RU2143072C1

RU2143072C1 - Hydraulic percussive mechanism

Info

Publication number: RU2143072C1
Application number: RU99108246A
Authority: RU
Inventors: В.П. Недиков
Original assignee: Недиков Владимир Петрович
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: percussive mechanisms applicable in machines for working of rocks, frozen grounds in mining and construction industries. SUBSTANCE: hydraulic percussive mechanism includes body with gas energy accumulator, cocking chamber accommodating striker with head and rod, and stepped valve pressed by flexible energy accumulator. Striker has supports on body which are located on both sides of head which in striker motion to perform percussive forms slot throttle together with body in lower part of cocking chamber. Outer surface of valve and inner surface of body form overflowing cavity which is periodically communicated with cocking chamber through channels and cavity located above valve. Overflowing cavity is constantly communicated with return main line. Valve is mounted in body for periodic closing of return main line to cutoff upper part of overflowing cavity and to transform it into pressure cavity which is connected through channels with cavity located under valve. Cocking chamber is constantly connected with pressure main line. Striker rod is hollow. EFFECT: increased reliability of mechanism operation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ударным механизмам, которые могут быть использованы в машинах для разработки скальных пород и мерзлых грунтов в горной и строительной промышленностях. The invention relates to percussion mechanisms that can be used in machines for the development of rock and frozen soils in the mining and construction industries.

Известен гидравлический ударный механизм, кинематическая схема которого предусматривает последовательное расположение в корпусе клапана, бойка и инструмента. Механизм содержит корпус со взводящей камерой, в которой расположен боек и ступенчатый клапан, образующий своей наружной поверхностью и корпусом механизма переливную полость, периодически сообщающуюся со сливной магистралью посредством распределителя. Распределитель выполнен в виде вентиля с плунжерным затвором и управляющей полости, которая периодически сообщается со сливной магистралью и взводящей камерой [1]. A hydraulic shock mechanism is known, the kinematic scheme of which provides a sequential arrangement in the valve body, hammer and tool. The mechanism comprises a housing with a cocking chamber, in which the firing pin and a step valve are located, forming an overflow cavity with its outer surface and the mechanism housing, periodically communicating with the drain line via a distributor. The distributor is made in the form of a valve with a plunger lock and a control cavity, which periodically communicates with a drain line and a cocking chamber [1].

Недостатком этого механизма является то, что для разъединения клапана и бойка механизм содержит распределитель и систему каналов подвода рабочей жидкости. Это усложняет конструкцию механизма, повышает трудоемкость изготовления и снижает эксплуатационную надежность механизма. The disadvantage of this mechanism is that to separate the valve and the striker, the mechanism contains a distributor and a system of channels for supplying working fluid. This complicates the design of the mechanism, increases the complexity of manufacturing and reduces the operational reliability of the mechanism.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический механизм ударного действия, кинематическая схема которого предусматривает последовательное расположение в корпусе подвижных звеньев, содержащий корпус с газовым аккумулятором энергии и взводящую камеру, в которой расположен боек с головкой и ступенчатый клапан, образующий своей наружной поверхностью и корпусом переливную полость, периодически связанную с взводящей камерой. На внутренней поверхности корпуса в верхней части переливной полости выполнены канавки, образующие своей поверхностью и ступенчатым клапаном щель в виде лабиринта, при этом ступенчатый клапан установлен в корпусе с возможностью периодического перекрытия указанного лабиринта и образованием напорной полости. Внутренней поверхностью ступенчатого клапана и головкой бойка образована подклапанная полость, имеющая возможность сообщаться с напорной полостью. Переливная полость постоянно сообщена со сливной магистралью, а взводящая камеры - с напорной магистралью [2]. The closest solution to the technical nature and the achieved result is a hydraulic shock mechanism, the kinematic scheme of which provides for the sequential arrangement of movable links in the housing, comprising a housing with a gas energy accumulator and a cocking chamber, in which the firing pin with a head and a stepped valve forming its outer surface are located and the body of the overflow cavity, periodically associated with the cocking chamber. Grooves are made on the inner surface of the housing in the upper part of the overflow cavity, forming a gap in the form of a labyrinth with their surface and a step valve, and the step valve is installed in the body with the possibility of periodically overlapping the labyrinth and the formation of a pressure cavity. An inner valve cavity is formed by the inner surface of the step valve and the striker head, which is able to communicate with the pressure cavity. The overflow cavity is constantly in communication with the drain line, and the cocking chamber with the pressure line [2].

