RU17882U1

RU17882U1 - HYDRAULIC SHOCK DEVICE

Info

Publication number: RU17882U1
Application number: RU2001102828/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Гуцул; А.Н. Турбин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Строй РЕКОН-2000"
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2001-05-10

Abstract

1. Гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус с рукояткой, размещенные в корпусе рабочий инструмент, поршень-боек и плунжер рабочего хода, отличающееся тем, что массы рабочего инструмента, поршня-бойка и плунжера рабочего хода связаны между собой следующими соотношениями: m= (2,4...3,1)m; m=(2,4...3,1)m, где m- масса рабочего инструмента, m- масса поршня-бойка; m- масса плунжера рабочего хода.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхности поршня-бойка и плунжера рабочего хода покрыты антифрикционным составом.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сопряжение поршня-бойка с корпусом включает в себя два уплотнения и расположенную между ними камеру, выполненную в корпусе и сообщенную со сливом.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сопряжение дополнительно включает в себя грязесъемник, размещенный со стороны рабочего инструмента.1. A hydraulic shock device comprising a housing with a handle, a working tool placed in the housing, a striking piston and a stroke plunger, characterized in that the masses of the working tool, the striking piston and the stroke plunger are interconnected by the following relations: m = ( 2.4 ... 3.1) m; m = (2,4 ... 3,1) m, where m is the mass of the working tool, m is the mass of the striking piston; m is the mass of the plunger of the stroke. 2. The device according to claim 1, characterized in that the surfaces of the piston striker and the plunger of the stroke are coated with an antifriction composition. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the pairing of the piston striker with the housing includes two seals and a chamber located between them, made in the housing and communicated with a drain. The device according to claim 3, characterized in that the interface further includes a wiper located on the side of the working tool.

Description

20011028282001102828

liintmippppp в 25 D 9/00 liintmippppp at 25 D 9/00

Гидравлическое устройство ударного действияHydraulic shock device

Полезная модель относится к гидравлическим устройствам ударного действия и может быть использовано в отбойных молотках и перфораторах.The utility model relates to hydraulic shock devices and can be used in jack hammers and perforators.

В настоящее время известны гидравлические ударные устройства, особенностью которых является выполнение системы распределения потока рабочей жидкости для совершения возвратно-поступательного движения промежуточной массы, наносящей удар по инструменту выполняющего работу, (например, устройство по авторскому свидетельству СССР JVa 1692072, кл. В 25 D 9/00 от 23. 07. 1992 года), содержащие размещенные в корпусе ударный механизм, золотниковое распределительное устройство, рукоятку.Currently, hydraulic percussion devices are known, the peculiarity of which is the implementation of a system for distributing the flow of working fluid for reciprocating the intermediate mass, striking a tool performing work (for example, a device according to the copyright certificate of the USSR JVa 1692072, class B 25 D 9 / 00 from 23. 07. 1992), containing the percussion mechanism located in the housing, a spool distribution device, a handle.

Наиболее близким к предложенному является гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус с рукояткой, золотниковый распределитель, размещенные в корпусе рабочий инструмент, поршень-боек и плунжер рабочего хода (патент RU № 2149751, кл. В 25 D 9/00, 27.05.2000)/Closest to the proposed is a hydraulic shock device containing a housing with a handle, a spool valve, a working tool placed in the housing, a piston-striker and a working plunger (patent RU No. 2149751, CL 25 D 9/00, 05.27.2000) /

Недостатками известных устройств являются незначите. коэффициент полезного действия гидравлического ударного устройства, а также утечки рабочей жидкости из ударного механизма.The disadvantages of the known devices are insignificant. the efficiency of the hydraulic impact device, as well as the leakage of the working fluid from the impact mechanism.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в увеличении энергии единичного удара гидроустройства, увеличение его коэффициента полезного действия и снижение утечки рабочей жидкости.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the energy of a single impact of a hydraulic device, increase its efficiency and reduce leakage of the working fluid.

