RU2084329C1

RU2084329C1 - Air-operated hammer

Info

Publication number: RU2084329C1
Application number: RU93043178A
Authority: RU
Inventors: В.В. Аньшин; Ю.М. Вашлыков
Original assignee: Акционерное общество открытого типа Томский электромеханический завод
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; percussive tools; pneumatic picks. SUBSTANCE: air-operated hammer has housing, impact unit arranged in housing, hollow handle accommodating impact unit cup rigidly secured relative to housing, and vibration isolator in form of travel limiter, movable thrust member and system of per-tensioned springs two of which being installed in tandem at different sides of thrust member. First spring rests with its free end face against travel limiter. Free end of second spring rests on impact unit cup. Third spring of the system is installed in parallel with first one and is arranged similar to first spring. EFFECT: enhanced operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машинам ударного действия и предназначено, в первую очередь, для использования в отбойных молотках. The invention relates to impact machines and is intended primarily for use in jackhammers.

Известные ручные пневматические молотки, применяемые в практике, обладают рабочими циклами, обуславливающими при остановке и начале движения ударника в каждом цикле со стороны камер рабочего и холостого ходов пики давления воздуха значительных амплитуд. Это вызывает значительную вибрацию молотка и требует существенного увеличения силы нажатия для ее гашения. Сам процесс гашения вибрации усложняется и не дает устойчивых и надежных результатов из-за соударений подвижных деталей молотка. Known manual pneumatic hammers, used in practice, have duty cycles that determine when the drummer stops and starts to move in each cycle from the side of the working and idle chambers, air pressure peaks of significant amplitudes. This causes a significant vibration of the hammer and requires a significant increase in pressure to extinguish it. The process of damping the vibration itself is complicated and does not give stable and reliable results due to the collisions of the moving parts of the hammer.

Известен пневматический молоток (см. например, а.с. СССР N 163998, кл. B 25 D, 17/24, 1963), включающий ударный узел, рукоятку и размещенный между ними виброизолятор, содержащий по меньшей мере две предварительно напряженные, установленные последовательно пружины. Данное техническое решение принято в качестве прототипа. A pneumatic hammer is known (see, for example, AS USSR N 163998, class B 25 D, 17/24, 1963), including a shock assembly, a handle and a vibration isolator located between them, containing at least two prestressed, mounted in series springs. This technical solution was made as a prototype.

Основным недостатком прототипа является то, что виброизолятор выполнен в виде пакета пружин и при увеличении его жесткости при сжатии пружин пакета эффективность виброизоляции существенно снижается. При этом компенсация воздействие ударных импульсов, воспринимаемых пакетом пружин большей жесткости, нарушается, что дополнительно ухудшает эффект виброизоляции рукоятки молотка. К недостаткам конструкции прототипа необходимо отнести также и то, что пакет пружин не исключает перекосов пружин и разделяющих их шайб, а следовательно, ухудшает условия работы пакета виброизолятора и снижает вибробезопасность в целом. The main disadvantage of the prototype is that the vibration isolator is made in the form of a package of springs and with increasing stiffness when compressing the package springs, the effectiveness of vibration isolation is significantly reduced. In this case, the compensation for the impact of shock pulses perceived by a package of springs of greater stiffness is violated, which further worsens the effect of vibration isolation of the hammer handle. The disadvantages of the design of the prototype must also include the fact that the package of springs does not exclude distortions of the springs and the washers separating them, and therefore, worsens the working conditions of the package of the vibration isolator and reduces vibration safety in general.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности виброзащиты пневматического молотка. The aim of the proposed technical solution is to increase the reliability of vibration protection of a pneumatic hammer.

Пример исполнения предлагаемого пневматического молотка с виброизолятором представлен на фиг. 1 с продольным разрезом и частичным вырывом. На фиг. 2 представлен вариант конструктивного исполнения виброизолятора с установкой противоударной пружины между подвижным упорным элементом и ограничителем его хода. Обозначение одноименных деталей на всех чертежах приняты одинаковыми. An example of the proposed pneumatic hammer with a vibration isolator is shown in FIG. 1 with a longitudinal section and a partial tear. In FIG. 2 presents a variant of the design of the vibration isolator with the installation of a shock spring between the movable thrust element and the limiter of its stroke. The designation of the same parts in all the drawings are the same.

