RU1789683C

RU1789683C - Hydraulic percussion device

Info

Publication number: RU1789683C
Application number: SU894770872A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Колено; Сергей Викторович Григорьев; Виктор Михайлович Пейганович; Феликс Григорьевич Резниченко; Виталий Михайлович Кучерявый
Original assignee: Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Использование: дл ударного разрушени твердых покрытий, грунтов и пород. Сущность изобретени : гидравлическое устройство ударного действи включает корпус , размещенный в корпусе боек, имеющий дополнительный шток, который образует с перемычкой корпуса рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью. Перемычка корпуса выполнена с расточкой, котора гидравлически св зана с ударной камерой гидропневматического аккумул тора и сообщена со сливной магистралью, что cnoj собствует уменьшению амплитуды колебаний давлени рабочей жидкости в ударной камере. 1 ил.Use: for impact destruction of hard coatings, soils and rocks. SUMMARY OF THE INVENTION: a hydraulic impact device includes a housing located in the body of the firing pin, having an additional rod, which forms a working chamber connected to the pressure line with the body bridge. The body jumper is made with a bore, which is hydraulically connected to the shock chamber of the hydropneumatic accumulator and is connected to the drain line, which helps to reduce the amplitude of the fluctuations in the pressure of the working fluid in the shock chamber. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к гидравлическим объемным механизмам ударного действи и может быть использовано в исполнительных органах ударных машин, примен емых в горной промышленности и строительно-дорожной технике.The invention relates to hydraulic volumetric mechanisms of impact action and can be used in actuators of percussion machines used in the mining industry and road-building machinery.

Известно гидравлическое устройство ударного действи , включающее корпус, образующий с коаксиально установленными в его полости бойком и разделительным поршнем взвод щую, рабочую и газовую камеры , золотник управлени . Целью известного изобретени вл етс повышение долговечности устройства и улучшение условий труда оператора за счет снижени передаваемых на корпус динамических нагрузок . Указанна цель достигаетс тем, что разделительный поршень выполнен с дополнительной ступенью, а корпус - с ответной этой дополнительной ступени дополнительной расточкой.A hydraulic shock device is known, including a housing, which forms a cocking, working and gas chambers, a control valve with coaxially mounted in its cavity a striking and separation piston. The aim of the known invention is to increase the durability of the device and improve the working conditions of the operator by reducing the dynamic loads transmitted to the housing. This goal is achieved by the fact that the dividing piston is made with an additional stage, and the housing with an additional bore in response to this additional stage.

К недостаткам известного устройства можно отнести следующее. В известномThe disadvantages of the known device include the following. In the famous

гидравлическом устройстве ударного действи аккумул тор энергии выполнен в виде газовой камеры, отделенной от камеры рабочего хода разделительным поршнем и штоком бойка. Причем камера рабочего хода выполнена управл емой, попеременно соедин емой с напором и сливом, Следовательно , давление жидкости в камере рабочего хода во врем работы ударного устройства будет измен тьс от минимального давлением слива до номинального рабочего давлени с большой амплитудой. При этом, как показала практика, неизбежны утечки газа из газовой камеры в жидкостную во врем перерыеой в работе и наоборот утечек жидкости из жидкостной камеры в газовую во врем работы устройства из-за значительной разности давлений сред в этих камерах, что снижает надежность работы устройства, усложн ет обслуживание вследствие необходимости пополнени утечек газа и уменьшает КПД устройства из-за снижени ударной мощно™« Х| 00The hydraulic shock device of the energy accumulator is made in the form of a gas chamber, separated from the working chamber by a separating piston and a striker rod. Moreover, the working chamber is controlled, alternately connected with the pressure and the discharge. Therefore, the fluid pressure in the working chamber during the operation of the percussion device will vary from the minimum discharge pressure to the rated working pressure with a large amplitude. In this case, as practice has shown, gas leakages from the gas chamber to the liquid are unavoidable during intermittent operation and vice versa liquid leakages from the liquid chamber to the gas during operation of the device due to the significant difference in the pressure of the media in these chambers, which reduces the reliability of the device, complicates maintenance due to the need to replenish gas leaks and reduces the efficiency of the device due to reduced shock power ™ X | 00

юYu

0000

сти. Кроме этого, резкий перепад давлени жидкости в камере рабочего хода значительно снижает жесткость гидросистемы и ухудшает ее динамические характеристики, а следовательно, снижаетс КПД и надежность ударного устройства.STI In addition, a sharp drop in the fluid pressure in the working chamber significantly reduces the rigidity of the hydraulic system and impairs its dynamic characteristics, and therefore, the efficiency and reliability of the percussion device are reduced.