Кроме того, предлагаемая полезная модель позволит уменьшить нагрев корпуса гидроударного устройства и рабочей жидкости вследствие более эффективного использования подводимой энергии источника питания, что позволит улучшить условия теплового баланса гидросистемы источника питания.In addition, the proposed utility model will reduce the heating of the body of the hydraulic shock device and the working fluid due to more efficient use of the supplied energy of the power source, which will improve the thermal balance of the hydraulic system of the power source.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в гидравлическом устройстве ударного действия, содержащем корпус с рукояткой, золотниковый распределитель, размещенные в корпусе рабочий инструмент, поршеньбоек, плунжер рабочего хода, массы размещенных в корпусе элементов связаны между собой следующими соотношениями: т2 (2,4...3,l)mi; шз (2,4...3,1)т2, где mi масса рабочего инструмента, шз - масса поршня-бойка; шз - масса плунжера рабочего хода.The specified technical result is achieved due to the fact that in a hydraulic shock device containing a housing with a handle, a spool valve, a working tool placed in the housing, a piston holder, a working plunger, the masses of elements placed in the housing are interconnected by the following ratios: t2 (2, 4 ... 3, l) mi; shz (2.4 ... 3.1) t2, where mi is the mass of the working tool, shz is the mass of the striking piston; shz - mass of the plunger of the stroke.

Уменьшение утечек рабочей жидкости может быть достигнуто путем использования системы уплотнений между корпусом и поршнем-бойком, включающей в себя два уплотнения и расположенную между ними выполненнз ю в корпусе камеру, сообщенную со сливом, а также размещенный со стороны рабочего инструмента грязесъемник.Reducing the leakage of the working fluid can be achieved by using a sealing system between the housing and the piston-striker, which includes two seals and a chamber located in between, connected to the drain, as well as a wiper located on the side of the working tool.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана принципиальная схема гидроустройства; на фиг.2 конструктивное выполнение уплотнительного узла ударного механизма.Figure 1 shows a schematic diagram of a hydraulic device; figure 2 structural embodiment of the sealing assembly of the shock mechanism.

Гидравлическое устройство ударного действия включает в себя корпус 1, рабочий инструмент 2, поршень-боек 3, плунжер 4 рабочего хода, золотниковый распределитель 5 с золотником 6. На фиг. 1 использованы следующие обозначения: FH усилие нажатия; Квс - вспомогательная камера, Крх - камера рабочего хода, Ку - камера управления, ICox - камера обратного хода, Н - напор, С - слив. Key - камера соударения, УН - нижнее уплотнение, Кму - межуплотнительная камера, Ув - верхнее уплотнение, Кс - канал слива, Кн - канал напора. Кус - канал управления слива. Кун - канал управления напора, Г - грязесъемник.The hydraulic impact device includes a housing 1, a working tool 2, a piston-striker 3, a plunger 4 of a stroke, a spool valve 5 with a spool 6. In FIG. 1 the following notation is used: FH pressing force; Kvs - auxiliary chamber, Krh - travel chamber, Ku - control chamber, ICox - reverse chamber, N - pressure, C - discharge. Key - collision chamber, CN - lower seal, Kmu - inter-seal chamber, UV - upper seal, Kc - discharge channel, Kn - pressure channel. Kus is a drain control channel. Kun - pressure control channel, G - wiper.

Гидроустройство работает следующим образом. Ударный механизм, состоящий из породоразрушающего инструмента 2 с массой mi, поршня-бойка 3 массой шз и плунжера 4 рабочего хода массой шз, приводится в действие под воздействием давления рабочей жидкости.The hydraulic device works as follows. The percussion mechanism, consisting of a rock cutting tool 2 with a mass mi, a piston-striker 3 with a mass ss and a plunger 4 with a working stroke with a mass ss, is driven by the pressure of the working fluid.

При этом в условии отсутствия усилия нажатия Рц О (фиг.1 а), рабочая жидкость через золотниковый распределитель 5 поступает в камеру Крх рабочего хода и воздействует на плунжер 4 рабочего хода и в связи с отсутствием сопротивления со стороны камеры Кох обратного хода перемещает его с поршнем-бойком 3 в крайнее левое положение. При этом канал управления Ку соединяется с камерой Крх рабочего хода, рабочая жидкость поступает в канал управления и воздействует на плунжер и золотник в золотниковом распределительном устройстве 5, которое перемещается в крайнее левое положение, и рабочая жидкость через золотник и вспомогательную камеру Квс поступает на слив.In this case, in the absence of pressure pressing Pc O (Fig. 1 a), the working fluid through the spool valve 5 enters the chamber Krx of the working stroke and acts on the plunger 4 of the working stroke and due to the lack of resistance from the side of the chamber Koch backstroke moves it with piston-striking 3 to the left. At the same time, the control channel Ku is connected to the working stroke chamber Krp, the working fluid enters the control channel and acts on the plunger and spool in the spool switch 5, which moves to the leftmost position, and the working fluid flows through the spool and auxiliary chamber Kvs to the drain.