Пневматический молоток содержит ударный узел, включающий корпус 1 с центральным каналом 2 и размещенным в нем ударником, воздухораспределительным устройством 3, жестко закрепленным стаканом 4 относительно корпуса 1. На стакане 4 с возможностью скольжения установлена рукоятка 5, перемещение которой ограничено футоркой 6, ввернутой в стакан 4, и предназначенный для подключения воздухоподводящего шланга. В осевом канале стакана 4 скользяще установлен пусковой клапан 7 с радиальной проточкой 8 и уплотняющим концом 9. В стакане 4 выполнен также подводящий канал 10, сообщающийся через футорку 6, с сетью сжатого воздуха, отводящий канал 11, который подходит к воздухораспределительному устройству 3. В полости рукоятки 5 между ее крышкой и стаканом 4 размещен виброизолятор, включающий пружины 12 и 13, разделенные подвижным упорным элементом 14, который упирается в неподвижный ограничитель 15, выполненный в виде кольца, защемленного в стенках рукоятки со стороны стакана 4 (см. фиг. 1) или со стороны крышки рукоятки (см. фиг. 2). Опирание элемента 14 на ограничитель 15 осуществляется посредством противоударной пружины 16. Пружина 12 размещена непосредственно в полости рукоятки 5 и поджата с помощью упорного элемента 14, ход которого ограничен без жестких контактных соударений с неподвижным ограничителем 15. На фиг. 1 со стороны крышки рукоятки 5 пружина 13 упирается в элемент 15, а на фиг. 2 пружина 13 упирается в элемент 14 со стороны стакана 4. Пружины 12, 13 и 16 устанавливаются с предварительным напряжением (усилием), воспринимаемым виброизолятором, настроенным на номинальную силу нажатия на рукоятку и молоток в заданных условиях работы с учетом приемлемости силы включения пускового клапана 7. The pneumatic hammer contains a shock assembly, comprising a housing 1 with a central channel 2 and a drummer located therein, an air distribution device 3, a rigidly fixed glass 4 relative to the housing 1. A handle 5 is mounted on the glass 4 with a sliding possibility, the movement of which is limited by a foot 6 screwed into the glass 4, and designed to connect the air inlet hose. In the axial channel of the cup 4, a starting valve 7 with a radial groove 8 and a sealing end 9 is slidably mounted. In the cup 4, there is also a supply channel 10 communicating through the foot 6 with a compressed air network, a discharge channel 11 that is suitable for the air distribution device 3. B the cavity of the handle 5 between its cover and the glass 4 is placed a vibration isolator, including springs 12 and 13, separated by a movable thrust element 14, which abuts against a stationary stopper 15, made in the form of a ring pinched in the walls of the handle with st Orons of glass 4 (see Fig. 1) or from the side of the handle cover (see Fig. 2). The element 14 is supported by the stopper 15 by means of a shock spring 16. The spring 12 is placed directly in the cavity of the handle 5 and is preloaded by the stop element 14, the stroke of which is limited without hard contact collisions with the fixed stopper 15. In FIG. 1, from the side of the handle cover 5, the spring 13 abuts against the element 15, and in FIG. 2, the spring 13 abuts against the element 14 from the side of the cup 4. The springs 12, 13 and 16 are installed with a preliminary voltage (force) perceived by the vibration isolator, configured for the nominal force of pressing the handle and hammer in the given operating conditions, taking into account the acceptability of the start-up valve switching force 7 .

Пневматический молоток работает следующим образом. Air hammer works as follows.

В положениях, изображенных на фиг. 1 и 2, рукоятка 5 поддерживается пружинами 12, 13, виброизолятором и противоударной пружиной 16 в крайнем исходном положении. Уплотняющий конус 9 клапана 7 находится в соприкосновении с кольцевой торцевой поверхностью отводящего канала 11 стакана 4 за счет поджатия клапана 7 давлением сжатого воздуха и разобщает подводящий канал 10 и отводящий канал 11. При нажатии на рукоятку 5 с усилием, превышающим необходимые для включения, сжимаются пружины 13 и 16 (см. фиг. 1) или пружина 13 (см. фиг. 2) и рукоятка перемещается по стакану воздухораспределительного устройства 3. При этом упорный элемент 14 удерживается от перемещения усилием сжатого воздуха со стороны клапана 7 и пружины 12, расположенной между стаканом 4 и упорным элементом 14. При последующем нажатии на рукоятку 5 будут сжиматься пружина 13 (см. фиг. 1) или пружины 12, 16 (см. фиг. 2) и за счет нажатия упорного элемента 14 на клапан 7 будут его перемещать. При этом уплотняющий конус 9 разуплотняет кольцевой осевой канал стакана 4 и сжатый воздух, подводимый посредством футорки 6 по каналу 10, кольцевую выточку 8 клапана 7 и отводящий канал 11, поступает к воздухораспределительному устройству 3 и в зависимости от положения распределителя и ударника (на чертеже не показаны) поступает в канал 2 корпуса 1 и осуществляет запуск молотка в работу. В описанном положении подвижный упорный элемент 14 остается опертым на ограничитель 15 посредством противоударной пружины 16 (см. фиг. 1, 2), а пружина 12 не испытывает деформаций, поскольку предварительно поджата усилием, создаваемым пружинами 13 и 16. In the positions depicted in FIG. 1 and 2, the handle 5 is supported by springs 12, 13, a vibration isolator and a shockproof spring 16 in its extreme initial position. The sealing cone 9 of the valve 7 is in contact with the annular end surface of the outlet channel 11 of the cup 4 by compressing the valve 7 with compressed air pressure and disconnects the inlet channel 10 and the outlet channel 11. When pressing the handle 5 with a force exceeding the required for inclusion, the springs are compressed 13 and 16 (see Fig. 1) or a spring 13 (see Fig. 2) and the handle moves along the glass of the air distribution device 3. In this case, the thrust element 14 is kept from moving by compressed air from the side of the valve 7 and spring 1 2 located between the cup 4 and the stop element 14. Upon subsequent pressing on the handle 5, the spring 13 (see Fig. 1) or the springs 12, 16 (see Fig. 2) will be compressed and by pressing the stop element 14 on the valve 7 will move him. In this case, the sealing cone 9 decompresses the annular axial channel of the cup 4 and the compressed air supplied by the foot 6 along the channel 10, the annular recess 8 of the valve 7 and the exhaust channel 11, enters the air distribution device 3 and, depending on the position of the distributor and the hammer (in the drawing, shown) enters the channel 2 of the housing 1 and launches the hammer into operation. In the described position, the movable thrust element 14 remains supported on the stopper 15 by means of the shock spring 16 (see Fig. 1, 2), and the spring 12 does not undergo deformation, since it is preloaded by the force generated by the springs 13 and 16.

