RU1812095C

RU1812095C - Пневматическое одноударное устройство

Info

Publication number: RU1812095C
Authority: RU
Inventors: Вадим Борисович Суднишников; Виктория Владимировна Бахарева; Геннадий Георгиевич Васильев
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1991-01-21
Filing date: 1991-01-21
Publication date: 1993-04-30
Also published as: AU9151491A; WO1992012828A1

Description

Изобретение может быть использовано во всех отрасл х промышленности и предназначено дл клеймени , разметочных работ , кернени , рубки металла, пробивки отверстий в металле, резине, шифере, рубки арматуры и т.п. работ.

Цель изобретени - увеличение энергии единичного удара путем осуществлени более эффективного выхлопа.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее полый цилиндри-.

ческий корпус с впускным и выпускными каналами, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещени ударник с калиброванными канавками, установленную в корпусе соосно буксу с рабочим инструментом и пружину дл возврата ударника в исходное положение, снабжено втулкой- золотником дл перекрыти выпускных каналов водном из крайних своих положений. Втулка-золотник, размещенна внутри корпуса устройства, выполнена в виде стакана , дно которого имеет отверсти дл сообщени камеры холостого хода с дополнительной полостью, образованной между втулкой и буксой, и в центральной части дна стакана образован сквозной паз, сооеный пазу в букре и служащий дл прохода рабочегоинструмента. Такое выполнение устройства позвол ет осуществить ка- чёстёМйукэ передачу энергии, так как ударник взаимодействует непосредствен но с хвостовиком рабочего инструмента. :. Дли уменьшени усили , прикладываемого дл запуска машины, втулка-золотник может быть выполнена в виде полого стака- на с отверсти ми дл выхлопа воздуха, с цилиндрическим хвостовиком, расположён- ным коакснально сквозному пазу в буксе. : ; . Втулка-золотник Установлена снаружи корпуса,, втулка кинематически св зана с механизмом пуска, смонтированным на

корпусе устройства, ;: : .. :.. ;: . .. . Дл получени серии идентичных уда- .ров при посто нном давлении сжатого воздуха is предлагаемом .устройстве механизм пуска выполнен в виде коромысла, один из komiuB которого подпружинен относительно кефлуба, а втулка на наружной поверхности имает выступ дл взаимодействи с другим концом коромысла,

йри ейбходамости концентрации органа управлени - машиной на .огранмченно и площ&дм устройства втулка-золотник может быть выполнена в.видейа ру сного кольца с бтвёретйми дл выхлопа воздуха; и фигур-1 иой esjT-очкой,, взаимодействующей с меха- и/изшэм-тзуека, который мйжет представл ть собой кнопочное, рычажное. курковое или другое.устройство, Кро ме Тй го, пуск такого устройства может производитьс вручную .поворотом-втулки-золотника. ; При создании устройств с большой энергией удара (т.е. значительных по таба рмтам) лучше механизм пуска устройства выполнить ё виде т га, один конец которой соединен с втулкой-золотником, а другой конец соединен с курковым механизмом, размещенным в руко тке устройства. : Дл уменьшени усили , прикладывае-. мого дл запуска машины, можно втулку-золотник выполнить в виде подвижного наружного кожуха с окнами дл сообщени с атмосферой, взаимодействующего с механизмом пуска, В таком устройстве при запуске машины необходимо приложить усилие, чтобы Преодолеть лишь трение скольжени кожуха по корпусу устройства на ограничен-, ном участке площади и сопротивление возвратной пружины на малом пути. Эта схема устройства - дл машин с малой энергией единичного удара.

Подвижный кожух лучше выполнить из легкого материала, например из пластмас- сы. ...

На фиг,1 и 2 показано предложенное

устройство в продольном разрезе с втулкой- золотником, выполненной в виде полого стакана с отверсти ми Дл выхлопа воздуха и центральным отверстием,установленного внутри корпуса; на фиг.З - то же, с втулкойзолотником , выполненной в виде полого стакана с отверсти ми дл выхлопа воздуха, с цилиндрическим хвостовиком, симметричным относительно оси стакана; на фиг,4 - то же,, с втулкой-золотником, установленной

снаружи корпуса устройства, предназначенного дл получени серии идентичных ударов при посто нном давлении; на фиг.5-то же. с втулкой-золотником, установленной снаружи корпуса устройства . используемого при необходимости сконцентрировать брганы управлени машиной на ограниченном участке площади; на фиг.6 - то же, что на фиг.5. сечение; на фиг.7 - предло,женное устройство с втулкойзолотником , установленной снаружи корпу-; са устройства, предназиаченнбго дл использовани в машинах большой мощности; на фиг.8 - то же , с втулкой-золотником, расположенной снаружи корпуса устройства и выполненной в виде легкого подвижно- го кожуха. ;. .. - .