При приложении к рукоятке усилия нажатия FH О (фиг. 16), хвостовик породоразрушающего инструмента 2 перемещает поршень-боек 3 вправо, который своей поршневой частью перекрывает поступление потока рабочей жидкости во вспомогательную камеру Квс. Рабочая жидкость под давлением поступает в камеру обратного хода Кох и за счет разности площадей Кох и Крх поршень-боек 3 и плунжер 4 рабочего хода начинают совершать обратный ход вправо. Обратный ход совершаетсяWhen a pressing force FH О is applied to the handle (Fig. 16), the shank of the rock cutting tool 2 moves the piston-striker 3 to the right, which with its piston part blocks the flow of the working fluid into the auxiliary chamber Kvs. The working fluid under pressure enters the Koch return chamber and, due to the difference in the Koch and Cx areas, the piston-striker 3 and the working stroke plunger 4 begin to reverse to the right. Reverse is in progress

до тех пор, пока управляющая часть плунжера 4 рабочего хода не соединит камеру управления Ку через канал управления и вспомогательную камеру со сливом, что вызовет перемещение плунжера и золотника в золотниковом распределителе 5 в крайнее правое положение и соединит камеру обратного хода Кох со сливом. Начинается рабочий ход.until the control part of the working plunger 4 connects the control chamber Ku through the control channel and the auxiliary chamber with a drain, which causes the plunger and spool in the spool valve 5 to move to the extreme right position and connect the Koch back-up chamber to the drain. The working course begins.

Рабочий ход совершается под воздействием рабочей жидкости, поступающей в камеру рабочего хода Крх до соударения порщня-бойка 3 по хвостовику инструмента 3 (фиг.1в). При этом канал управления Ку соединится с камерой рабочего хода Крх, рабочая жидкость начнет поступать в камеру управления Ку и, воздействуя на плунжер и золотник в золотниковом распределителе 5, переводит их в крайнее левое положение. Рабочая жидкость через золотник управления начнет поступать в камеру обратного хода Кох и вызовет обратный ход поршня-бойка 3. Далее цикл повторяется.The working stroke is made under the influence of the working fluid entering the Krch working chamber before the collision of the striker 3 along the tool shank 3 (Fig. 1c). In this case, the control channel Ku will connect to the travel chamber Krx, the working fluid will begin to flow into the control chamber Ku and, acting on the plunger and spool in the spool valve 5, translates them to the leftmost position. The working fluid through the control valve starts to flow into the Koch return chamber and causes the piston-striker 3 to reverse. Then the cycle repeats.

Особенностью данной конструкции является то, что породоразрушающий инструмент 2 с массой mi является стандартным изделием и применяется ко всем типам отбойных молотков, независимо от их типа привода, т.е. mi const. По инструменту 2 с массой mi наносятся удары поршня-бойка 3 массой т2 и плунжера 4 рабочего хода массой тз. Результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследований показали, что при условии, когда та (2,4...3,l)mi, а Шз (2,4...3,1)т2, происходит увеличение энергии единичного удара на 30-35%, а КПД увеличивается с 20% до 55%, что позволит существенно повысить эффективность применения гидроударного устройства.A feature of this design is that rock cutting tool 2 with mass mi is a standard product and applies to all types of jack hammers, regardless of their type of drive, i.e. mi const. An instrument 2 with a mass mi is hit by a piston-striker 3 with a mass of t2 and a plunger 4 of a stroke with a mass of TK. The results of theoretical calculations and experimental studies have shown that, provided that ta (2.4 ... 3, l) mi, and Ш3 (2.4 ... 3.1) m2, the energy of a single impact increases by 30 35%, and the efficiency increases from 20% to 55%, which will significantly increase the efficiency of the use of hydropercussion devices.

Анализ существующих конструкций гидроустройств позволил сделать вьшод, что составные массы ударных механизмов в них не подчинены закономерности распределения масс 1 к 3.An analysis of the existing structures of hydraulic devices made it possible to conclude that the composite masses of the shock mechanisms in them are not subordinate to the laws of mass distribution 1 to 3.

