RU2244827C1

RU2244827C1 - Pneumatic impact action machine

Info

Publication number: RU2244827C1
Application number: RU2003116149/03A
Authority: RU
Inventors: Т.А. Чернышева (RU); Т.А. Чернышева; А.В. Чернышев (RU); А.В. Чернышев
Original assignee: Чернышева Татьяна Аркадьевна; Чернышев Аркадий Васильевич
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2005-01-20
Also published as: RU2003116149A

Abstract

FIELD: mining industry, construction, mechanical engineering, etc.

SUBSTANCE: machine includes barrel made of impact and static sections, mounted telescopically one in another with possible axial displacement, excluding axial impaction thereof to each other, while both sections are placed in resilient body, made of elastomer, and body has inner bead formed by coaxial recesses of greater and lesser diameters, while impact section is placed in recess of lesser diameter on the outer side of body, and static section is placed in body recess of greater diameter and has outer bead for interaction with appropriate inner bead of body, and also has longitudinal grooves on outer surface, made along forming lines, portion of which by radial drain ports near inner end of barrel are connected to straight drive chamber, and second part connected to back flow chamber by drain ports near outer end of barrel, below-valve and above-valve saddles, respectively covers for barrel and valve box, are made in form of straight and reversed cones, and valve is made of elastic polymer in form of two-tab construction, tabs of which consist of two hollow truncated cones, rigidly interconnected by bases, with forming of chamber, conical on both sides, and outer conical surfaces of upper and lower tabs match conical surfaces of respectively above-valve and below-valve saddles and interact with them in turns, impact mechanism is made of two masses serially placed in barrel - striker and piston, having spherical ends for interaction with forming of intermediate chamber between them, working implement holder lid, fixed on outer end of body, made of elastomer, has a recess in form of inner cone inside ring-shaped edge for interaction with appropriate outer cone on body and pass aperture in base near center, diameter of which matches diameter of bead on replaceable implement, holder of working implement is made of shockproof elastomer in form of cut bushing, having a bead outside for interaction with bottom inside lid and a cylindrical portion, diameter of which matches diameter of pass valve in lid, in which it is mounted, and inner holder diameter matches diameter of neck of replaceable working implement.

EFFECT: higher efficiency, lower vibration, higher effectiveness.

7 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к пневматическим машинам ударного действия, которые могут быть использованы в строительстве при обработке железобетонных конструкций, скальных пород, твердых и мерзлых грунтов, а также в горном деле и машиностроении.The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to pneumatic impact machines that can be used in construction in the processing of reinforced concrete structures, rocks, hard and frozen soils, as well as in mining and mechanical engineering.

Известны пневматические машины, например пневматический молоток, содержащий ствол, ударный поршень, размещенный в стволе, держатель рабочего инструмента, также размещенный в стволе с возможностью ограниченного осевого перемещения, крышку держателя рабочего инструмента, навинченную на ствол и удерживающую держатель от выпадания /1/.Known pneumatic machines, for example, a pneumatic hammer containing a barrel, an impact piston located in the barrel, a tool holder, also placed in the barrel with limited axial movement, a tool holder holder screwed onto the barrel and holding the holder against falling out / 1 /.

Недостатком ее является то, что при работе молотка держатель инструмента, перемещаясь возвратно-поступательно в стволе, контактирует с одной стороны с упором ствола, а с другой стороны с крышкой, что является дополнительным источником вибрации.Its disadvantage is that during the operation of the hammer, the tool holder, moving reciprocally in the barrel, contacts on one side with the emphasis of the barrel, and on the other hand with the lid, which is an additional source of vibration.

