Пневматический ударный механизм

 

Пневматический ударный механизм относится к области строительной техники и касается пневматических устройств ударного действия, применяемых для бестраншейной прокладки трубопроводов. Сущность изобретения: пневматический ударный механизм включает корпус с расточкой в передней части, ударник, размещенный в корпусе и образующий с ним перед собой полость и имеющий удлиненную головку с продольным пазом и хвостовик, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с ударником камеру рабочего хода, питающий и выхлопной каналы, камеру холостого хода, на удлиненной головке ударника размещено n пазов, выполненных открытыми в камеру рабочего хода, они имеют возможность периодического сообщения через расточку в передней части корпуса с полостью перед ударником, постоянно соединенной с выхлопным каналом. Камера рабочего хода образована из кольцевой камеры, охватывающей хвостовик ударника, и торцевой камеры, размещенной с торца хвостовика, соединенных между собой и имеющих возможность периодического сообщения с камерой холостого хода, образованной ступенями хвостовика и гильзой и постоянно связанной с питающим каналом. Изобретение обеспечивает увеличение ударной мощности и повышение надежности работы механизма. 1 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительной техники и касается пневматических устройств ударного действия, применяемых для бестраншейной прокладки трубопроводов.

Известно устройство для образования скважин в грунте, описанное в а.с. СССР N 1788159, кл. E 02 F 5/18 и опубликованном в БИ N 2, 1993 г. Оно содержит корпус, размещенный в нем ударник с внутренней полостью, воздухораспределитель, входящий в полость ударника, питающую и выхлопную магистрали. Через воздухораспределитель воздух поступает во внутреннюю полость ударника, являющуюся камерой рабочего хода, оттуда он имеет возможность при определенном положении ударника поступать в камеру холостого хода, расположенную в передней части машины. Камера рабочего хода постоянно находится под давлением и не имеет выхлопа в атмосферу. Сжатый воздух, энергией которого осуществляется рабочий ход, поступая в камеру холостого хода, осуществляет и холостой ход, имея довольно большое расширение до выхлопа, обеспечивающее остаточно рациональное его использование.

Недостатком этой конструкции является небольшая рабочая площадь ударника при рабочем ходе, много меньшая площади поперечного сечения полости корпуса, непозволяющая получить значительную величину ударной мощности при тех же габаритах машины. В тех же габаритах увеличение диаметра полости ударника невозможно, так как приводит к уменьшению прочности юбки ударника. Увеличение же габаритов всей машины с целью увеличения мощности приводит к удорожанию ее изготовления и увеличивает трудоемкость ее использования.

Наиболее близким (по технической сути и достигаемому результату) является пневматическое устройство ударного действия для образования скважин в грунте, описанное в а. с. СССР 697649, кл. E 02 F 5/18, E 02 D 17/146, опубликованном в БИ N 42, 1979 г.

Оно содержит корпус с расточкой в передней части, ударник, размещенный в корпусе и образующий с ним в передней части полость, являющуюся камерой холостого хода, и имеющий удлиненную головку с продольным пазом и хвостовик, гильзу, охватывающую хвостовик ударника и образующую с ударником камеру рабочего хода, питающий и выхлопной каналы.

Сжатый воздух при определенном положении ударника, совершив полезную работу в камере рабочего хода, поступает в камеру холостого хода, где рационально используется с остаточно большим расширением для осуществления холостого хода. Удлиненная головка позволяет наиболее эффективно увеличить массу ударника, что улучшает передачу энергии удара при работе. Увеличение диаметра хвостовика ударника для увеличения рабочей площади при рабочем ходе не уменьшает прочности ударника. Однако и в этом случае рабочая площадь ударника меньше площади поперечного сечения полости корпуса и не может обеспечить ударную мощность значительной величины без существенного увеличения габаритов машины. Кроме того, центральный канал с радиальными выходами ослабляет тело ударника.

Технической задачей, решаемой данным предполагаемым изобретением, является увеличение мощности механизма и повышение его надежности без увеличения габаритов.

Данная техническая задача решается тем, что в пневматическом ударном механизме, включающем корпус с расточкой в передней части, ударник, размещенный в корпусе и образующий с ним перед собой полость и имеющий удлиненную головку с продольным пазом и хвостовик, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с ударником камеру рабочего хода, питающий и выхлопной каналы, камеру холостого хода, согласно изобретению на удлиненной головке ударника размещено n пазов, выполненных открытыми в камеру рабочего хода. Они имеют возможность периодического сообщения через расточку в передней части корпуса с полостью перед ударником, постоянно соединенной с выхлопным каналом. Камера рабочего хода образована из кольцевой камеры, охватывающей хвостовик ударника, и торцевой камеры, размещенной с торца хвостовика, соединенных между собой и имеющих возможность периодического сообщения с камерой холостого хода, образованной ступенями хвостовика гильзой и постоянно связанной с питающим каналом.

Такая схема воздухораспределения, такое размещение элементов конструкции позволяет значительно увеличить активную рабочую площадь ударника на рабочем ходу - основу повышения ударной мощности. Кроме того, из камеры холостого хода производится впуск в камеру рабочего хода, но отсутствует выхлоп, что позволяет экономить сжатый воздух за счет отсутствия паразитных объемов в камере холостого хода, опорожняемых в атмосферу. Ударник не имеет аксиальных и радиальных отверстий, что обеспечивает его достаточную прочность и связанную с этим надежность механизма. Целесообразно продольные пазы на удлиненной головке ударника выполнить наклонными к продольной оси ударника.