Пневматическое одноударное устрой-. ство {фиг. t) состоит из корпуса 1, внутри которого, размещены ударник 2 с калиброваннами каналами 3. пружина 4, букса 5, втулка-золотник 6 с отверсти ми 7, котора опираетс на инструмент 8. Рабочий инструмент8 закреплен гайкой 9. Ударник 2 раздел ет внутреннюю полость корпуса 1 на две

рабочие камерй: рабочего хода 10 и холо-, стого хода 1 Т. Кроме того, втулка-золотник 6 образует дополнительную полость 12, соединённую с камерой холостого хода 11 по- . Средством отверстий 7 втулки-золотника 6.

Выхлоп сжатого воздуха осуществл етс через выхлопные окна 13, выполненные в корпусе . В камеру рабочего хода 10 сжатый воздух подаетс через впускной канал 14. :.-... В устройстве, показанном на фиг.2,

втулка-золотник б выполнена с радиальными отверсти ми 15. Выхлоп сжатого воздуха из камеры холостого хода 11 осуществл етс при совмещении выхлопных окон 13 в корпусе 1 и отверстий 15 втулки-золотника

6. .; .;;... .; -:.. -; . ... . , В устройстве, изображенном на фиг.З, втулка-золотник б выполнена С хвостовиком 16 малого диаметра дл уменьшени площади поперечного сечени , на которое действует давление сжатого воздуха, что ведет к

снижению усили , прикладываемого дл запуска машины. Така конструкци устройства позвол ет использовать различные типы инструмента без герметичной посадки букса 5,- хвостовик рабочего инструмента 8. В устройствах же по фиг. 1,2 необходимо обеспечить герметичную посадку хвостовика инструмента 8 в буксе 5, но в них обеспечиваетс более качественна передача энергии, так как ударник 2 взаимодействует непосредственно с хвостовиком рабочего инструмента 8. а в устройстве по фиг.З - промежуточный элемент - хвостовик втулки-золотника 6.:

Устройство, представленное на фиг.4, снабжено втулкой-золотником 6, установленной снаружи корпуса 1, Втулка-золотник 6 выполнена с цилиндрическим выступом 17 на наружной поверхности, взаимодействующим с механизмом пуска 18. выполненным в виде коромысла. Втулка 6 перемещаетс по корпусу 1 посредством пружины 1.9. Такое выполнение устройства позвол ет получить серию идентичных ударов при посто нном давлении сжатого воздуха независимо от желани оператора.

В устройстве, показанном на фиг.5,6, втулка-золотник 6 выполнена в виде наружного кольца с выточкой 20 и отверсти ми 21, через которые осуществл етс выхлоп сжатого воздуха при совмещении их с выхлопными каналами 13. выполненными в корпусе 1 устройства. Поворот кольца может осуществл тьс вручную, руко ткой или кнопкой. На фиг,5 показан вариант кнопочного пускового механизма 22 с кнопкой 23 и роликом 24, Возврат кольца в исходное положение осуществл етс посредством возвратной пружины 25. Такое выполнение устройства позвол ет орган управлени машиной сконцентрировать на малом по длине участке, например расположить его в передней части машины, что расшир ет технологические возможности устройства.

Пневматическое одноударное устройство согласно фиг.7 снабжено наружной втулкой-золотником б, соединенной т гой 26 с пусковым механизмом 27. выполненным в виде курка. Дл удобства работы устройство снабжено руко ткой 28, Защитный кожух 29 с выхлопными окнами 30 предохран ет т гу 26 от повреждени . При сн тии нажимного усили с пускового механизма 27 втулка-золотник 6 возвращаетс в-исходное положение при помощи пружины 31. Такое выполнение устройства позвол ет сделать одноударную машину с большой энергией единичного удара. Кроме того: така схема дает возможность регулировать энергию

единичного удара в некотором диапазоне, в зависимости от желани оператора.