Известна также пневматическая машина ударного действия, содержащая корпус с полостью и с впускными и выпускными каналами, ударник, размещенный в полости и делящий ее на камеры рабочего и холостого ходов, с последней из которых сообщается канал вытеснения, а также рабочий инструмент, на котором установлена плавающая букса, поджатая пружиной, при этой в корпусе выполнены буферные аккумулирующие каналы, соединенные с камерой рабочего хода /2/.Also known is a pneumatic percussion machine, comprising a housing with a cavity and with inlet and outlet channels, a drummer located in the cavity and dividing it into chambers of working and idling, the last of which communicates with the displacement channel, as well as a working tool on which the floating the axle box, preloaded by a spring, in this case, buffer storage channels are made in the casing, connected to the working chamber / 2 /.

Ее недостатком является то, что при движении ударника вниз в камере холостого хода образуется воздушная подушка, давление в которой должно превышать усилие предварительно поджатой пружины. На дальнейшее сжатие этой пружины через воздушную подушку тратится часть кинетической энергии ударника и он тормозится перед ударом. Далее при перемещении плавающей буксы в сторону инструмента открываются выхлопные каналы и весь воздух из камеры холостого хода выбрасывается в атмосферу, поэтому в последующей фазе холостого хода для наполнения камеры холостого хода, чтобы обеспечить быстрый подъем ударника, требуется большее количество сжатого воздуха, что увеличивает расход энергоносителя. Плавающая ограниченно букса, соударяясь с упорами, генерирует дополнительные импульсы вибрации. Кроме того, известно, что все пружины имеют предельную скорость деформации, а при ударе скорости сжатия и растяжения пружин значительно выше предельных, поэтому они быстро разрушаются, что снижает надежность машины.Its disadvantage is that when the drummer moves downward in the idle chamber, an air cushion is formed, the pressure in which should exceed the force of the pre-pressed spring. For further compression of this spring through the air cushion, a part of the kinetic energy of the projectile is spent and it is inhibited before impact. Further, when the floating axle box is moved towards the tool, the exhaust channels open and all the air from the idle chamber is emitted into the atmosphere, therefore, in the next phase of the idle phase, more compressed air is required to fill the idle chamber to provide a quick rise in the hammer, which increases the energy consumption . Floating limited axle box, colliding with stops, generates additional vibration impulses. In addition, it is known that all springs have a limiting strain rate, and upon impact, the compression and stretching speeds of the springs are much higher than the limiting ones; therefore, they quickly break, which reduces the reliability of the machine.

Наиболее близкой к предлагаемой по своей технической сути является пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол с выхлопными отверстиями, корпус, в котором коаксиально размещен этот ствол с образованием кольцевой камеры между ними, ударник, размещенный в стволе с возможностью осевого перемещения и делящий его на камеры прямого и обратного ходов, воздухораспределительный механизм, установленный на внутреннем торце ствола с одной стороны и поджатый тарельчатой пружиной с другой стороны, клапан, помещенный в клапанной камере внутри воздухораспределительного механизма, стакан с питающей камерой, внутри которого помещен воздухораспределительный механизм с образованием кольцевой возвратной камеры между ними, закрепленный на стволе с одной стороны и помещенный в рукоятку с другой стороны, а также пусковой механизм, содержащий плунжер и шариковый клапан, размещенные в стакане /3/.Closest to the proposed in its technical essence is a pneumatic percussion machine containing a barrel with exhaust holes, a housing in which this barrel is coaxially placed with the formation of an annular chamber between them, a drummer placed in the barrel with the possibility of axial movement and dividing it into direct cameras and reverse strokes, an air distribution mechanism mounted on the inner end of the barrel on one side and preloaded by a Belleville spring on the other hand, a valve placed in the valve chambers e inside the air distribution mechanism, a glass with a supply chamber, inside which the air distribution mechanism is placed with the formation of an annular return chamber between them, mounted on the barrel on one side and placed in the handle on the other side, as well as a trigger mechanism containing a plunger and a ball valve located in a glass / 3 /.

