RU2182662C2

RU2182662C2 - Percussive-action motor

Info

Publication number: RU2182662C2
Application number: RU2000111686/03A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Скоморохов; В.В. Сысоев
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2002-05-20

Abstract

FIELD: mining, construction, and press-forging industries; applicable in hydraulically operated machines as devices for making of strong rocks and working of various materials. SUBSTANCE: percussive-action motor has a striker, resetting and drain chambers and accumulator filled with compressed gas, control unit accommodating differential control valve and additional control valve, channel communicating alternately control chamber with resetting and drain chambers. Depending on rock strength, control chamber is automatically connected with a channel of full run, or channel of multiple variation of the striker run. EFFECT: reduced energy of strike in reduction of strength of worked medium and increase of strike energy in increase of medium strength. 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной, строительно-дорожной, кузнечно-прессовой промышленности и может быть использовано в гидрофицированных машинах в качестве устройства для разрушения прочных пород, забивки свай, обработке металлов. The invention relates to the mining, construction and road, forging and press industry and can be used in hydraulic machines as a device for the destruction of hard rock, driving piles, metal processing.

Известен гидропневматический двигатель ударного действия, содержащий корпус, поршень со штоком, образующие взводящую и дренажную камеры, золотниковый распределитель с камерой управления рабочим ходом [1]. Known hydro-pneumatic shock engine, comprising a housing, a piston with a rod forming a cocking and drainage chamber, a spool valve with a stroke control camera [1].

Наиболее близким техническим решением к предложенному является гидропневматическое устройство ударного действия, включающее корпус, размещенный в нем подвижный боек, образующий с корпусом взводящую и сливную гидравлические камеры и заполненный сжатым газом аккумулятор, блок управления с дифференциальным золотником и камерой управления рабочим ходом [2]. The closest technical solution to the proposed one is a hydropneumatic impact device, including a housing, a movable hammer located inside it, forming a cocking and draining hydraulic chambers and a battery filled with compressed gas, a control unit with a differential spool and a stroke control camera [2].

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности изменять величину хода бойка (энергию удара) в зависимости от физических свойств обрабатываемой среды, что приводит к возникновению нежелательных динамических нагрузок в устройстве и, в конечном итоге, выходу его из строя. The disadvantage of this device is the inability to change the magnitude of the stroke of the striker (impact energy) depending on the physical properties of the medium being processed, which leads to undesirable dynamic loads in the device and, ultimately, its failure.

Изобретение направлено на обеспечение возможности кратного изменения хода бойка в зависимости от физических свойств обрабатываемой среды, т.е. уменьшение энергии удара при снижении прочности обрабатываемой среды и увеличение энергии удара при повышении прочности среды. The invention is aimed at providing the possibility of a multiple change in the stroke of the striker, depending on the physical properties of the medium being processed, i.e. a decrease in impact energy with a decrease in the strength of the medium being processed and an increase in impact energy with an increase in the strength of the medium.

Это достигается тем, что в блоке управления размещен дополнительный золотник с образованием двух полостей, одна из которых снабжена пружиной и через дроссель соединена с напорной линией, а вторая соединена с взводящей камерой и с каналом кратного изменения хода бойка, который выполнен между каналом полного хода бойка и торцом корпуса, причем в нижнем положении золотника камера управления соединена с каналом полного хода, а в верхнем положении с каналом кратного изменения хода бойка. This is achieved by the fact that in the control unit there is an additional spool with the formation of two cavities, one of which is equipped with a spring and connected to the pressure line through the throttle, and the second is connected to the cocking chamber and to the multiple stroke change channel, which is made between the full stroke channel and the end face of the housing, and in the lower position of the spool, the control camera is connected to the full speed channel, and in the upper position with the channel for multiple changes in the striker stroke.

На чертеже представлен общий вид устройства. The drawing shows a General view of the device.

В цилиндре 1 двигателя размещен боек 2 с буртиком 3, образующие взводящую 4, сливную 5 камеры и газовый аккумулятор 6. К цилиндру крепится блок управления 7 с дифференциальным золотником 8, в котором выполнены центральное 9 и радиальные 10 отверстия. In the cylinder 1 of the engine there is a striker 2 with a shoulder 3, forming a cocking 4, drain 5 chambers and a gas accumulator 6. A control unit 7 with a differential valve 8, in which the central 9 and radial 10 holes are made, is attached to the cylinder.