В устройстве, представленном на фиг.З, втулка-золотник выполнена в виде легкого 5 (из пластмассы, например) наружного кожуха 6 с выхлопными окнами 32, св занного с .. механизмом пуска 33 (например, кнопочным ). Выхлоп сжатого воздуха из камеры 11 холостого хода происходит при совмещении

0 выхлопных окон 32 кожуха с выхлопными каналами 13, выполненными в корпусе 1 устройства. При сн тии усили с механизма пуска возврат кожуха в исходное положение осуществл етс посредством пружины 34.

5 Такую схему можно использовать в небольших по габаритам (а значит и по энергии единичного удара) машинах. Дл запуска такой машины необходимо приложить усилие , чтобы преодолеть лишь трение сколь0 жени кожуха по корпусу устройства на малой площади и сопротивление возвратной пружины на малом пути.

Принцип работы пневматического од- ноударного устройства.

5 Через впускной канал 14 (фиг. 1) сжатый воздух поступает в камеру рабочего хода 10. Через калиброванные канавки 3 ударника 2 воздух попадает в камеру 11 холостого хода. Отверсти 7 втулки-золотника 6 сообщают

0 дополнительную камеру 12 с камерой 11 холостого хода. Таким образом, в камерах 10, 11 и 12 давление сжатого воздуха одинаково . Ударник 2 под действием пружины 4 находитс в крайнем верхнем положении.

5 Втулка-золотник б перекрывает выхлопные отверсти 13.. .

Дл приведени устройства в действие необходимо поджать рабочий инструмент 8 (на чертеже тип инструмента не показан) к

0 обрабатываемой поверхности в .корпусе 1 до упора. При этом рабочий инструмент 8 переместит втулку-золотник 6. котора откроет выхлопные каналы 13, произойдет резкий выхлоп сжатого воздуха из полости

5 12, а следовательно, и из камеры 11 холостого хода. Под действием сжатого воздуха со стороны камеры 10 рабочего хода ударник 2 наносит удар по хвостовой части рабочего инструмента 8, который совершает работу.

0 При этом ударник 2 сжимает пружину 4, обладающую относительно небольшой жесткостью . Вследствие малых калиброванных канавок 3 ударника 2 и кратковременности рабочего цикла утечки сжатого воздуха из

5 камеры 10 рабочего хода при пр мом ходе ударника 2 будут незначительны.

При сн тии нажимного усили рабочий инструмент 8 смещаетс вниз (по чертежу) относительно корпуса 1 устройства, втулка- золотник 6 также смещаетс вниз, перекрыва выхлопные каналы 13. Через калиброванные канавки 3 ударника 2 камера 11 холостого хода заполн етс сжатым воздухом, который попадает через отверсти 7 втулки- золотника б в дополнительную полость 12. Ударник 2 под действием пружины 4 возвращаетс в исходное положение. Дл совершени следующего рабочего цикла необходимо вновь поджать рабочий инструмент .8 к обрабатываемой поверхности.

Применение втулки-золотника 6 позвол ет осуществить более эффективный выхлоп сжатого воздуха при рабочем ходе ударника, что ведет к увеличению энергии единичного удара.

В прототипе выхлоп сжатого.воздуха осуществл етс через выхлопное отверстие , площадь которого определ етс внутренним диаметром седла клапана. Это именно та площадь, на которую действует давление сжатого воздуха. То есть уве лине- ние этой площади приведет к увеличению усили , прикладываемого дл запуска машины . ; ..

В за вл емом же устройстве выхлоп сжатого воздуха осуществл етс через выхлопные окна 13. выполненные в корпусе 1 устройства.

Устройства, представленные на фиг. 1- 3, относ тс к одноударным устройствам с бескурковым (автоматическим) пуском, в которых важное значение имеет така характеристика , как усилие, прикладываемое дл запуска машины. Так как в за вл емом устройстве (фиг. 1-3) площадь сечени выхлопных отверстий 13 не зависит от площади сечени , на которую действует давление сжатого воздуха, т.е. никак не. вли ет на усилие нажати (усилие прикладываемое дл запуска машины), то можно увеличить проходное сечение выхлопных окон 13. тем самым улучшив эффективность выхлопа, не увеличива усили , прикладываемого дл запуска машины в работу.

Кроме того, применение втулки-золотника 6 в за вл емом устройстве позвол ет снизить усилие, прикладываемое дл запуска машин с бескурковым (автоматическим) пуском, за счет уменьшени площади сечени , на которое действует давление сжатого воздуха.

Усилие, прикладываемое дл запуска машины (усилие нажати ), дл машин с бескурковым пуском (фиг. 1-3):

Р Р S, где р - давление сжатого воздуха;

S - площадь сечени , на которое действует давление сжатого воздуха.

В предлагаемом устройстве давление действует на площадь, равную площади сечени хвостовика инструмента 8 (фиг. 1,2) или хвостовика втулки-золотника 6 (фиг.З), а в прототипе давление сжатого воздуха действует на сечение, площадь которого олре- делаетс внутренним диаметром седла клапана. Причем площадь сечени хвостовика инструмента 8 или втулки-золотника 6

меньше площади сечени , определ емой внутренним диаметром седла клапана. То

0 есть усилие нажати в прототипе больше усили нажати в за вл емом устройстве. Снижение усили нажати важно при создании машин данного типа с большими энерги ми единичного удара, когда усили

5 нажати резко возрастают.

Выхлоп сжатого воздуха в устройстве по фиг,2 осуществл етс при совмещении выхлопных окон 13, выполненных в корпусе 1, с отверсти ми 15 втулки-золотника 6.

0 Выхлоп сжатого воздуха в устройстве по фиг.З осуществл етс аналогично устройству по фиг. 1,. но втулка-золотник 6 выполнена с хвостовиком дл уменьшени площади сечени , на которое действует дав5 ление сжатого воздуха.

Устройства, представленные на фиг.4- 8. относ тс к пневматическим одноударным устройствам с курковым (кнопочным) пуском.

0 Устройство по фиг.4 работает следующим образом.

Через впускной канал 14 сжатый воздух

поступает в камеру рабочего хода 10. Через

- калиброванные канавки 3 ударника 2 сжатый

5 воздух попадает в камеру холостого хода 11. Ударник 2 под действием пружины 4 находитс в крайнем верхнем (по чертежу) положении .

При нажатии на коромысло 18 буртик

0 коромысла выходит из зацеплени с цилиндрическим выступом 17 втулки 6. Втулка.6 под действием пружины 19 перемещаетс вниз (по чертежу) по контуру 1 устройства, открыва выхлопные окна 13. Давление в

5 камере 11 холостого хода резко падает. Ударник 2 под действием сжатого воздуха, в камере 10 рабочего хода перемещаетс в

крайнее нижнее положение, сжима пружи - ну 4 и нанос удар по рабочему инструменту

0 8. который совершает работу. Дл приведени устройства в исходное состо ние необходимо рукой переместить втулку 6. сжима пружину 19, до фиксации ее цилиндрического выступа 17 буртиком коромысла 18. При

5 этом втулка 6 своей внутренней поверхностью перекроет выхлопные окна 13 и отсечет камеру 11 холостого хода от атмосферы. Через канавку 3 вударнике 2 камеры 10и 11 соедин тс и давление в них выравн етс . Ударник 2 под действием пружины 4 переместитс в исходное положение. Такое выполнение устройства позвол ет осуществить эффективный выхлоп сжатого воздуха из камеры холостого хода, что приводит к повышению энергии удара устройства без увеличени его габаритов. Устройство, представленное на фиг.А, позвол ет наносить серию идентичных ударов заданной энергии..

Устройство, представленное на фиг.5,6. работает аналогичным образом. Выхлоп сжатого воздуха из камеры холостого хода осуществл етс посредством поворота втулки 6, расположенной снаружи корпуса 1 устройства, до совмещени отверстий 21 втулки б с выхлопными окнами 13, выполненными в корпусе 1. На фиг.5.6 поворот втулки 6 осуществл етс при помощи кнопочного пускового механизма 22. состо щего из подпружиненной кнопки 23 и ролика 24, взаимодействующего с выточкой 20 втулки 6. При сн тии усили нажати с кнопки 23 втулка 6 возвращаетс в исходное положение (перекрывает выхлопные окна 13) посредством возвратной пружины 25.

Пневматическое одноударное устройство , представленное на фиг.7; работает следующим образом.

Через впускной канал 14 сжатый воздух из магистрали поступает в камеру рабочего хода 10, через калиброванные канавки 3 ударника 2 сжатый воздух поступает в камеру холостого хода 11. ударник 2 под действием пружины 4 находитс в крайнем верхнем положении.

