PL64223B3 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.XII.1971 64223 KI. 5 b, 3/20 MKP E 21 c, 3/20 UKD 622.233.42 Wspóltwórcy wynalazku: Zbigniew Korecki, Jerzy Drabarek, Jan Orlacz, Kazimierz Turopolski Wlasciciel patentu: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowego, Gliwice (Polska) Hydrauliczne urzadzenie udarowe Przedmiotem patentu nr 55703 jest hydrauliczne urzadzenie udarowe, które w zaleznosci od pew¬ nych drugorzednych cech konstrukcyjnych moze byc wiertarka udarowa lub mlotkiem mechanicz¬ nym. Urzadzenie to moze zastapic urzadzenia 5 pneumatyczne dzieki umieszczeniu w kanalach wlotowych i wylotowych hydraulicznych akumu¬ latorów gazowych bezposrednio przy organie ste¬ rujacym, który ma postac obrotowego kurka i jest napedzany silnikiem hydraulicznym. , 10 Wedlug patentu nr 55703 istnieja dwie zasadni¬ cze odmiany urzadzenia. W jednej z nich element posuwisto-zwrotny, zwany w maszynach udarowych bijakiem, jest przesuwany w obu kierunkach zmien¬ nym cisnieniem cieczy w dwóch komorach cylin- 15 dra po obu stronach tloka znajdujacego sie na bijaku. W drugiej odmianie bijak stanowi mase drgajaca miedzy obustronnie naciskajacymi nan sprezynami, a komora cieczowa jest tylko jedna.Zmienne cisnienie w tej komorze wzbudza drga- 20 nia bijaka.Okazalo sie, ze ta druga sposród wymienionych odmian jest szczególnie korzystna, gdyz daje duza czestotliwosc uderzen oraz duza sprawnosc ener¬ getyczna. 25 Celem dalszej pracy konstrukcyjnej i doswiad¬ czalnej bylo osiagniecie jeszcze wiekszej spraw¬ nosci energetycznej oraz wiekszej wydajnosci energii z kilograma masy wlasnej urzadzenia. Cel ten osiagnieto w wysokim stopniu dzieki zasta- 30 pieniu sprezyn, które powoduja, ze bijak jest ma¬ sa drgajaca, przez poduszki powietrzne oraz dzieki odmiennemu uksztaltowaniu organu sterujacego czyili kurka, przy którymi to uksztaltowaniu opory przeplywu cieczy oraz niezbedne przyspieszenie osrodka hydraulicznego zostaly znacznie zmniej¬ szone.Wedlug wynalazku do utrzymywania bijaka w stanie masy drgajacej zostosowano cylinder za¬ wierajacy powietrze. Tlok bijaka dzieli ten cylin¬ der na dwie komory. Na skutek szybkiego ruchu posuwisto-zwrotnego bijaka nastepuje na prze¬ mian w jednej komorze sprezanie, a w drugiej rozprezanie powietrza, które to procesy przebie¬ gaja prawie ze adiabatycznie. Doskonala sprezys¬ tosc oraz minimalna masa powietrza w znacznym stopniu zmniejszaja strate energii zwiazana z za¬ stosowaniem sprezyn wedlug patentu nr 55703.Poza tym usunieto potencjalne zródlo awarii, któ¬ rym jest zmeczenie tworzywa sprezyn. Stosowanie cylindra, w którym powietrze ulega sprezaniu, znane jest na przyklad do jednokierunkowego ha¬ mowania szybkiego ruchu i do osiagania odrzutu, jednakze nie jest znane do utrzymywania bijaka maszyny udarowej w ciaglych drganiach. Umiesz¬ czenie masy drgajacej pod dzialaniem zmiennych cisnien w komorach zawierajacych stale okreslone ilosci zamknietego w nich powietrza nie daloby dobrych wyników w dluzszej ciaglej pracy, ze wzgledu na nieunikniony uplyw powietrza sprezo- 642233 nego przez chociazby minimalne nieszczelnosci.Ubytek powietrza w komorach musialby spowo¬ dowac, predzej czy pózniej, zanik drgan masy.Dopiero rozwiazanie wedlug wynalazku, w którym stale czesc powietrza uchodzi, a straty sa stale kompensowane zasysaniem z atmosfery, zapewnia utrzymanie wymaganej ilosci powietrza i umozli¬ wia nieograniczenie dluga prace.W celu korygowania ilosci powietrza w komo¬ rach w czolowej scianie cylindra po stronie zer¬ dzi znajduje sie otwór do wsysania powietrza z atmosfery poprzez zawór zwrotny. Komora cy¬ lindra znajdujaca sie po