,Благодаря отсутствию сложного в изготовлении паза 22 в гильзе 17, такой вариант обеспечивает технологическую простоту изготовления последней.

Предлагаемая компрессионно-вакуумная машина ударного действия по сравнению с базовой моделью, в качестве которой взят серийно выпускаемый перфоратор НЭ4712, обеспечивает широкий диапазон регулирования энергии единичного удара ударника; повышенную надежность бурового инструмента при бурении материалов невысокой прочности; повышение надежности муфты предель1256950

71 7Ч

79

12

79

2Ч ного момента механизма вращения перфоратора.

Экономический эффект обеспечивается за счет повышения надежности муфты предельного момента. При бурении материалов небольшой прочности, когда производительность разрушения превышает производительность выноса буровой мелочи, что приводит к частому заклиниванию бура, муфта предельного момента продолжительное время работает на износ в стопорном режиме.

Указанное обстоятельство приводит к ускоренному износу рабочих поверхностей муфты, и, как следствие, к быстрому падению передаваемого ею момента ниже предельного. В этом случае муфта подлежит замене на запасную, входящую в комплект перфоратора ИЭ 4712. Устройство эффективного регулирования энергии удара дает возможность снизить частоту заклинивания бура и тем самым облегчить режим работы предохранительной муфты до такой степени, что отпадает необходимость в запасной муфте.! 256950

79

Фиг.б

Фиг. 7

Фиг.8

Составитель В. Никишин

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Касарда

Заказ 4870/13

Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Компрессионно-вакуумная машина ударного действия Компрессионно-вакуумная машина ударного действия 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ударным механизмам и может быть использовано в машинах ударного типа, применяемых в различных отраслях народного хозяйства, например в горнорудной промышленности, строительно-дорожной технике и т.п

Изобретение относится к области пневматических молотков, например отбойных

Изобретение относится к ударным устройствам и управляющим клапанам для ударных устройств

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разрушения горных пород и искусственных материалов

Изобретение относится к системам питания сжатым воздухом виброизолированных инструментов

Изобретение относится к пневматической машине ударного действия. Пневматическая машина содержит корпус с воздухоподводящими каналами и расположенные в полости корпуса ударник, воздухораспределительное устройство с золотником и золотниковую коробку. Золотник выполнен в виде кольца с отверстием, стенки которого снабжены каналами, оси которых параллельны основаниям кольца. Золотниковая коробка выполнена в виде стакана с наружным в верхней его части буртом и на дне с центральным осевым отверстием. Золотниковая коробка установлена в полости корпуса и закрыта крышкой с воздухоподводящим и воздухоотводящим каналами. Внутренние поверхности коробки и крышки образуют камеру воздухораспределительного устройства, в которой размещен золотник с радиальным зазором относительно боковой стенки коробки и с зазором относительно торцов крышки и дна коробки. В результате упрощается конструкция пневматической машины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидромолотам. Гидромолот содержит корпус с напорным и сливным каналами и с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения бойком для передачи импульса силы рабочему инструменту. Боек имеет напорный канал, переливной канал, сливной канал и канал управления. В верхней части бойка выполнено отверстие, в котором расположен золотник управления. Золотник управления содержит каналы управления и образует с бойком полость управления. Боек образует с корпусом напорную полость, переливную полость и сливную полость. Напорная полость через напорный канал корпуса соединена с напорной магистралью. Сливная полость через сливной канал корпуса соединена со сливной магистралью. В результате упрощается конструкция гидромолота и повышается надежность его работы. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх