PL199491B1 - Hydrauliczny młot udarowy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczny młot udarowy z osadzonym przesuwnie w cylindrze bijakiem (11), który w swoim ruchu posuwisto-zwrotnym steruje sprzężonym z nim hydraulicznie rozdzielaczem, doprowadzającym ciecz roboczą z układu zasilania, zawierającego akumulator hydrauliczny, do roboczej komory cylindra bijaka. Narzędzie udarowe oraz narzę­ dzie urabiające hydraulicznego młota udarowego tworzą jeden sztywny, osadzony przesuwnie w cylindrze (2) zespół w postaci bijaka (1), któ­ rego płasko zakończona czołowa powierzchnia (4) jest elementem udarowo-urabiającym, a do końca cylindra (2), od strony czoła bijaka (1), zamocowana jest cylindryczna osłona (3) zakończona oporową powierzchnią (16) styku z urabianą bryłą skalną. W osłonie (3), w tym skrajnym położeniu bijaka (1), znajduje się udarowo-urabiająca, płasko zakończona, czołowa powierzchnia (4) bijaka (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczny młot udarowy, przeznaczony zwłaszcza do rozbijania brył nadwymiarowych.

Znane ciężkie hydrauliczne młoty udarowe mają bijak, osadzony w cylindrze, oraz grot lub inne narzędzie urabiające skałę, umieszczone w obudowie. Obudowa narzędzia urabiającego skałę znacznie wydłuża młot, co utrudnia manewrowanie nim w wyrobiskach podziemnych. Bijak przemieszcza się w cylindrze ruchem posuwisto-zwrotnym i przekazuje swą energię na skałę poprzez narzędzie urabiające. Ruch bijaka jest sterowany hydraulicznie, za pośrednictwem medium roboczego pobieranego z pompy i akumulatora.

Przekazanie energii kinetycznej bijaka na skałę poprzez element pośredni, grot lub inne narzędzie urabiające skałę, związane jest z dużą stratą energii. Ponadto, w konstrukcji ciężkich młotów hydraulicznych, narzędzie urabiające musi być mocowane w stosunkowo długiej prowadnicy, zapobiegającej jego zatarciu przy nieosiowym docisku młota do urabianej skały. Ciężkie młoty hydrauliczne są mocowane na wysięgnikach koparek, a uruchomienie młota jest poprzedzone dociśnięciem narzędzia urabiającego za pomocą siłowników wysięgnika do urabianej skały. Jest to powodem występowania znacznych nacisków bocznych rozpartego narzędzia urabiającego o jego prowadnicę, co powoduje, przy uderzeniu bijaka o narzędzie, stratę dużej części energii na pokonanie sił tarcia narzędzia w prowadnicy.

Znane z opisów PL nr 129 069, 142 795, 156 909, 174 742 i 179 194 hydrauliczne młoty udarowe, są wyposażone w rozdzielacze suwakowe sterowane położeniem przesuwającego się w cylindrze bijaka, łączącego, na przemian, roboczą komorę nadtłokową z zasilaniem i spływem. Ponadto, hydrauliczny młot udarowy, znany z opisu PL nr 179 194, ma w cylindrze komorę podtłokową połączoną stale z zasilaniem, a przemieszczający się w cylindrze bijak ma na swej powierzchni dwa cylindryczne wybrania, które tworzą w cylindrze dwie komory sterownicze. Jedna z komór sterowniczych jest połączona stale z zasilaniem, a druga ze spływem, przy czym, w zależności od położenia bijaka, komory te są łączone przemiennie z komorą sterowniczą jednej strony suwaka rozdzielacza. Komora sterownicza drugiej strony suwaka rozdzielacza jest stale połączona z zasilaniem. Powrót bijaka w tylne poł o ż enie, po przesterowaniu rozdzielacza w poł oż enie łączące komorę roboczą ze spł ywem, umożliwia stałe połączenie komory podtłokowej z zasilaniem. Uzyskanie odpowiedniej prędkości wysuwu bijaka możliwe jest, gdy kanały łączące komorę podtłokową z układem zasilania mają stosunkowo dużą powierzchnię przekroju. Ujemnym skutkiem tego rozwiązania jest jednoczesny wzrost prędkości podczas cofania bijaka, a w efekcie uzyskanie nadmiernej częstotliwości udarów.

Hydrauliczny młot udarowy według wynalazku ma osadzony przesuwnie w cylindrze bijak, który to w swoim ruchu posuwisto-zwrotnym steruje sprzężonym z nim hydraulicznie rozdzielaczem, doprowadzającym ciecz roboczą z układu zasilania, zawierającego akumulator hydrauliczny, do roboczej komory cylindra bijaka. Istota rozwiązania polega na tym, że narzędzie udarowe oraz narzędzie urabiające hydraulicznego młota udarowego stanowią jeden sztywny, osadzony przesuwnie w cylindrze zespół, w postaci bijaka, a płasko zakończona czołowa powierzchnia bijaka jest utwardzona i właśnie ta powierzchnia jest elementem udarowo-urabiającym hydraulicznego młota udarowego.