przeciwnej stronie ma w scianie obwodowej otwór przeznaczony na wy¬ lot powietrza przez zawór zwrotny. Wyjasniona ponizej wspólpraca tych przeciwstawnie umiesz¬ czonych zaworów zwrotnych powoduje, ze w kaz¬ dym cyklu ruchu posuwisto-zwrotnego bijaka z jednej komory wydalany jest nadmiar powietrza, a brak powietrza jest- uzupelniany przez wsysanie z atmosfery do drugiej komory, przy czym istnieje minimalny przeplyw powietrza z tej drugiej ko¬ mory do pierwszej poprzez nieszczelnosc miedzy tlokiem, a sciana cylindra.Rozwiazanie organu sterujacego wedlug wynalaz¬ ku polega na tym, ze za rdzen kurka sluzy ten sam obrotowy cylinder, zawierajacy komore ole¬ jowa, w której zmienne cisnienie dziala na bijak.Cylindryczny rdzen wspólpracuje z drugim cylin¬ drem nieobrotowym jako obudowa kurka. Sciany obu cylindrów maja liczne otwory tak rozmiesz¬ czone, ze podczas obracania jednego cylindra wzgledem drugiego otwory w obu cylindrach po¬ krywaja sie ze soba otwierajac na przemian droge wylotu lub wlotu osrodka hydraulicznego. Zgod¬ nie z wymaganiem objetym patentem nr 55703, aby hydrauliczne akumulatory gazowe byly u- mieszczone w kanalach wlotowym i wylotowym tuz przy organie sterujacym, akumulatorom tym nadano postac pierscieniowa i umieszczono je w pierscieniowych kanalach wspólosiowo wzgledem cylindra. Ta droga zmniejszono wydatnie opory przeplywu cieczy oraz zmniejszono masy cieczy przyspieszanej przy zasilaniu lub opuszczaniu cy¬ lindra.W urzadzeniu wedlug wynalazku nie ma zasad¬ niczej róznicy miedzy wiertarka a mlotkiem. Róz¬ nica w wykonaniu tych dwóch rodzajów maszyn polega glównie na wielkosci silnika hydraulicz¬ nego. W wiertarce silnik ma za zadanie pokony¬ wanie oporów przy obrocie wiertla, a drugim za¬ daniem wymagajacym mniejszej mocy jest obra¬ canie urzadzenia sterujacego. W mlotku mecha¬ nicznym silnik ma jedynie to ostatnie zadanie.Z tego wzgledu przy doborze niskomomentowego silnika dla mlotka mozna nie kierowac sie jego sprawnoscia. Natomiast sprawnosc wysokomomen- towego silnika hydraulicznego w wiertarce sta¬ nowi wazny element ogólnej sprawnosci maszyny.Przyklad urzadzenia wedlug wynalazku wyko¬ nanego jako wiertarka jest uwidoczniony na ry¬ sunku, przedstawiajacym urzadzenie w przekroju osiowym.Bijak 1 ma osadzony lub uksztaltowany na so- 64223 4 bie tlok 2 przesuwny w cylindrze 3, który clzieli wnetrze tego cylindra na dwie powietrzne komo¬ ry 4 i 5. Wspólosiowo z cylindrem 3 jest umiesz¬ czony cylinder 6 stanowiacy komore olejowa. Oba 5 ; te cylindry 3 i 6 sa obracane silnikiem 7, a obroty cylindra 3 przenosza sie na zerdz wiertnicza 8.Cylinder, 3 jest objety cylindryczna obudowa 9 wiertarki, a cylinder 6 jest objety nieruchomym cylindrem 10 zwiazanym z obudowa 9. Przestrzen 10 miedzy cylindrem 10, a obudowa 9 o przekroju pierscieniowym jest podzielona poprzecznie na dwie czesci stanowiace kanaly 11 wlotowy i 12 wylotowy. W tych kanalach sa umieszczone hy¬ drauliczne akumulatory gazowe 13 i 14. Jeden ko- 15 niec bijaka 1 jest splaszczony w celu uderzania w zerdz 8, a drugi koniec ma ksztalt hydrodyna¬ miczny, gdyz stanowi nurnik wewnatrz cylindra 6 wypelnionego ciecza. Komory 4 i 5 sa zaopatrzone w zawory zwrotne laczace je z atmosfera. Sa one 20 ustawione wzgledem siebie przeciwlegle. Miano¬ wicie zawór 15 przy komorze 4 ma kierunek prze¬ lotu z wnetrza cylindra do atmosfery i jest umiesz¬ czony przy obwodowej scianie cylindra 6. Nato¬ miast zawór zwrotny 16 ma kierunek przeplywu 25 od atmosfery do wnetrza cylindra i znajduje sie przy czolowej scianie cylindra 6 po stronie zer¬ dzi 8.