С целью снижения сил трения и повышения механического КПД поверхности трения поршень-боек 3, плунжер 4 рабочего хода, плунжер управления и золотник распределителя 5 покрыты антифрикционным составом газопламенным способом, что также привело к увеличению ресурса пар трения.In order to reduce the friction forces and increase the mechanical efficiency of the friction surface of the piston-striker 3, the plunger 4 of the stroke, the control plunger and the spool of the distributor 5 are coated with a flame-retardant composition, which also led to an increase in the resource of the friction pairs.

Па фиг. 2 показана конструктивная доработка уплотнительного узла поршнябойка 3 и проставки, которая позволит существенно снизить утечки рабочей жидкости в ударном механизме.Pa fig. 2 shows the structural refinement of the sealing assembly of the piston hammer 3 and the spacer, which will significantly reduce the leakage of the working fluid in the shock mechanism.

При обратном ходе поршня-бойка 3 в камере обратного хода Кох образуется номинальное давление рабочей жидкости, а при рабочем ходе поршня-бойка 3 в камере обратного хода Кох образуется давление рабочей жидкости, превышающее давление слива.During the reverse stroke of the piston-hammer 3 in the Koch return chamber, the nominal pressure of the working fluid is formed, and during the working stroke of the piston-hammer 3 in the Koch return chamber, the working fluid pressure exceeds the discharge pressure.

При большей частоте движения поршня-бойка и скорости движения (до 12 м/с), а также некачественных уплотнителях Ун и Ув происходит утечка рабочей жидкости и ее накапливание в камере соударения Key, что приводит к снижению энергетических показателей и утечке рабочей жидкости по хвостовику инструмента на разрабатываемый материал. С целью исключения (снижения ) утечек рабочей жидкости из ударного механизма предлагается между верхним и нижним уплотнителями Ув и Ун проточить канавку, которая образует межуплотнительную камеру Кму с дренажем, по которой рабочая жрщкость уходит в канал слива.At a higher frequency of movement of the piston-striker and speed of movement (up to 12 m / s), as well as low-quality seals Un and Uv, the fluid leaks and accumulates in the Key impact chamber, which leads to a decrease in energy performance and leakage of the working fluid along the tool shank on the developed material. In order to eliminate (reduce) leakages of the working fluid from the percussion mechanism, it is proposed to groove a groove between the upper and lower seals Uv and Un, which forms the Kmu inter-seal chamber with drainage, through which the working fluid flows into the drain channel.

Применение в существующих конструкциях гидроустройств эластомерных манжет не обеспечивает герметичность при возвратно-постзшательном движении с большой скоростью движения и частотой. Взамен эластомерных уплотнительных манжет предлагается применить комбинированные уплотнительные кольца с поджимным резиновым кольцом. Материал уплотнительного кольца - композитный фторопласт с высокими антифрикционными свойствами и износостойкостью. Соответственно, для установки этих уплотнений изменена конструкция канавок просгавки (рабочего цилиндра). С целью исключения попадания абразивных частиц на трущиеся поверхности поршня-бойка и просгавки (рабочего цилиндра) и снижения износа уплотнительных колец в конструкции просгавки предусмотрена дополнительная канавка для установки грязесъемника.The use of elastomeric cuffs in existing hydraulic structures does not provide tightness during reciprocating movement with high speed and frequency. Instead of elastomeric sealing cuffs, it is proposed to use combined sealing rings with a compression rubber ring. The material of the o-ring is a composite fluoroplastic with high antifriction properties and wear resistance. Accordingly, to install these seals, the design of the grooves of the groove (working cylinder) was changed. In order to prevent the abrasive particles from getting on the rubbing surfaces of the piston-hammer and the groove (working cylinder) and to reduce the wear of the sealing rings in the groove design, an additional groove is provided for installing the wiper.

Claims

1. A hydraulic shock device comprising a housing with a handle, a working tool placed in the housing, a striking piston and a stroke plunger, characterized in that the masses of the working tool, the striking piston and the stroke plunger are interconnected by the following ratios: m ₂ = (2.4 ... 3.1) m ₁ ; m ₃ = (2.4 ... 3.1) m ₂ , where m ₁ is the mass of the working tool, m ₂ is the mass of the striking piston; m ₃ is the mass of the plunger of the stroke.

2. The device according to claim 1, characterized in that the surfaces of the piston striker and the plunger of the stroke are coated with an antifriction compound.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the pairing of the piston striker with the housing includes two seals and a chamber located between them, made in the housing and communicated with a drain.

4. The device according to p. 3, characterized in that the pairing further includes a wiper located on the side of the working tool.