Однако она также имеет недостатки, а именно жесткая кинематическая связь буксы со стволом не гасит энергию реактивного удара инструмента по торцу ствола, поэтому он воспринимает ударные колебания во всем спектре частот. Обеспечить плотное сопряжение металлических корпуса и ствола между собой с целью избежать перетечки воздуха между кольцевыми полостями - технически трудоемкий процесс, а плоский металлический клапан и соответствующие ему плоские надклапанное и подклапанное седла в процессе работы могут забиваться пылью, грязью и т.д., что требует дополнительного технического обслуживания в процессе эксплуатации.However, it also has drawbacks, namely, the rigid kinematic connection of the axle box with the barrel does not extinguish the energy of a jet strike of the tool at the end of the barrel, therefore it perceives shock vibrations in the entire frequency spectrum. Ensuring tight coupling of the metal body and the barrel with each other in order to avoid air leakage between the annular cavities is a technically laborious process, and a flat metal valve and its corresponding flat supravalve and subvalve seats can become clogged with dust, dirt, etc. during operation, which requires additional maintenance during operation.

Целью изобретения является снижение уровня вибрации и увеличение эффективности машины за счет увеличения энергии ударов, уменьшения расхода энергоносителя, повышение надежности.The aim of the invention is to reduce the level of vibration and increase the efficiency of the machine by increasing the energy of shocks, reducing energy consumption, increasing reliability.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматической машине ударного действия, содержащей ствол с выхлопными и перепускными отверстиями, ударный механизм, размещенный в стволе с возможностью осевого перемещения и делящий его на камеры прямого и обратного ходов, корпус, в котором размещен ствол, воздухораспределительный механизм, содержащий крышку ствола, установленную на торце ствола, прилегающую к ней коробку клапана и клапан, помещенный в клапанную камеру, стакан, в который помещен воздухораспределительный механизм с образованием между ними кольцевой и питающей камер, при этом в коробке клапана выполнены каналы обратного хода, сообщающие кольцевую камеру с клапанной камерой, а в крышке ствола выполнены нагнетательные каналы, сообщающие клапанную камеру с камерой прямого хода, пусковое устройство, состоящее из штуцера с клапанным механизмом и плунжера, а также сменный инструмент, имеющий кольцевой буртик, делящий его на шейку и хвостовик, крышку держателя сменного инструмента, выполненную в виде стакана и держатель сменного инструмента, помещенный внутри крышки между ее основанием и буртиком сменного инструмента для удержания его от выпадения из ствола, ствол выполнен из статического и ударного звеньев, установленных телескопически одно в другом с возможностью осевого перемещения, например ударное в статическом, при этом оба звена размещены в упругом корпусе, выполненном из ударопрочного эластичного полимера, который имеет внутренний буртик, образованный соосными расточками большего и меньшего диаметров, и ударное звено установлено в расточке корпуса меньшего диаметра, а статическое звено установлено в расточке корпуса большего диаметра и имеет наружный буртик для взаимодействия с соответствующим буртиком корпуса, а также имеет на наружной цилиндрической поверхности продольные пазы, выполненные по образующим, часть из которых посредством радиальных перепускных отверстий соединена с камерой прямого хода, а другая часть соединена с камерой обратного хода, подклапанное и надклапанное седла, соответственно крышки ствола и коробки клапана, выполнены в виде прямого и обратного конусов, а клапан выполнен из эластичного полимера в виде двухлепестковой конструкции, лепестки которой состоят из двух полых усеченных конусов, соединенных неразъемно основаниями друг с другом с образованием внутри конической с обеих сторон камеры, а наружные конические поверхности лепестков соответствуют коническим поверхностям надклапанного и подклапанного седел и взаимодействуют попеременно с ними, ударный механизм выполнен из двух последовательно расположенных в стволе масс - бойка и поршня, имеющих сферические торцы для взаимодействия между собой с образованием между ними промежуточной камеры, крышка держателя сменного инструмента, закрепленная на наружном конце корпуса, выполнена из ударопрочного эластичного полимера в виде полого стакана с внутренней конической расточкой для взаимодействия с соответствующим наружным конусом на корпусе и имеет в основании проходное отверстие, диаметр которого соответствует