В блоке управления расточка 11 соединена со сливом и сливной камерой, 12 - с напором, 13 - каналом 14 с взводящей камерой. Дополнительный золотник 15 образует полость 16 с пружиной 17, соединенную через дроссель 18 с каналом 14 и полость 19, соединенную каналом 20 с взводящей камерой. Канал управления 21 соединяет камеру управления 22 с каналом полного хода бойка 23 и через камеру 19 с каналом кратного изменения хода бойка 24. Дроссель 25 предназначен для предотвращения зависания бойка. In the control unit, the bore 11 is connected to a drain and a drain chamber, 12 to a pressure head, 13 to a channel 14 with a cocking chamber. An additional spool 15 forms a cavity 16 with a spring 17 connected through a throttle 18 to a channel 14 and a cavity 19 connected by a channel 20 to a cocking chamber. The control channel 21 connects the control chamber 22 to the full stroke channel of the striker 23 and through the camera 19 to the multiple change channel of the striker 24. The throttle 25 is designed to prevent the striker from freezing.

Двигатель ударного действия работает следующим образом. Боек 2 под воздействием газа в камере 6 находится в левом положении, камера управления 22 соединена через канал управления 21, канал полного хода бойка 23, сливную камеру 5 и расточку 11 со сливом. Дифференциальный золотник 8 под действием давления жидкости со стороны канала 14 находится в правом положении. Напорная линия соединена через расточки 12, 13 и канал 14 с взводящей камерой 4. Дополнительный золотник 15 под действием результирующей силы со стороны полости 16 находится в нижнем положении и перекрывает каналы управления 21 и кратного изменения хода бойка 24. The shock motor works as follows. The striker 2 under the influence of gas in the chamber 6 is in the left position, the control chamber 22 is connected through the control channel 21, the full stroke channel of the striker 23, the drain chamber 5 and the bore 11 with a drain. Differential spool 8 under the influence of fluid pressure from the channel 14 is in the right position. The pressure line is connected through bores 12, 13 and channel 14 to the cocking chamber 4. The additional spool 15 under the action of the resulting force from the side of the cavity 16 is in the lower position and blocks the control channels 21 and multiple changes in the stroke of the striker 24.

При наличии обрабатываемой среды и поджатия со стороны рабочего органа (не показан) жидкость из напорной линии поступает во взводящую камеру 4. Начинается перемещение бойка на взвод, во время которого происходит дополнительное сжатие газа в аккумуляторе 6. В конце взвода буртик 3 открывает канал полного хода бойка 23, который соединяет камеру управления 22 через взводящую камеру 4, канал 14, расточки 13 и 12 с напором. Под действием результирующей силы со стороны камеры управления 22 дифференциальный золотник 8 перемещается в крайнее левое положение и соединяет взводящую камеру 4 через канал 14, центральное отверстие 9 и радиальные 10 со сливной камерой 5. Начинается разгон бойка под действием сжатого газа, во время которого жидкость из сливной камеры 4 по каналу 14 через центральное 9 и радиальные 10 отверстия перетекает с наименьшими гидравлическими сопротивлениями в сливную камеру 5. В конце разгона боек наносит удар по рабочему органу (не показан), который совершает полезную работу. In the presence of the medium to be treated and preload from the side of the working body (not shown), the liquid from the pressure line enters the cocking chamber 4. The striker begins to move to the cocking, during which additional gas compression occurs in the accumulator 6. At the end of the cocking, the shoulder 3 opens the full stroke channel the hammer 23, which connects the control chamber 22 through the cocking chamber 4, channel 14, bores 13 and 12 with the pressure. Under the action of the resulting force from the side of the control chamber 22, the differential valve 8 moves to the extreme left position and connects the cocking chamber 4 through the channel 14, the central hole 9 and the radial 10 with the drain chamber 5. The striker begins to accelerate under the action of compressed gas, during which the liquid from the drain chamber 4 through the channel 14 through the central 9 and radial 10 holes flows with the least hydraulic resistance into the drain chamber 5. At the end of the acceleration of the firing pin strikes a working body (not shown), which overshaet useful work.