Недостатком известного механизма является то, что при выбранном конструктивном исполнении не обеспечивается предотвращение перекоса бойка, так как при взводе боек опирается на корпус только в своей хвостовой части, в результате чего не достигается герметичного разделения взводящей камеры от подклапанной полости, что приводит к неустойчивой работе механизма. A disadvantage of the known mechanism is that when the selected design is not ensured, the striker is not skewed, since when the striker is cocked, it relies on the body only in its tail section, as a result of which a tight separation of the cocking chamber from the undervalve cavity is not achieved, which leads to unstable operation of the mechanism .

Изготовление на внутренней поверхности корпуса механизма в верхней части переливной полости канавок, образующих своей поверхностью и ступенчатым клапаном щель в виде лабиринта и образованием напорной полости, предназначенной для разъединения клапана и бойка, усложняет его изготовление. Кроме того, ограничителем хода бойка является корпус. В процессе работы сопрягаемые поверхности бойка и корпуса подвергаются ударным нагрузкам, что приводит к их разрушению и потере работоспособности механизма. The manufacture of grooves on the inner surface of the mechanism housing in the upper part of the overflow cavity, forming a gap in the form of a labyrinth with its surface and a step valve, and the formation of a pressure cavity designed to separate the valve and the striker complicates its manufacture. In addition, the stroke limiter is the body. In the process, the mating surfaces of the striker and the body are subjected to shock loads, which leads to their destruction and loss of operability of the mechanism.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности механизма. The purpose of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the mechanism.

Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом механизме ударного действия боек выполнен со штоком и имеет опоры на корпусе, расположенные по обе стороны от головки, например, выполненной в виде кольцевого бурта, которая в конце рабочего хода бойка образует с корпусом щелевой дроссель, а переливная полость выполнена с возможностью трансформироваться (отсекаться) и преобразовываться в напорную полость при взводе механизма и перекрытии ступенью клапана сливной магистрали с сохранением постоянной связи с подклапанной полостью, образованной торцевой поверхностью штока и внутренним корпусом клапана. This goal is achieved by the fact that in the hydraulic mechanism of the impact action of the strikers is made with a rod and has supports on the body located on both sides of the head, for example, made in the form of an annular collar, which at the end of the stroke of the striker forms a slotted choke with the body and overflow the cavity is made with the possibility of transforming (cutting off) and being transformed into a pressure cavity when the mechanism is cocked and the drain line closes with a stage valve while maintaining constant communication with the subvalvular cavity, called the stem end face and the valve body.

Для обеспечения взвода механизма диаметр штока всегда превышает диаметр бойка. To ensure the platoon mechanism, the diameter of the rod always exceeds the diameter of the striker.

Для снижения инерционности бойка без изменения его прочностных свойств шток бойка выполнен полым. To reduce the inertia of the striker without changing its strength properties, the striker rod is hollow.

Выполнение бойка со штоком и размещение его в корпусе на опорах, расположенных по обе стороны от головки позволяет сохранить соосность бойка и клапана в процессе взвода механизма и обеспечить герметичность разделения взводящей камеры от подклапанной полости, что предотвращает возможность преждевременного срабатывания механизма. The implementation of the striker with the rod and placing it in the housing on the supports located on both sides of the head allows you to maintain alignment of the striker and valve during the cocking mechanism and to ensure the tightness of separation of the cocking chamber from the subvalvular cavity, which prevents the possibility of premature operation of the mechanism.