диаметру буртика на сменном инструменте, держатель сменного инструмента выполнен также из ударопрочного эластичного полимера в виде разрезной втулки, имеющей снаружи буртик для взаимодействия внутри крышки с ее дном и цилиндрическую часть, диаметр которой соответствует диаметру проходного отверстия в основании крышки, в которое он установлен, а внутренний диаметр держателя сменного инструмента соответствует диаметру шейки сменного инструмента, которую он обхватывает.This goal is achieved by the fact that in a pneumatic impact machine containing a barrel with exhaust and bypass holes, a shock mechanism placed in the barrel with the possibility of axial movement and dividing it into forward and reverse chambers, the housing in which the barrel is located, an air distribution mechanism, comprising a barrel cover mounted on the end of the barrel, an adjacent valve box and a valve placed in the valve chamber, a cup in which the air distribution mechanism is placed to form between them are annular and supply chambers, while in the valve box there are reverse channels communicating the annular chamber with the valve chamber, and injection channels are made in the barrel cover communicating the valve chamber with the forward chamber, a starting device consisting of a fitting with a valve mechanism and a plunger, as well as a replaceable tool having an annular collar dividing it into a neck and a shank, a cover of a holder of a replaceable tool made in the form of a cup and a holder of a replaceable tool placed inside the cover m Between its base and the shoulder of the interchangeable tool to keep it from falling out of the barrel, the barrel is made of static and shock links mounted telescopically in one another with the possibility of axial movement, for example shock in static, while both links are placed in an elastic case made of shockproof elastic polymer, which has an inner flange formed by coaxial bores of larger and smaller diameters, and the shock link is installed in the bore of the case of a smaller diameter, and the static link is It is installed in the bore of a larger case and has an outer flange for interaction with the corresponding flange of the case, and also has longitudinal grooves on the outer cylindrical surface made according to the generatrices, some of which are connected to the forward-running chamber via radial bypass holes, and the other part is connected to the camera return valve, subvalve and supravalve seats, respectively, of the barrel cover and valve box, are made in the form of forward and reverse cones, and the valve is made of elastic polymer in the form of a two-petal design, the petals of which consist of two hollow truncated cones connected together with one another to form a conical chamber on both sides of the chamber, and the outer conical surfaces of the petals correspond to the conical surfaces of the supravalve and subvalve seats and interact alternately with them, the shock mechanism is made of two masses sequentially located in the barrel - the hammer and piston, having spherical ends for interaction with each other with the formation between them of the interstitial chamber, the cover of the tool holder attached to the outer end of the case is made of impact-resistant elastic polymer in the form of a hollow glass with an internal conical bore for interaction with the corresponding external cone on the case and has a bore at the base whose diameter corresponds to the diameter of the shoulder on the tool , the holder of the interchangeable tool is also made of impact-resistant elastic polymer in the form of a split sleeve having a shoulder on the outside for interaction inside three covers with its bottom and a cylindrical part, the diameter of which corresponds to the diameter of the hole in the base of the cover into which it is installed, and the inner diameter of the tool holder corresponds to the diameter of the neck of the tool that it wraps around.

Благодаря тому, что ствол выполнен из двух звеньев - статического и ударного, установленных телескопически одно в другом с возможностью взаимного осевого перемещения без соударения друг с другом, при реактивном ударе инструмента по наружному торцу ударного звена оно перемещается возвратно-поступательно в статическом звене, не передавая ему удар.Due to the fact that the barrel is made of two links - static and shock, mounted telescopically one in the other with the possibility of mutual axial movement without collision with each other, with a jet strike of the tool on the outer end of the shock link, it moves reciprocally in the static link without transmitting hit him.