Известен также гидравлический бесклапанный ударный механизм /2/, включающий корпус с поршнем-ударником со штскком и периодически сообщенными между Собой ШТОКОВОЙ И ПОрШНеВОЙ ПОЛОСТЯМИ;Also known is a hydraulic valveless percussion mechanism / 2 /, including a housing with a piston-hammer with a shtskk and periodically interconnected STOCK AND PISTON CAVITIES;

последА(Г из которых периодически сооб- щёнVc6 cэл йвнo и м gШfc tp aлью, а щтокова полость посто нно с напорной магистралью , и выполненный в виде двух частей накопитель энергии, подсоединенный к поршневой полости. Целью известного изобретени вл етс повышение КПД механизма при рабочем ходе поршн путём использовани нелинейной характеристики накопител энергии.followed by (D of which the Vc6 is periodically communicated and m Ш gfc tp a lu, and the gutter cavity is constantly with a pressure line, and made in two parts, an energy storage device connected to the piston cavity. The aim of the known invention is to increase the efficiency of the mechanism during operation the course of the piston by using the non-linear characteristic of the energy storage device.

К недостаткам известного технического решени можно отнести следующие. В вестном ударном механизме поршнева полость периодически соедин етс с напором и сливом в конечных положени х поршн - ударника, а следовательно, давление жидкости в ней ммпульсно измен етс от минимального (близкого к нулю) до номинального значени с большой амплитудой колебани , что отрицательно сказываетс на динамических характеристиках гидропривода и снижает эксплуатационную надежность устройства. Кроме этого, в известном гидравлическом ударном механизме рабочий ход поршн -ударника практически полностью осуществл етс только за счет энергии разр жающихс накопителей (аккумул торов), а гидропривод в это врем работает в холостом режиме, что снижает КПД ударного механизма.The disadvantages of the known technical solution include the following. In the known percussion mechanism of the piston cavity, it periodically connects to the pressure and discharge in the final positions of the piston - impactor, and therefore, the fluid pressure in it changes pulsed from the minimum (close to zero) to the nominal value with a large oscillation amplitude, which negatively affects dynamic characteristics of the hydraulic drive and reduces the operational reliability of the device. In addition, in the known hydraulic percussion mechanism, the stroke of the piston hammer is almost completely carried out only due to the energy of discharging accumulators (accumulators), and the hydraulic actuator is idling at this time, which reduces the efficiency of the percussion mechanism.

Данный гидравлический бесклапанный ударный механизм вл етс наиболее близким fro технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению и прин т нами за прототип.This hydraulic valveless percussion mechanism is the closest fro technical essence and the achieved result to the proposed invention and is accepted by us as a prototype.

Целью изобретени вл етс повышение эксплуатационной надежности и КПД ударного устройства.The aim of the invention is to increase the operational reliability and efficiency of the percussion device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в гидравлическом устройстве ударного действи , включающем корпус и боек со штоком , образующие ударную камеру гидропневматическогр аккумул тора и ка-, меру обратного хода, напорную и сливную магистрали, в отличие от прототипа боек выполнен с дополнительным штоком, а корпус-с перемычкой, образующими рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью , причем перемычка корпуса выполнена с расточкой, расположенной с возможностью ее гидравлической св зи с ударной ка- мерой и сообщенной cq сливной магистралью.This goal is achieved in that in a hydraulic shock device, including a body and a hammer with a rod, forming a shock chamber of a hydropneumatic accumulator and a chamber, a measure of the reverse stroke, pressure and drain lines, in contrast to the prototype of the hammer, is made with an additional rod, and the body -with a jumper forming a working chamber in communication with the pressure line, moreover, the body jumper is made with a bore, located with the possibility of its hydraulic connection with the shock chamber and the drainage master connected with cq rale.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вленное устройство отличаетс включением в конструкцию новых элементов: дополнительного штока, выполненного на бойке; перемычки,Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is distinguished by the inclusion of new elements in the design: an additional rod made on the hammer; jumpers