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace. Bijak 1 z tlokiem 2 stanowi mase drgajaca, której prze- 30 suwanie w kierunku zerdzi 8 powoduje sila wy- • nikajaca z dzialania cisnienia cieczy wewnatrz cylindra 6 na bijak 1. Przesuwanie bijaka w tym kierunku spreza powietrze w komorze 5, z której powietrze nie moze wyjsc, gdyz zawór zwrotny 16 35 jest zamkniety pod wplywem cisnienia. Natomiast w komorze 4 powstaje depresja. Na skutek róz¬ nicy cisnien powietrza w obu komorach przez ewentualna nieszczelnosc miedzy tlokiem 2, a cy¬ lindrem 3, przenika pewna ilosc powietrza z ko- 40 mory 5 do komory 4. Przesuwanie bijaka w prze¬ ciwnym kierunku jest wywolane sila dzialajaca na tlok 2 w wyniku sprezenia powietrza w komorze 5. Podczas przesuwania, cisnienie w komorze 5 maleje, a cisnienie w komorze 4 wzrasta. Oba za- 45 wory zwrotne zostaja otwarte i nadmiar powietrza z komory 4 uchodzi^ zas niedomiar powietrza w komorze 5 jest uzupelniany. Po przekroczeniu przez tlok 2 wylotu poprzez zawór 15 reszta powietrza pozostala w komorze 4 ulega sprezeniu, co ma na 50 celu utrzymanie w tej komorze poduszki po¬ wietrznej i niedopuszczenie do uderzenia tloka 2 w czolowa sciane cylindra 3. Mozliwosc stalego odpuszczania oraz zasysania pewnej malej ilosci powietrza zapewnia, ze wewnatrz cylindra 3 w obu 55 jego komorach stale znajduje sie ilosc powietrza wymagana do pracy, a dzieki temu bijak 1 wraz z tlokiem 2 zachowuje sie stale jako masa drga¬ jaca. Obroty cylindra 3 przenosza sie na zerdz 8 dzieki dowolnemu znanemu sprzezeniu. 60 Urzadzenie wedlug wynalazku bedace mlotkiem mechanicznym nie zostalo uwidocznione na rysun¬ ku, gdyz stanowi ono jedynie uproszczenie urza¬ dzenia przedstawionego na fig. 1. Mianowicie cy¬ linder 3 jest nieobrotowy, wobec czego stanowi 65 element obudowy 9, a silnik 7 jest mniejszy, dzie-64223 ki czemu latwiejsze jest jego umieszczenie w zwar¬ tym zespole elementów urzadzenia.Dzieki rozwiazaniu wedlug wynalazku wydajnosc energetyczna z kilograma masy wlasnej urzadzenia przewyzsza, a co najmniej dorównuje uzyskiwanej 5 w najlepszych typach urzadzen udarowych pneu¬ matycznych, zas sprawnosc energetyczna urzadze¬ nia, przewyzszajaca wielokrotnie sprawnosc urza¬ dzen pneumatycznych, odpowiada najwyzszemu poziomowi sprawnosci znanych urzadzen hydrau- 10 licznych. Wobec tego urzadzenie wedlug wynalazku pod wzgledem uzyskanych ogólnych efektów prze¬ wyzsza znane urzadzenia udarowe pneumatyczne i hydrauliczne. 15 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Hydrauliczne urzadzenie udarowe majace w kanalach wlotowym i wylotowym hydrauliczne akumulatory gazowe umieszczone bezposrednio 20 przy organie sterujacym o postaci obrotowego kurka, który jest napedzany silnikiem hydraulicz¬ nym wedlug patentu nr 55703, znamienne tym, ze ma cylinder (3) zawierajacy powietrze, podzielony tlokiem (2) bijaka (1) na dwie komory (4) i (5) zaopatrzone w zawory zwrotne (15, 16) ustawione przeciwlegle wzgledem siebie i laczace wnetrze cylindra (3) z atmosfera.

2. Hydrauliczne urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jego organ sterujacy o postaci kurka ma jako obrotowy rdzen kurka cylinder (6), którego wnetrze jest komora olejowa przeznaczona do dzialania zmiennego cisnienia oleju na bijak (1) a jako nieobrotowa obudowe kurka ma cylin¬ der (10) polaczony sztywno z obudowa (9) urza¬ dzenia, przy czym oba cylindry (6 i 10) maja otwo¬ ry tak rozmieszczone, ze przy obracaniu cylindra (6) lacza na przemian wnetrze tego cylindra z ka¬ nalami (11) wlotowym lub (12) wylotowym, w któ¬ rych umieszczone sa akumulatory gazowe (13 i 14).KI. 5 b, 3/20 64223 MKP E 21 c, 3/20 6 tO 12 \4 /3 II 15 4 e 5 8 PZG w Pab. zam. 1562-71, nakl. 250 egz. PL PL