Благодаря тому, что ударное звено закреплено в расточке корпуса меньшего диаметра с наружного его конца, а статическое звено, установленное в расточке корпуса большего диаметра, своим внешним буртиком упирается в соответствующий внутренний буртик корпуса, во время реактивного удара инструмента статическое звено в силу инерции остается на месте и вектор силы инерции направлен навстречу ударной волне, поэтому последняя частично гасится в упругом теле корпуса на длине между наружным торцом корпуса и его внутренним буртиком. Это в совокупности приводит к снижению виброактивности машины.Due to the fact that the shock link is fixed in the bore of the case of a smaller diameter from its outer end, and the static link installed in the bore of the case of a larger diameter abuts against the corresponding inner collar of the body with its outer shoulder, the static link remains on location and the inertia force vector is directed towards the shock wave, so the latter is partially extinguished in the elastic body of the body along the length between the outer end of the body and its inner flange. This together leads to a decrease in the vibration activity of the machine.

Благодаря тому что на наружной поверхности статического звена ствола по образующим выполнены продольные пазы, часть из которых сообщается через перепускные радиальные отверстия с камерой прямого хода и является ресивером прямого хода, а другая часть пазов является возвратными питающими каналами и сообщается с одной стороны через перепускные радиальные отверстия с камерой холостого хода, а с другой стороны с кольцевым ресивером обратного хода, увеличивается литраж камер прямого и обратного ходов на сумму объемов соответствующих пазов, а ствол приобретает форму полого шлицевого вала, который имеет большую жесткость и прочность, чем простой цилиндр, тем самым увеличивая ресурс машины.Due to the fact that longitudinal grooves are made along the generators on the outer surface of the static link of the trunk, part of which communicates through forward radial openings with the forward-facing camera and is a forward-flow receiver, and the other part of the grooves is returnable feed channels and communicates on one side through radial bypass openings with an idle chamber, and on the other hand with an annular reverse receiver, the displacement of the forward and reverse cameras increases by the sum of the volumes of the corresponding grooves , and the barrel takes the form of a hollow spline shaft, which has greater rigidity and strength than a simple cylinder, thereby increasing the life of the machine.

Благодаря тому что подклапанное и надклапанное седла соответственно крышки ствола и коробки клапана выполнены в виде прямого и обратного конусов, они рассекают питающие каналы, которые расположены по траектории концентрической окружности симметрично оси как в крышке ствола, так и в коробке клапана под углом, образуя в сечении овал, длина периметра которого больше, чем длина окружности круга, это позволяет сделать ход клапана меньшим при неизменной условной площади зазора между клапаном и овальными отверстиями, что обеспечивает устойчивый цикл работы машины в широком диапазоне сетевого давления.Due to the fact that the subvalve and supravalve seats, respectively, of the barrel lid and valve box are made in the form of forward and reverse cones, they cut the supply channels, which are located along the path of a concentric circle symmetrically to the axis in the barrel cover and in the valve box at an angle, forming in cross section an oval, the length of the perimeter of which is greater than the circumference of the circle, this allows you to make the valve stroke smaller with a constant nominal gap between the valve and oval openings, which ensures stable th machine cycle of operation over a wide pressure range network.