выполненной в корпусе; расточки, выполненной на паремычке. Указанные элементы позвол ют про вл ть за вленному устройству новые свойства, не обнаруженные у прототипа, а именно повышение КПД и эксплуатационной надежности, следовательно , за вленное соответствует критерию изобретени новизна,made in the case; boring made on a paramechka. These elements allow the inventive device to exhibit new properties not found in the prototype, namely, an increase in efficiency and operational reliability, therefore, the claimed meets the criteria of the invention novelty,

Сравнение за вленного технического решени не только с прототипом, но и сComparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with

другими известными техническими решени ми в данной области техники позволило вы вить у них признаки, отличающие за в- леннбе решение от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствииother well-known technical solutions in this technical field allowed us to identify features that distinguish the solution from the prototype in valenbe, which allows us to conclude that

за вленного решени критерию существенные отличи .The criteria for the decision are significant.

На чертеже приведена схема ударного, устройства, продольный разрез.The drawing shows a diagram of the shock device, a longitudinal section.

Гидравлическое устройство ударногоHydraulic shock device

0 действи , включающее рабочий инструмент 1, боек 2 со штоком 3 и дополнительным штоком 4, имеющим возможность осевого возвратно-поступательного перемещени в корпусе 5, в котором выполнена перемычка0 action, including the working tool 1, the striker 2 with the rod 3 and the additional rod 4, with the possibility of axial reciprocating movement in the housing 5, in which the jumper is made

5 б, охватывающа дополнительный шток, причем перемещение бойка 2 в корпусе 5 осуществл етс под действием расшир ющегос газа в газовой полости 7 аккумул тора 8 и жидкости в камерах рабочего хода 9,5 b, covering an additional stem, wherein the striker 2 is moved in the housing 5 under the action of expanding gas in the gas cavity 7 of the battery 8 and the liquid in the chambers of the working stroke 9.

0 обратного хода 10 и в ударной камере 11, отделенной от газовой полости 7 диафрагмой 12с отверсти ми 13 и упругой мембраной 14, переливную полость 15, образованную проточкой на бойке 2; рас5 пределитель 16, состо щий из плунжера 17 управлени и золотника 18, сообщающего периодически камеру 10 обратного хода с напорной 19 и сливной 20 магистрал ми, причем золотник 18 и плунжер 17 образуют0 return stroke 10 and in the shock chamber 11, separated from the gas cavity 7 by a diaphragm 12 with holes 13 and an elastic membrane 14, an overflow cavity 15 formed by a groove on the hammer 2; a distributor 16, consisting of a control plunger 17 and a spool 18, which periodically communicates a return chamber 10 with a pressure head 19 and a drain 20 lines, and the spool 18 and the plunger 17 form

0 с корпусом распределител 16 камеру 210 with distributor housing 16 chamber 21

управлени , соедин емую периодически сcontrol connected periodically to

камерой 9 рабочего хода и с переливнойcamera 9 working stroke and overflow

полостью 15, разгрузочную камеру22, соеди ненную осевым 23 и уголовыми 24 каналамиcavity 15, unloading chamber 22, connected by axial 23 and criminal 24 channels

5 золотника со сливной камерой 25, напорную камеру 26, посто нно соединенную с напорной магистралью 19, расточки напора 2.7 и слива 28, выполненные в корпусе распределител 16, корпусные расточки: перелива 29, соединенную каналом 30 с расточками5 spools with a drain chamber 25, a pressure chamber 26, permanently connected to the pressure line 19, a pressure bore 2.7 and a drain 28, made in the distributor housing 16, housing bores: overflow 29, connected by a channel 30 to the bores

27 и 28 распределител 16, сливную 31,соединенную каналом 32 со сливной магистралью 20, управлени 33, соединенную каналом 34 с камерой управлени 21 распределител , подпиточную 35, соединенную со сливной магистралью 20, напорную 36, соединенную с напорной магистралью 19, и тормозную камеру 37.27 and 28 of the distributor 16, drain 31, connected by channel 32 to the drain line 20, control 33, connected by channel 34 to the control chamber 21 of the distributor, make-up 35, connected to the drain line 20, pressure 36, connected to the pressure line 19, and the brake chamber 37.