После выхода молотка на номинальный режим для заданных условий работы возрастает необходимая сила нажатия на упорный элемент 15 и происходит дальнейшее сжатие пружин 12, 13 и 16, чем снижается общая жесткость всего пакета виброизолятора при наиболее сжатой (с наиболее выбранным ходом витков) пружины 13. Оставаясь наиболее сжатой, пружина 13 обусловит перемещение упорного элемента 14, который, однако, имеет не жесткое опирание на ограничитель 15, даже если элемент 14 будет иметь значительное перемещение, это исключит жесткую посадку элемента 14 на ограничитель 15 и позволит всем элементам виброизолятора работать в "плавающем" безударном режиме, это, в свою очередь, обеспечит плавные саморегулируемые переходные процессы в режимах работы внутри виброзащитной системы и на выходе на рукоятке 5. Таким образом, на номинальном режиме работы виброизолятора, а также на переходных его режимах за счет снижения жесткости и отсутствия соударений обеспечивается эффективное снижение вибрации, передаваемой на рукоятку 5. Кроме того, за счет конструктивной "плавающей" развязки жесткостей пружин и самонастройки при переходных режимах снижается вероятность перекосов и появления нежелательного трения в системе виброизолятора, что также повышает ее надежность, а также надежность молотка в целом. After the hammer reaches the nominal mode for the given operating conditions, the necessary pressing force on the thrust element 15 increases and the springs 12, 13 and 16 are further compressed, which reduces the total stiffness of the entire package of the vibration isolator with the most compressed (with the most chosen turn of the coil) springs 13. Remaining the most compressed, the spring 13 will cause the movement of the thrust element 14, which, however, is not rigidly supported by the stopper 15, even if the element 14 will have a significant movement, this will exclude a rigid fit of the element 14 on the spreader 15 and will allow all the elements of the vibration isolator to work in a "floating" shock-free mode, this, in turn, will provide smooth self-regulating transients in the operating modes inside the vibration protection system and at the output on the handle 5. Thus, at the nominal operating mode of the vibration isolator, as well as in its transitional regimes, due to the reduction of stiffness and the absence of collisions, an effective reduction of vibration transmitted to the handle 5 is provided. In addition, due to the constructive "floating" decoupling of the stiffness of the springs and ca onastroyki when transients and reduces the likelihood of occurrence of undesirable distortions in the vibration isolator system friction, which also increases its reliability, and the reliability of the hammer as a whole.

В предложенном конструктивном решении развязки жесткостей пружин они работают совместно без выключений из работы любой из пружин, то есть происходит постоянное перераспределение жесткостей и амплитуд колебаний между элементами, предотвращая выход в резонанс, что исключает потерю устойчивости какого-либо элемента и повышает надежность виброзащиты молотка. In the proposed constructive solution for decoupling the stiffness of the springs, they work together without shutting down any of the springs, that is, there is a constant redistribution of stiffness and vibration amplitudes between the elements, preventing them from reaching resonance, which eliminates the loss of stability of any element and increases the reliability of vibration protection of the hammer.

Claims

A pneumatic hammer containing a housing, an impact assembly located therein, a hollow handle, in the cavity of which an impact assembly housing rigidly mounted relative to the housing and a vibration isolator in the form of a travel stop, a movable thrust element and a system of prestressed springs, at least two of which are installed in series and placed on opposite sides of the movable thrust element, the first of which is supported by a free end on a travel stop, characterized in that the free end of the second spring is supported on the glass of the shock assembly, and the third of the spring system is installed parallel to the first and placed similarly to it.