При запуске устройства (фиг.7) в работу - нажатии на курок 27. т га 26. соединенна с втулкой-золотником 6. перемещает втулку 6 вдоль корпуса 1. открыва выхлопные окна 13, выполненные в корпусе 1 Сжатый воздух из камеры холостого хода 11 попадает через окна 13 в полость, образованную защитным кожухом 29. и через выхлопные окна 30 кожуха 29 - в атмосферу. Под действием сжатого воздуха в камере рабочего хода 10 ударник 2 наносит удар по хвостовой части рабочего инструмента 8.совершающего работу. При сн тии нажимного усили с пускового устройства 27 втулка-золотник б возвращаетс в исходное положение при помощи пружины 31 и перекрывает выхлопные окна 13 в корпусе 1. ударник 2 под действием пружины 4 возвращаетс в исходное положение до повторени нового цикла.

Пневматическое одноударное устройство по фиг.8 работает следующим образом.

Через впускной канал 14 сжатый воздух поступает в камеру рабочего хода 10 и через калиброванные канавки 3 ударника 2 в камеру холостого хода 11. ударник 2 под действием пружины 4 находитс в крайнем верхнем (исходном) положении. На корпусе 1 устройства расположена втулка-золотник 6.

выполненна в виде легкого кожуха с выхлопными окнами 32, кинематически св - зан.ного с пусковым устройством 33. например кнопочным. При нажатии на кнопку 33 кожух 6 перемещаетс по корпусу 1,

0 открыва выхлопные окна 13 на корпусе 1. Сжатый воздух из камеры холостого хода 11 попадает через выхлопные окна 13 в полость , образованную кожухом 6, и через окна 32 в кожухе- в атмосферу. Под действием

5. сжатого воздуха в камере рабочего хода 10 ударник 2 наносит удар по хвостовику рабочего инструмента 8. который совершает работу . При сн тии нажимного усили с пускового механизма 33 кожух 6 под дейст0 вием пружины 34 возвращаетс в исходное положение, перекрыва окна 13 на корпусе 1. Ударник 2 под действием пружины 4 возвращаетс в исходное положение, перекрыва окна 13 на корпусе 1. Ударник 2 под

5 действием пружины 4 возвращаетс в исходное положение до повторени следующего цикла.

Claims

Формула изобретени

1. Пневматическое одноударное устрой0 ство. содержащее полый цилиндрический корпус с впускным и выпускным каналами , установленный в корпусе с возможностью осевого перемещени ударник с калиброванными канавками, установлен5 ную в корпусе соосно буксу с рабочим инструментом и пружину, установленную между буксой и ударником дл возврата ударника в исходное положение, ртличающее- с тем, что. с целью увеличени энергии

0 единичного удара, оно снабжено втулкой- золотником дл перекрыти выпускных каналов в одном из крайних своих положений, установленной на рабочем инструменте со стороны ударника и подпружиненной отно5 сительно последнего.

2. Устройство поп.1,отличающее- с тем. что оно снабжено механизмом пуска в виде двуплечего рычага,, установленного шарнирно на наружной поверхности корпу0 са, дополнительной пружиной, охватывающей корпус, втулка-золотник охватывает корпус с возможностью осевого перемещени , а дополнительна пружина одним из торцов оперта на шарнир механизма пуска,
5 а противоположным торцом оперта на втулку-золотник .

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что втулка-золотник выполнена в виде стакана с центральным отверстием и отверсти ми дл выхлопа.
4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что втулка-золотник выполнена в виде стакана или с центральным цилиндрическим выступом, или с фигурной выточкой, на его наружном торце дл взаимодействи с рабочим инструментом .
5. Устройство поп.1,отличающее- с тем, что на наружной поверхности втулки-золотника выполнены кольцевой выступ дл взаимодействи с механизмрм пуска .и радиальное отверстие дл выхлопа.
0

6. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что механизм пуска выполнен в виде курка, св занного т гой и втулкой-золотником , ...7 . Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что втулка-золотник выполнена в виде кожуха с выхлопными окнами, охватывающего корпус с возможностью осевого перемещени .
8. Устройство по п.1,отличающее с тем, что втулка-золотник выполнена из неметалла.

&

Ж. А

2.

фиг.-f