Ударное устройство работает следующим образом,The shock device operates as follows,

В исходном положении (нагрузки на инструменте 1 нет) боек 2 должен находитс в крайнем левом положении, на чертеже представлено положение бойка после соударени с инструментом, и он может еще продвинутьс влево на величину хода инструмента , При включении гидропривода рабоча жидкость от насоса по напорной магистрали 19 подаетс в камеру 9 рабочего хода и далее по каналу 34 в камеру 21 управлени . Под действием давлени рабочей жидкости в камере 21 плунжер 17 перемещаетс совместно с золотником 18 в левое (по схеме) положение, соедин напорную камеру 26 через расточки 27 , 29 и канал 30 с переливной полостью 15 и далее через расточку 3.1 канал 32 со сливной магистралью 20. В этот период ударна камера 11 подпитываетс рабочей жидкостью из сливной магистрали 20 и давлением слива боек 2 удерживаетс в крайнем левом положении , при этом все рабочие камеры соединены со сливной магистралью 20, устройство не работает.In the initial position (there is no load on the tool 1), the hammer 2 should be in the extreme left position, the drawing shows the position of the hammer after colliding with the tool, and it can still advance to the left by the value of the tool stroke. When the hydraulic actuator is turned on, the working fluid from the pump along the pressure line 19 is supplied to the chamber 9 of the stroke and further along the channel 34 to the chamber 21 of the control. Under the action of the pressure of the working fluid in the chamber 21, the plunger 17 moves together with the valve 18 to the left (according to the diagram) position, connecting the pressure chamber 26 through the bores 27, 29 and the channel 30 with the overflow cavity 15 and then through the bore 3.1 the channel 32 with the drain line 20 During this period, the shock chamber 11 is fed with the working fluid from the drain line 20 and the drain pressure of the hammer 2 is held in the extreme left position, while all the working chambers are connected to the drain line 20, the device does not work.

Ударное устройство начинает работать при предварительном поджатии инструмента 1, который, перемеща сь, продвигает боек 2 вправо (по схеме) и перекрывает расточки 29 и 35. В результате рабоча жидкость- под давлением начинает поступать в камеру 10 обратного хода и перемещает боек 2 вправо, соверша обратный ход, во врем которого жидкость воздействует на упругую мембрану 14, сжима газ в газовой полости 7 аккумул тора 8. Боек 2, перемеща сь вправо, сначала перекрывает расточку 33, а при достижении своего крайнего положени соедин ет ее расточкой 31, при этом камера 21 управлени по каналам 32 и 34 соедин етс со сливной магистралью 20. Под действием давлени рабочей жидкости в напорной камере 26 золотник 18 перемещаетс в крайнее правое положение, при этом расточка 27 перекрываетс , а камера 10 обратного хода соедин етс со сливной магистралью 20 по каналу 30 через расточку 28 и сливную камеру 25. Боек 2 начинает рабочий ход за счет энергии, получаемой от жидкости (под давлением), поступающей по напорной магистрали 19 в камеру 9 рабочего хода. Однако большую часть энергии при рабочем ходе боек 2 получает от разр жающегос аккумул тора 8, Под действием расшир ющегос газа в газовой полости 7 5 происходит вытеснение рабочей жидкости из гидравлической полости аккумул тора в ударную камеру 11, в результате осуществл етс ускоренное движение бойка, т.е. совершаетс его рабочий ход и удар штока 3The percussion device begins to work by pre-pressing tool 1, which, moving, advances the hammer 2 to the right (according to the scheme) and blocks the bores 29 and 35. As a result, the working fluid under pressure begins to flow into the backward chamber 10 and moves the hammer 2 to the right, making a reverse stroke, during which the liquid acts on the elastic membrane 14, compressing the gas in the gas cavity 7 of the battery 8. The striker 2, moving to the right, first closes the bore 33, and when it reaches its extreme position, connects it with the bore 31, wherein the control chamber 21 is connected through the channels 32 and 34 to the drain line 20. Under the action of the pressure of the working fluid in the pressure chamber 26, the spool 18 moves to its extreme right position, while the bore 27 is closed and the backward chamber 10 is connected to the drain line 20 along the channel 30 through the bore 28 and the drain chamber 25. The striker 2 starts the working stroke due to the energy received from the liquid (under pressure) entering the pressure path 19 through the pressure line 19. However, most of the energy during the working stroke of the strikers 2 is received from the discharging accumulator 8. Under the action of the expanding gas in the gas cavity 7 5, the working fluid is displaced from the hydraulic cavity of the accumulator into the shock chamber 11, as a result of which the striker is accelerated, t .e. its working stroke and stroke of the rod 3

0 по инструменту 1.0 for instrument 1.