Благодаря тому, что клапан выполнен из эластомера в виде двухлепестковой конструкции, лепестки которой состоят из двух полых усеченных конусов, соединенных неразъемно в основании, а конические поверхности первого и второго лепестков соответствуют коническим поверхностям соответственно подклапанного и надклапанного седел и попеременно взаимодействуют с ними, а отверстия, образованные в сечении конусов клапана, обеспечивают питающий канал, то в клапанной камере всегда присутствует сетевой воздух соответствующего давления и каждый из лепестков клапана работает независимо в пределах упругости данной конструкции клапана, тем самым обеспечивая адаптивную работу клапана к камерам прямого и обратного ходов. Осуществляется опережающая отсечка сжатого воздуха при выхлопе и, напротив, соответствующее запаздывание при сжатии воздуха в камере прямого хода, что уменьшает расход энергоносителя, в зазорах между коническими лепестками клапана и соответствующими коническими седлами не задерживается случайно попавшая пыль и грязь, а выдувается по коническим поверхностям в ствол.Due to the fact that the valve is made of an elastomer in the form of a two-leaf structure, the petals of which consist of two hollow truncated cones connected inseparably at the base, and the conical surfaces of the first and second petals correspond to the conical surfaces of the subvalve and supravalve seats, respectively, and alternately interact with them, and the holes , formed in the section of the valve cones, provide a supply channel, then in the valve chamber there is always a supply air of the corresponding pressure and each of the valve petals operates independently within the elasticity of the valve structure, thereby providing adaptive valve operation to the forward and reverse chambers. Advance cut-off of compressed air during the exhaust is carried out and, on the contrary, a corresponding delay in the compression of air in the forward-stroke chamber, which reduces the energy consumption, in the gaps between the conical flaps of the valve and the corresponding conical saddles, dust and dirt accidentally do not linger, but are blown out on conical surfaces in trunk.

Благодаря тому что ударный механизм выполнен из двух последовательно расположенных в стволе масс - бойка и поршня, имеющих сферические торцы для взаимодействия между собой, в фазе холостого хода под воздействием реактивного удара инструмента через боек поршень отскакивает первым вверх, образуя между собой и бойком промежуточную камеру, и далее тормозится, сжимая воздух в камере прямого хода и в сообщающемся с ней ресивере прямого хода, а боек, получивший разгонный импульс сжатым воздухом в камере холостого хода, поднимаясь вверх тормозится воздушной подушкой, образованной в промежуточной камере между ним и поршнем, таким образом, толчок в сторону рукоятки ослабляется двумя воздушными подушками и разделенными массами. В фазе прямого хода поршень движется под действием силы сжатого воздуха в камере прямого хода, а боек получает дополнительное ускорение за счет сжатого воздуха в промежуточной камере, однако при пересечении выхлопных отверстий воздух из промежуточной камеры вытесняется в атмосферу и далее происходит синхронное движение сдвоенных масс поршня и бойка и сдвоенный удар, который эффективен для разрушений как воздействие силовых импульсов высокой частоты.Due to the fact that the percussion mechanism is made of two masses sequentially located in the barrel — the striker and the piston, having spherical ends for interaction with each other, in the idle phase under the influence of a jet strike of the tool through the striker, the piston bounces first upward, forming an intermediate chamber between itself and the striker, and then slows down, compressing the air in the forward chamber and in the forward-flow receiver connected to it, and the firing pin, which received an accelerating impulse with compressed air in the idle chamber, rises up the brakes camping air cushion formed between them in the intermediate chamber and the piston, so that a push toward the handle is weakened by two air bags and separated masses. In the forward stroke phase, the piston moves under the action of compressed air in the forward stroke chamber, and the firing pin receives additional acceleration due to compressed air in the intermediate chamber, however, when the exhaust openings intersect, the air from the intermediate chamber is forced out into the atmosphere and then the dual masses of the piston synchronously move and striking and double impact, which is effective for destruction as the impact of high-frequency power pulses.