Если обрабатываемая среда имеет высокую прочность и боек своим буртиком не перекрывает канал 14, то дифференциальный золотник 8 перемещается в крайнее правое положение, т.к. камера управления 22 через каналы управления 21 и полного хода бойка 23 и сливную камеру 5 соединяется со сливом и цикл повторяется. Если прочность обрабатываемой среды снижается, то буртик 3 перекрывает канал 14 и во избежание удара по корпусу и возникновения повышенных динамических нагрузок, которые могут привести к поломке, энергия удара передается на жидкость в замкнутом объеме между торцом корпуса и ребром буртика 3. Давление жидкости возрастает в полости 19 и дополнительный золотник 15, вытесняя жидкость из полости 16 через дроссель 18, перемещается вверх, соединяя через полость 19 каналы управления 21 и кратного изменения хода бойка 24. If the medium being processed has high strength and the striker does not block channel 14 with its shoulder, then the differential valve 8 moves to the extreme right position, because the control chamber 22 through the control channels 21 and full speed striker 23 and the drain chamber 5 is connected to the drain and the cycle repeats. If the strength of the medium being processed decreases, the shoulder 3 closes the channel 14 and in order to avoid impact on the body and the occurrence of increased dynamic loads that can lead to breakage, the impact energy is transferred to the liquid in a closed volume between the end of the body and the edge of the shoulder 3. The liquid pressure increases in cavity 19 and an additional spool 15, displacing fluid from the cavity 16 through the throttle 18, moves upward, connecting through the cavity 19 control channels 21 and multiple changes in the stroke of the striker 24.

При наличии обрабатываемой среды и поджатия со стороны рабочего органа (не показан) боек 2 с буртиком 3 перемещается и соединяет взводящую камеру 4 с каналом 14. Жидкость под давлением поступает во взводящую камеру 4, и начинается новый взвод бойка. При этом канал кратного уменьшения хода (энергии) бойка 24 будет соединен через полость 19 и канал управления 21 с камерой управления 22, а величина взвода сократится в кратном соотношении от расстояния канала полного хода бойка 23 и кратного изменения хода бойка 24 от торца корпуса. Далее цикл повторяется как обычно до тех пор, пока появится обрабатываемая среда более высокой прочности и дополнительный золотник 15 не опустится вниз. In the presence of the medium to be treated and preload from the side of the working body (not shown), the firing pin 2 with the shoulder 3 moves and connects the cocking chamber 4 to the channel 14. Liquid under pressure enters the cocking chamber 4, and a new cocking platoon begins. In this case, the channel for a multiple decrease in the stroke (energy) of the striker 24 will be connected through the cavity 19 and the control channel 21 to the control chamber 22, and the platoon value will be reduced in a multiple ratio of the distance of the full stroke channel of the striker 23 and a multiple change in the stroke of the striker 24 from the end of the body. Next, the cycle is repeated as usual until a medium with a higher strength appears and the additional spool 15 does not fall down.

При уменьшенном ходе бойка возрастает частота его ударов, за счет чего, помимо предотвращения динамических нагрузок на корпус, повышается коэффициент полезного действия двигателя ударного действия. With a reduced stroke of the striker, the frequency of its strikes increases, due to which, in addition to preventing dynamic loads on the body, the efficiency of the impact motor increases.

Источник информации
1. Авт. св. СССР 543744, кл. Е 21 С 3/20, 1974.Sourse of information
1. Auth. St. USSR 543744, class E 21 C 3/20, 1974.

2. Авт. св. СССР 751983, кл. Е 21 С 3/20, 1978. 2. Auth. St. USSR 751983, class E 21 C 3/20, 1978.

Claims

A shock engine comprising a cylinder and a movable hammer located inside it, forming a cocking and draining chamber and a battery filled with compressed gas, a control unit in which there is a differential spool made with central and radial holes, a channel alternately communicating with the cocking and drain chamber cameras, characterized in that in the control unit there is an additional spool with the formation of two cavities, one of which is equipped with a spring and connected via a throttle to a pressure line her, and the second is connected to the cocking chamber and to the channel for a multiple change in the stroke of the striker, and in the lower position of the spool, the control camera is connected to the channel of full speed, and in the upper position to the channel for the multiple change of stroke of the striker.