Do końca cylindra, od strony czoła bijaka, zamocowana jest cylindryczna osłona zakończona oporową powierzchnią styku z urabianą bryłą skalną, w której to osłonie, w tylnym skrajnym położeniu bijaka, mieści się udarowo-urabiająca płasko zakończona czołowa powierzchnia bijaka.

W tylnym skrajnym położeniu bijaka, udarowo-urabiająca płasko zakończona czołowa powierzchnia bijaka jest odsunięta w głąb osłony na odległość b od oporowej powierzchni styku.

W przednim skrajnym położ eniu bijaka udarowo-urabiająca płasko zakończona czołowa powierzchnia bijaka jest wysunięta poza osłonę. Natomiast minimalny ruch posuwisto-zwrotny bijaka jest ustalony na odcinku równym odległości b.

Istotne jest aby odległość b była nie mniejsza od drogi wysuwu bijaka na odcinku od jego tylnego skrajnego położenia do miejsca uzyskania jego maksymalnej prędkości.

Ponadto podtłokowa komora cylindra bijaka jest połączona z zasilaniem poprzez dławiący zwrotny zawór ze swobodnym kierunkiem przepływu w stronę zasilania.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku.

Zgodnie z wynalazkiem, elementem urabiającym hydraulicznego młota udarowego jest sam bijak 1, który to jest zakończony udarowo-urabiającą płaską czołową powierzchnią 4, odpowiednio utwardzoną i przystosowaną do rozbijania nadwymiarowych brył. Bijak 1 jest osadzony przesuwnie

PL 199 491 B1 w cylindrze 2, do końca którego, od strony czoła bijaka 1, zamocowana jest cylindryczna osłona 3, która ma oporową powierzchnię 16 stykającą się z urabianą bryłą skalną. Z drugiej strony cylinder 2 jest zakończony roboczą nadtłokową komorą 5, połączoną przemiennie z zasilaniem bądź spływem, poprzez ciśnieniowe komory 18 i 19 rozdzielacza 17. Podtłokowa komora 6 cylindra 2 jest połączona stale z zasilaniem przewodem 12 poprzez dławiący zawór zwrotny 15, ze swobodnym kierunkiem przepływu medium w stronę zasilania. Przesuwający się w cylindrze 2 bijak 1 steruje położeniem suwaka 7 rozdzielacza 17 poprzez tłoczki 8 i 9, umieszczone odpowiednio w sterowniczych komorach 10 i 11 rozdzielacza 17. Sterownicza komora 10 jest połączona stale bezpośrednio z zasilaniem. Natomiast sterownicza komora 11, w zależności od położenia bijaka 1 w cylindrze 2, jest połączona z zasilaniem bądź spływem, za poś rednictwem kanału 13 oraz sterowniczych komór 20 i 21 utworzonych pomiędzy cylindrem 2 i bijakiem 1. Komora 20 jest połączona stale z zasilaniem przewodem 12 a komora 21 jest połączona stale ze spływem kanał em 14.

W tylnym skrajnym poł o ż eniu bijaka 1, jak na rysunku, urabiają ca część bijaka 1 znajduje się w osłonie 3, a udarowo-urabiająca płaska czołowa powierzchnia 4 bijaka 1 jest odsunięta od stykającej się z urabianą bryłą skalną, oporowej powierzchni 16 osłony 3 na odległość b. W tym położeniu bijaka 1 sterownicza komora 21 jest połączona z kanałem 13, a czoło sterowniczej komory 20 jest odsunięte od wlotu do kanału 13 o odległość a.

Odległość b jest co najmniej równa drodze, którą bijak 1 musi pokonać aby uzyskać maksymalną prędkość, a jednocześnie tak dobrana, że minimalny ruch posuwisto-zwrotny bijaka, na odcinku równym odległości b, zapewnia w pełni poprawną pracę młota w przypadku zablokowania wysuwu bijaka 1 poza czoło osłony 3. Odległość b jest również co najmniej równa odległości a, równej drodze jaką musi pokonać bijak 1, aby komora sterownicza 20 połączyła się z kanałem 13.

Działanie hydraulicznego młota udarowego przedstawia się następująco.

Bijak 1 w tylnym skrajnym położeniu, w którym udarowo-urabiająca płaska czołowa powierzchnia 4 jest odsunięta na odległość b w stosunku do stykającej się z urabianą bryłą skalną oporowej powierzchni 16 osłony 3, łączy komorę 11 tłoczka 9 ze spływem, poprzez kanał 13, sterowniczą komorę 21 i kanał 14. Wtedy tłoczek 8, pod wpływem stale występującego ciśnienia w komorze 10, przesterowuje suwak 7 rozdzielacza w położenie jak na rysunku. W tym położeniu suwaka 7 ciecz robocza z ukł adu zasilania, wyposaż onego w nie pokazany na rysunku akumulator hydrauliczny, napł ywa do roboczej komory 5 bijaka 1. Szybki napływ cieczy roboczej do nadtłokowej komory 5 przesuwa bijak 1 w kierunku wyjścia z osłony 3, rozpędzając go do maksymalnej prędkości na drodze nie przekraczającej wielkości odległości b.