Это при работе в горизонтальном положении, когда ударник находится в передней части корпуса, а продольный паз расположен внизу, позволит избежать проседания ударника вниз и исключить удар кромки паза о край расточки при движении ударника, что возможно при отсутствии наклона пазов. Наклон продольного паза при любом положении ударника обеспечит внизу наличие хотя бы части цилиндрической посадочной поверхности. Кроме того, наклон пазов при продолжении через них воздуха вызывает вращение ударника, что увеличивает его осевую подвижность, а также износ делает более равномерным.

Изобретение иллюстрируется примером конкретного выполнения и чертежом, на котором представлен продольный разрез механизма.

Пневматический ударный механизм содержит корпус 1 с расточкой 2 в передней части, ударник 3, имеющий удлиненную головку 4 с продольными пазами 5 и хвостовик 6, имеющий ступень меньшего диаметра 7 и ступень большего диаметра 8 с отсечной кромкой 9, гильзу 10 с присоединенным к ней воздухоподводящим рукавом 11 и образующий с ударником 3 камеру рабочего хода 12, состоящую из кольцевой камеры 13 и торцевой камеры 14, соединенных каналом 15 с выходом 16. Гильза 10 образует со ступенями хвостовика 6 ударника 3 камеру холостого хода 17, постоянно связанную с питающим каналом 18. В передней части корпуса 1 установлена букса 19, имеющая некоторую осевую подвижность по направлению вперед. В буксе 19 выполнен выхлопной канал 20.

Букса 19 образует с ударником 3 и корпусом 1 полость 21, постоянно связанную с выхлопным каналом 20.

Работает пневматический механизм следующим образом.

Из воздухоподводящего рукава 11 сжатый воздух поступает в питающий канал 18 и в постоянно соединенную с ним камеру холостого хода 17. Воздействуя на площадь ступени большего диаметра 8 хвостовика 6 со стороны это камеры 17, сжатый воздух приводит в движение ударник 3, начинается холостой ход.

При движении ударника 3 пазы на его удлиненной головке 4 выходят из расточки 2 корпуса 1, изолируя камеру рабочего хода 12 от полости 21. В дальнейшем отсечная кромка 9 расположенной внутри гильзы 10 ступени большего диаметра 8 хвостовика 6 открывает выход 16 канала 15 в камеру холостого хода 17. При этом сжатый воздух из камеры холостого хода 17 через выход 16 поступает в торцевую камеру 14, а через канал 15 и в охватывающую ступень 7 хвостовика 6 кольцевую камеру 13. Рабочая площадь ударника 3 со стороны этих камер велика, больше, чем площадь поперечного сечения полости корпуса 1 и значительно больше площади ступени 8 хвостовика 6, находящейся под давлением со стороны камеры холостого хода 17. Под действием сжатого воздуха на эти рабочие площади ударника 3 резко тормозится и переводится на рабочий ход.

При движении ударника 3 на рабочем ходу отсечная кромка 9 ступени 8 хвостовика 6 отсоединяет выход от камеры холостого хода 17, прекращая впуск сжатого воздуха в камеры 13 и 14. В дальнейшем движение ударника 3 осуществляется за счет инерции и за счет расширения сжатого воздуха. Значительная величина рабочей площади ударника 3 со стороны камер 13 и 14 позволяет легко преодолевать сопротивление со стороны находящейся под давлением камеры холостого хода 17 и обеспечивает высокие энергетические параметры. При дальнейшем движении ударника 3 продольные пазы 5 на его удлиненной головке 4 выходит в расточку 2 корпуса 1, соединяя камеру рабочего хода 12 с полостью 21 - начинается выхлоп. При этом воздух из камеры рабочего хода 12 проходит через продольные пазы 5, расточку 2, полость 21 поступает в выхлопной канал 20 и далее в атмосферу. При прохождении воздуха через продольные пазы 5, наклонные к продольной оси ударника 3, возникает сила, вращающая ударник, что улучшает его подвижность и обеспечивает более равномерный износ посадочных поверхностей при работе в горизонтальном положении. Кроме того, наклон пазов 5 при выходе их в расточку 2 позволяет избежать осадки ударника 3 вниз, так как внизу всегда остается часть посадочной цилиндрической поверхности удлиненной головки 4. Это позволяет избежать дополнительных сопротивлений движению ударника 3, повышает надежность работы.

В конце рабочего хода ударник 3 наносит удар по торцу буксы 19. Далее цикл повторяется. Наличие увеличенной рабочей площади ударника 3 обеспечивает увеличение ударной мощности механизма. При ударной головке 4 ударника 3 масса ударника имеет достаточную величину для эффективной передачи энергии удара. Наклонные продольные пазы 5 на удлиненной головке ударника и отсутствие перфорации в теле ударника обеспечивает надежность механизма.

Формула изобретения

1. Пневматический ударный механизм, включающий корпус с расточкой в передней части, ударник, размещенный в корпусе и образующий с ним перед собой полость и имеющий удлиненную головку с продольным пазом и хвостовик, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с ударником камеру рабочего хода, питающий и выхлопной каналы, камеру холостого хода, отличающийся тем, что на удлиненной головке ударника размещено n пазов, выполненных открытыми в камеру рабочего хода и с возможностью периодического сообщения через расточку в передней части корпуса с полостью перед ударником, постоянно соединенной с выхлопным каналом, а камера рабочего хода образована из кольцевой камеры, охватывающей хвостовик ударника, и торцевой камеры, размещенной с торца хвостовика, соединенных между собой и имеющих возможность периодического сообщения с камерой холостого хода, образованной ступенями хвостовика и гильзой и постоянно связанной с питающим каналом.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что продольные пазы на удлиненной головке ударника выполнены наклонными к продольной оси ударника.

РИСУНКИ

Рисунок 1