После того, как боек 2 начал рабочий ход, расточка 33 управлени вновь перекрываетс , а при достижении крайнего положени бойка 2 и соударени его с инструментом 1 онAfter the striker 2 has started the working stroke, the control bore 33 is again blocked, and when it reaches the extreme position of the striker 2 and its impact with the tool 1 it

5 соедин етс с камерой 9 рабочего хода, посто нно соединенной с напорной магистралью 19. В результате снова происходит переключение плунжера 17 с золотником 18, т.е. подготавливаетс очередной цикл5 is connected to the travel chamber 9, which is constantly connected to the pressure line 19. As a result, the plunger 17 again switches with the valve 18, i.e. another cycle is being prepared

0 автоматической работы ударного устройства .0 automatic operation of the percussion device.

Во врем прострела бойка это происходит при отсутствии преграды инструменту, т.е. при разрушенном грунте или сн тииDuring a lumbago, the striking occurs when there is no obstacle to the instrument, i.e. with destroyed soil or removal

5 усили поджати энерги бойка гаситс тормозной камерой 37, подвижные элементы возвращаютс в исходное положение и уст-- ройство автоматически отключаетс . В этот период времени дополнительный шток 45, the energy of the striker is extinguished by the brake chamber 37, the movable elements return to their original position and the device automatically turns off. During this time period, additional stock 4

0 бойка 2 перебегает расточку 35, выполненную на перемычке 6 корпуса, и ударна камера 11 соедин етс со сливной магистралью 20, при этом происходит подпитка или сброс лишней жидкости из ударной камеры 11, стаби5 лизиру давление жидкости в ней. Кроме того, в за вленном техническом решении камера 9 рабочего хода выполнена напорной , посто нно соединенной с напорной магистралью 19 с посто нным значением0 the striker 2 runs over the bore 35, made on the jumper 6 of the housing, and the shock chamber 11 is connected to the drain line 20, while replenishment or discharge of excess fluid from the shock chamber 11 occurs, stabilizing the fluid pressure in it. In addition, in the claimed technical solution, the chamber 9 of the working stroke is made of a pressure head, permanently connected to a pressure line 19 with a constant value

0 давлени жидкости в ней, что позволило увеличить жесткость гидросистемы и улучшить динамические характеристики гидросистемы ударного устройства за счет исключени резких колебаний давлени , что0 liquid pressure in it, which allowed to increase the rigidity of the hydraulic system and improve the dynamic characteristics of the hydraulic system of the percussion device by eliminating sharp pressure fluctuations, which

5 увеличило КПД ударного устройства и его эксплуатационную надежность.5 increased the efficiency of the percussion device and its operational reliability.

.Заполнение ударной камеры 11 жидкостью осуществл етс однократно, например на заводе-изготовителе или при. The shock chamber 11 is filled with liquid once, for example at the factory or at

0 ремонте ударного устройства, так как подпитка ударной камеры жидкостью осуществл етс автоматически во врем работы и не0 repair of the percussion device, since the shock chamber is replenished with liquid automatically during operation and does not

требует посто нного контрол .requires constant monitoring.

Claims

In addition, in the claimed shock mechanism, unlike the prototype, the stroke of the striker is carried out using the energy of the hydropneumatic accumulator discharging at that moment of time and the energy of the pressure fluid in the working chamber, which made it possible to load the device’s hydraulic drive during the entire working cycle, thereby increasing its efficiency. SUMMARY OF THE INVENTION A hydraulic shock device comprising a body and a hammer with a rod forming a shock chamber of a hydropneumatic accumulator and a reverse chamber, a pressure and drain line, which is necessary in order to increase operational reliability

and the efficiency of the device by reducing the amplitude of fluctuations in the pressure of the working fluid in the shock chamber, the firing pin is made with an additional rod, and the casing with a jumper forming a working chamber in communication with the pressure line, and the casing jumper is made with a bore located with the possibility of its hydraulic connection with shock chamber and connected to the drain line.

/ S. B 57 tuЈЈ3f5 3i 33. 9 36 J 35 & // // 7