Po pokonaniu drogi równej odległości b, bijak 1 wysuwa się z osłony 3 aż do zetknięcia się ze skałą. Po uderzeniu udarowo-urabiającą czołową powierzchnią 4 w urabianą skałę, bijak 1 oddaje swoją energię kinetyczną oraz energię uderzenia hydraulicznego, występującego w nadtłokowej komorze 5, na skutek zatrzymania ruchu bijaka 1.

Podczas wysuwu bijaka 1 ciecz robocza jest wytłaczana z przestrzeni podtłokowej 6 do układu zasilania przewodem 12, przez dławiący zawór zwrotny 15. Po pokonaniu przez bijak drogi równej odległości a, bijak 1 łączy komorę 11 tłoczka 9 z zasilaniem poprzez kanał 13, sterowniczą komorę 20 i przewód 12, a tłoczek 9 przesterowuje suwak 7 rozdzielacza w położenie łączące roboczą nadtłokową komorę 5 ze spływem. Wtedy, dzięki stale występującemu ciśnieniu w podtłokowej komorze 6, rozpoczyna się przemieszczanie bijaka 1 do tylnego położenia, w którym sterownicza komora 11 tłoczka 9 zostaje połączona ze spływem, poprzez kanały 13 i 14.

Napływ cieczy roboczej z układu zasilania do podtłokowej komory 6 poprzez dławiący zawór zwrotny 15, ogranicza prędkość cofania bijaka 1 w ukazane na rysunku górne położenie. Pozwala to na racjonalny dobór częstotliwości udarów i ograniczenie chłonności młotów hydraulicznych.

Nadmiar energii kinetycznej bijaka 1, pozostający po rozkruszeniu bryły skalnej, bądź przy braku oporu jest wyhamowywany na wielokrotnie dłuższej drodze od wielkości b, a ograniczona przez dławiący zawór zwrotny 15 prędkość napływu cieczy roboczej do nadtłokowej komory 6, powoduje zróżnicowanie częstotliwości udarów młota według wynalazku.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hydrauliczny młot udarowy z osadzonym przesuwnie w cylindrze bijakiem, który to bijak w swoim ruchu posuwisto-zwrotnym steruje sprzężonym z nim hydraulicznie rozdzielaczem, doprowadzającym ciecz roboczą z układu zasilania, zawierającego akumulator hydrauliczny, do roboczej komory cylindra bijaka, znamienny tym, że narzędzie udarowe oraz narzędzie urabiające hydraulicznego młota udarowego tworzą jeden sztywny, osadzony przesuwnie w cylindrze (2) zespół, w postaci bijaka (1), którego płasko zakończona czołowa powierzchnia (4) jest utwardzona i właśnie ta powierzchnia bijaka (1) jest elementem udarowo-urabiającym hydraulicznego młota udarowego.
2. 2. Hydrauliczny młot udarowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że do końca cylindra (2), od strony czoła bijaka (1), zamocowana jest cylindryczna osłona (3) zakończona oporową powierzchnią (16) styku z urabianą bryłą skalną w której to osłonie (3), w tylnym skrajnym położeniu bijaka (1), mieści się udarowo-urabiająca płasko zakończona czołowa powierzchnia (4) bijaka (1).
3. 3. Hydrauliczny młot udarowy, według zastrz. 2, znamienny tym, że w tylnym skrajnym położeniu bijaka (1) udarowo-urabiająca płasko zakończona czołowa powierzchnia (4) bijaka (1) jest odsunięta w głąb osłony (3) na odległość b od oporowej powierzchni (16) styku.
4. 4. Hydrauliczny młot udarowy, według zastrz. 3, znamienny tym, że minimalny ruch posuwistozwrotny bijaka (1) jest ustalony na odcinku równym odległości b.
5. 5. Hydrauliczny młot udarowy, według zastrzeż. 3, znamienny tym, że w przednim skrajnym położeniu bijaka (1) udarowo-urabiająca płasko zakończona czołowa powierzchnia (4) bijaka (1) jest wysunięta poza osłonę (3).
6. 6. Hydrauliczny młot udarowy, według zastrz. 3, znamienny tym, że odległość b jest nie mniejsza od drogi wysuwu bijaka (1) na odcinku od jego tylnego skrajnego położenia do miejsca uzyskania jego maksymalnej prędkości.
7. 7. Hydrauliczny młot udarowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że podtłokowa komora (6) cylindra (2) bijaka (1) jest połączona z zasilaniem poprzez dławiący zwrotny zawór (15) ze swobodnym kierunkiem przepływu w stronę zasilania.