Образование головкой бойка и корпусом механизма щелевого дросселя в конце рабочего хода бойка позволяет уменьшить ударные нагрузки на сопрягаемые поверхности головки бойка и корпуса механизма при падении сопротивления со стороны разрушаемой породы, что позволяет повысить надежность работы механизма. Для большей эффективности щелевого дросселя на внутренней поверхности выемки выполнены кольцевые проточки. The formation of a slit throttle by the head of the striker and the body of the mechanism at the end of the striker stroke reduces the shock loads on the mating surfaces of the striker head and mechanism body when resistance decreases from the side of the rock being destroyed, which improves the reliability of the mechanism. For greater efficiency of the slotted inductor, annular grooves are made on the inner surface of the recess.

Выполнение переливной полости с размерами, выходящими за канал сливной магистрали, дает возможность преобразовать ее в напорную полость путем перекрытия канала сливной магистрали ступенью клапана при сохранении связи с подклапанной полостью, что обеспечивает разъединение клапана и бойка. Это позволяет исключить необходимость выполнения канавок в корпусе, а клапан изготовить с одной ступенью, т.е. упростить конструкцию механизма. The implementation of the overflow cavity with dimensions extending beyond the drain line channel makes it possible to convert it into a pressure cavity by blocking the drain line channel with a valve stage while maintaining communication with the sub-valve cavity, which ensures the separation of the valve and the striker. This eliminates the need for grooves in the housing, and the valve is made with one step, i.e. simplify the design of the mechanism.

Шток бойка может быть выполнен полым, что дает возможность уменьшить инерционность бойка, сохранив при этом его прочностные свойства. The stem of the striker can be hollow, which makes it possible to reduce the inertia of the striker, while maintaining its strength properties.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен разрез механизма. The invention is illustrated in the drawing, which shows a section of the mechanism.

Механизм включает корпус 1 с газовым аккумулятором энергии 2, взводящую камеру 3, в которой расположен боек 4 с головкой 5, выполненной в виде кольцевого бурта, шток 6 и ступенчатый клапан 7, поджатый упругим аккумулятором энергии 2. Боек расположен в корпусе в опорах 8 и 9. Опора 9 имеет пазы 10 для прохода рабочей жидкости. Головка 5 при движении бойка 4 на удар имеет возможность образовывать с выемкой в корпусе 1 в нижней части взводящей камеры 3 щелевой дроссель 11 с кольцевыми проточками на внутренней поверхности выемки. Наружной поверхностью клапана 7 и внутренней поверхностью корпуса 1 образована переливная полость 12, которая периодически связана со взводящей камерой 3 через каналы 13 и подклапанную полость 14. Переливная полость 12 постоянно сообщена со сливной магистралью 15. Клапан 7 установлен в корпусе 1 с возможностью периодического перекрытия сливной магистрали 15 ступенью 16, в результате чего верхняя часть переливной полости трансформируется (отсекается) и преобразуется в напорную полость 17, которая через каналы 13 связана с подклапанной полостью 14. Взводящая камера 3 постоянно сообщена с напорной магистралью 18. The mechanism includes a housing 1 with a gas energy accumulator 2, a cocking chamber 3, in which there is a striker 4 with a head 5 made in the form of an annular collar, a stem 6 and a step valve 7, pressed by an elastic energy accumulator 2. The striker is located in the housing in supports 8 and 9. The support 9 has grooves 10 for the passage of the working fluid. The head 5 with the movement of the striker 4 for impact has the ability to form a recess in the housing 1 in the lower part of the cocking chamber 3 slotted choke 11 with annular grooves on the inner surface of the recess. An overflow cavity 12 is formed on the outer surface of the valve 7 and the inner surface of the housing 1, which is periodically connected with the cocking chamber 3 through the channels 13 and the subvalvular cavity 14. The overflow cavity 12 is constantly in communication with the drain line 15. The valve 7 is installed in the housing 1 with the possibility of periodic overlapping of the drain line 15 with stage 16, as a result of which the upper part of the overflow cavity is transformed (cut off) and converted into a pressure cavity 17, which is connected through channels 13 to a subvalvular cavity 14. B the opening chamber 3 is constantly in communication with the pressure line 18.

Механизм работает следующим образом. The mechanism works as follows.

