Устройство ударного действия

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для ударного разрушения горных пород и искусственных материалов. Цель - повышение надежности в работе устройства и его долговечности за счет снижения концентрации напряжений в ударнике. Корпус 1 устройства и ударник 4 с поршнем образуют аккумулирующую полость, взводящую 7 и переливную 8 камеры. На ударнике 4 выполнены бурт 13 и проточка 14. Поршень ударника выполнен в виде тороидального разрезного кольца (РК) 22, цилиндрической втулки (ЦВ) 15 с канавками на ее наружной и внутренней поверхностях под уплотнительные элементы, цилиндрического РК 18 и замыкающей втулки 20 с расточкой 21. РК 22 установлено в проточке 14, а ЦВ 15, РК 18 и втулка 20 размещены на ударнике 4 последовательно между буртом 13 и проточкой 14. Контактирующие друг с другом торцы ЦВ 15 и РК 18 имеют конусную форму с углом при вершине конуса не менее 160°. При работе ударник 4 с поршнем перемещается возвратно-поступательно. Конструкция поршня ударника 4 позволяет перенести канавки для уплотнительных элементов поршневого выступа с поверхности нагруженного интенсивными динамическими нагрузками ударника 4 на ЦВ 15, которая вследствие зазора между ней и наружной поверхностью ударника 4 защищена от воздействия ударных волн большой интенсивности. Во время удара ЦВ 15 испытывают только инерционные нагрузки, которые невелики по величине, так как суммарная масса ЦВ 15 и контактирующих с ней РК 18 и втулки 20 на три порядка меньше массы сопряженного с ними ударника 4. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для разрушения горных пород и искусственных материалов.

Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства и его долговечности за счет снижения концентрации напряжений в ударнике.

На фиг. 1 изображено устройство ударного действия; на фиг.2 - поршень (узел I на фиг.1).

Устройство ударного действия содержит корпус 1 с гидравлической 2 и газовой 3 полостями, в котором подвижно вдоль оси установлен ударник 4 со сменным инструментом 5. В своей средней части ударник 4 имеет поршень 6, разделяющий гидравлическую полость 2 корпуса 1 на взводящую 7 и переливную 8 камеры. Насос 9 через золотниковый распределитель 10 связан каналом 11 с камерой 7, а камера 8 сообщена каналом 12 со сливным баком.

Ударник 4 выполнен с буртом 13 и проточкой 14. Поршень выполнен в виде цилиндрической втулки 15, имеющий на внутренней и наружной поверхностях канавки с размещенными в них уплотнительными элементами 16 и 17, разрезанного в диаметральной плоскости на две части разрезного цилиндрического кольца 18, торец 19 которого имеет конусную форму с углом при вершине конуса не менее 160^о и контактирует с ответной конусной поверхностью замыкающей втулки 20, имеющей расточку 21, которая охватывает установленное в кольцевой проточке 14 тороидальное разрезное кольцо 22. Наружные диаметры втулок 15, 20, кольца 18 соответствуют диаметру охватывающей их внутренней боковой поверхности полости 2 корпуса.

Устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкость от насоса 9 через золотниковый распределитель 10 по каналу 11 подается по взводящую камеру 7. Под действием давления жидкости ударник 4 движется вверх (по чертежу), дополнительно сжимая газ в газовой полости 3. При этом жидкость из переливной камеры 8 по каналу 12 свободно вытесняется в сливной бак. В верхнем положении ударник 4 своим поршнем 6 перекрывает канал 12, изолируя переливную камеру 8 от сливного бака. При дальнейшем движении ударника 4 вверх в переливной камере 8 возрастает давление жидкости, под действием которого золотниковый распределитель 10 переключается, соединяя между собой взводящую 7 и переливную 8 камеры. Под действием сжатого газа в газовой полости 3 ударник 4 ускоренно движется вниз, совершая рабочий ход и воздействуя на разрушаемую преграду. Остановка ударника 4 в крайнем нижнем положении служит сигналом для возврата золотника золотникового распределителя 10 в исходное положение. Далее цикл автоматически повторяется.

Благодаря описанной конструкции ударного устройства появляется возможность канавки для уплотнительных элементов 16 и 17 поршня 6 перенести с поверхности нагруженного интенсивными динамическими нагрузками ударника 4 на втулку 15, которая вследствие кольцевого зазора между нею и наружной поверхностью ударника 4 защищена от воздействия распространяющихся вдоль оси ударника ударных волн большой интенсивности. Втулка 15 во время удара испытывает только инерционные нагрузки, которые по величине невелики, так как суммарная масса втулки 15 и контактирующих с нею кольца 18 и втулки 20 на три порядка меньше массы сопряженного с ними ударника 4. Для исключения нежелательного соударения втулки 15 с торцовой поверхностью большей степени поршневого выступа необходимо обеспечить надежную фиксацию осевого положения втулки 15. Это достигается благодаря тому, что втулка 15 своим нижним торцом надежно прижимается к торцовой поверхности большей ступени поршневого выступа кольцом 18. Благодаря наличию конической поверхности на верхнем торце кольца 18 последнее при радиальном перемещении в направлении к оси ударника 4 одновременно смещается вдоль оси ударника, скользя по коническому торцу цилиндрической втулки 20, которая при этом другим своим торцом упирается в тороидальное кольцо 22, установленное в кольцевой канавке.

Для исключения выпадания во время удара из проточки 14 тороидального кольца 22 последнее снаружи охватывается боковой цилиндрической поверхностью расточки 21, образованной на внутренней боковой поверхности втулки 20 со стороны ее верхнего торца.

Поперечные сечения уплотнительного элемента 17 и тороидального кольца 22 имеют форму круга. Это позволяет обеспечить плавный радиусный переход от малой ступени к большей ступени поршня 6, а также от дна к боковым стенкам кольцевой проточки 14. Благодаря этому исключаются концентрации напряжений на указанных переходах, что способствует существенному повышению надежности ударника 4 и устройства в целом.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающее корпус, образующий аккумулирующую полость, взводящую и переливную камеры с ударником, имеющим поршень с уплотнительными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства и его долговечности за счет снижения концентрации напряжений в ударнике, ударник выполнен с буртом и проточкой, а поршень выполнен в виде установленных между буртом и проточкой ударника цилиндрической втулки с канавками на ее наружной и внутренней поверхностях под уплотнительные элементы, цилиндрического разрезного кольца и замыкающей втулки с расточкой под тороидальное разрезное кольцо, которое установлено в проточке ударника, причем контактирующие друг с другом торцы замыкающей втулки и цилиндрического разрезного кольца имеют конусную форму с углом при вершине конуса не менее 160^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2