Для включения ударного механизма в работу боек 4 поджимается, например, рабочим инструментом, до момента взаимодействия штока 6 с внутренним конусом клапана 7. При этом образовавшаяся подклапанная полость 14 герметично отделяется от взводящей камеры 3. To enable the percussion mechanism in the work of the firing pin 4 is pressed, for example, with a working tool, until the rod 6 interacts with the inner cone of the valve 7. In this case, the resulting valve cavity 14 is hermetically separated from the cocking chamber 3.

Рабочая жидкость, поступающая из напорной магистрали 18 во взводящую камеру 3, преодолевая усилие газового аккумулятора энергии 2, перемещает боек 4 и клапан 7 в верхнее положение. При этом жидкость из переливной полости 12 вытесняется в сливную магистраль 15. При перекрытии ступенью 16 сливной магистрали 15 верхняя часть переливной полости отсекается (трансформируется) и преобразуется в напорную полость 17, в которой давление повысится. Так как напорная полость 17 связана каналами 13 с подклапанной полостью 14, то повышенное давление разъединит клапан 7 и боек 4. После этого давление во взводящей камере 3 упадет и боек 4 под действием энергии аккумулятора 2 переместится вниз на удар, а взводящая камера 3 через подклапанную полость 14, каналы 13 и переливную полость 12 соединится со сливной магистралью 15. Под действием давления в газовом аккумуляторе энергии 2 клапан 7 набегает на шток 6 бойка 4 и сопрягается с ним. Далее цикл повторяется. The working fluid coming from the pressure line 18 to the cocking chamber 3, overcoming the force of the gas energy accumulator 2, moves the hammer 4 and valve 7 to the upper position. In this case, the liquid from the overflow cavity 12 is forced into the drain line 15. When the stage 16 overlaps the drain line 15, the upper part of the overflow cavity is cut off (transformed) and converted into a pressure cavity 17, in which the pressure rises. Since the pressure cavity 17 is connected by channels 13 to the subvalvular cavity 14, the increased pressure will disconnect the valve 7 and the strikers 4. After that, the pressure in the cocking chamber 3 will drop and the strikers 4 will move down to the impact under the influence of the energy of the accumulator 2, and the cocking chamber 3 through the valve cavity 14, channels 13 and overflow cavity 12 will connect to the drain line 15. Under the action of pressure in the gas energy accumulator 2, valve 7 runs on the stem 6 of the hammer 4 and mates with it. Next, the cycle repeats.

При снижении сопротивления разрушаемой породы боек 4 не доходя до опоры 8, являющейся ограничителем хода бойка, проходит щель 11 в виде лабиринта, образованную головкой 5 и корпусом 1, в результате чего происходит рассеивание энергии и ударные нагрузки на сопрягаемые поверхности снижаются. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность механизма и упростить его изготовление. When the resistance of the destroyed rock of the strikers 4 is reduced, not reaching the support 8, which is the limiter of the striker's stroke, there passes a slit 11 in the form of a labyrinth formed by the head 5 and the housing 1, as a result of which energy is dissipated and shock loads on the mating surfaces are reduced. Thus, the proposed technical solution improves the reliability of the mechanism and simplify its manufacture.

Источники информации:
1. Авт. св. 866161 1981 г. кл. E 21 C 3/20.Sources of information:
1. Auth. St. 866161 1981 c. E 21 C 3/20.

2. Патент 2071560 1996 г. кл. E 21 C 3/20. 2. Patent 2071560 1996, class. E 21 C 3/20.

Claims

1. A hydraulic shock mechanism comprising a housing with a gas energy accumulator, a cocking chamber, in which a block with a head and a step valve are arranged in series, forming an overflow cavity with its outer surface and the housing, which is constantly connected to the drain line and periodically connected to the cocking chamber through a subvalve cavity, characterized in that the firing pin is additionally equipped with a rod and a support for it, located in the housing and having channels for the passage of the working fluid, while the supports b the yoke and the stem are located on both sides of the head, which at the end of the stroke of the striker forms a slotted throttle with the housing, and the overflow cavity is made with the possibility of transforming into a pressure cavity with constant communication with the subvalvular cavity.

2. The hydraulic shock mechanism according to claim 1, characterized in that the stem of the hammer is hollow.