Благодаря тому что на внутренней стороне кольцевой кромки крышки держателя сменного инструмента, имеющей вид полого стакана, выполнена расточка в виде внутреннего конуса, а на корпусе в месте сопряжения его с крышкой выполнен встречный конус, соответствующий по геометрии внутреннему конусу крышки, обеспечивается высокая сила трения между сопрягающимися с натягом коническими поверхностями, что препятствует отворачиванию крышки при работе в колебательном режиме и нет необходимости в дополнительном фиксаторе, кроме этого, проходное отверстие, выполненное в основании крышки, диаметр которого соответствует диаметру буртика на сменном инструменте, позволяет пропускать через него инструмент в направлении хвостовой части вместе с буртиком, благодаря тому, что держатель инструмента выполнен из эластомера в виде разрезной втулки с наружным буртиком и цилиндрической частью, а внутренний диаметр его соответствует диаметру шейки сменного инструмента, он легко устанавливается на шейке инструмента путем разжимания руками с последующим обхватыванием ее, затем держатель вместе с инструментом своей цилиндрической частью устанавливается в проходное отверстие крышки, а инструмент своим хвостовиком - в ударное звено ствола и крышка навинчивается на корпус. В совокупности это обеспечивает установку и крепление инструмента с любой конфигурацией режущей части, дополнительное глушение инструментальных шумов и герметичность места посадки хвостовика инструмента от пыли и грязи.Due to the fact that a bore in the form of an inner cone is made on the inner side of the annular edge of the cover of the holder of the interchangeable tool, having a counter cone, and a counter cone, corresponding in geometry to the inner cone of the cover, is made on the case in the place of its interface with the cover, a high friction force between conical surfaces mating with interference, which prevents the cover from turning off during operation in oscillatory mode and there is no need for an additional lock, in addition, a through hole A hole made in the base of the cover, the diameter of which corresponds to the diameter of the shoulder on the interchangeable tool, allows the tool to pass through it in the direction of the tail part together with the shoulder, due to the fact that the tool holder is made of elastomer in the form of a split sleeve with an outer shoulder and a cylindrical part, and its inner diameter corresponds to the diameter of the neck of the interchangeable tool, it is easily installed on the neck of the tool by unclenching with your hands and then clasping it, then the holder holds with its cylindrical part of the tool is installed into the opening of the lid, and their tool shank - in shock link and the trunk lid is screwed onto the body. In total, this ensures the installation and fastening of the tool with any configuration of the cutting part, additional damping of instrumental noise and the tightness of the landing place of the tool shank from dust and dirt.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина соответствует критерию изобретения "Новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в смежных областях техники не позволили авторам выявить технические решения, содержащие сходные признаки, а поэтому заявляемое решение соответствует критерию изобретения "Существенные отличия".Comparative analysis with the prototype shows that the inventive machine meets the criteria of the invention of "Novelty." Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in related fields of technology did not allow the authors to identify technical solutions containing similar features, and therefore, the claimed solution meets the criteria of the invention "Significant differences".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструктивная схема заявляемой машины ударного действия при расположении бойка и поршня в фазе удара, на фиг.2 показана схема машины и взаимное расположение бойка и поршня в фазе холостого хода, на фиг.3 показана схема машины и взаимное расположение бойка и поршня в фазе прямого хода, на фиг.4 и 5 - сечение фиг.2 по Б-Б и по А-А соответственно, на фиг.6 показан механизм воздухораспределения и, наконец, на фиг.7 показан механизм крепления сменного рабочего инструмента от выпадания.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of the inventive percussion machine when the hammer and piston are located in the shock phase, Fig. 2 shows a diagram of the machine and the relative position of the hammer and piston in the idle phase, Fig. 3 shows a diagram machines and the relative position of the hammer and the piston in the forward stroke phase, Figs. 4 and 5 are a cross-section of Fig. 2 along BB and AA, respectively, Fig. 6 shows the air distribution mechanism and, finally, Fig. 7 shows mechanism for attaching a replaceable working tool from falling out.

Пневматическая машина ударного действия содержит ствол, состоящий из ударного 1 и статического 2 звеньев, имеющий выхлопные 3 и перепускные 4 отверстия, внешний буртик 5 и наружные, выполненные продольно по образующим пазы, одни из которых 6 образуют ресивер прямого хода, вторые 7 образуют питающие каналы обратного хода, третьи 46 образуют совместно с выхлопными 3 отверстиями выхлопные каналы, упругий корпус 8, выполненный, например, из полиуретана, в котором с натягом установлены /залиты/ ударное и статическое звенья ствола и который имеет внутренний буртик 9 для взаимодействия с буртиком 5 статического звена ствола, воздухораспределительный механизм, помещенный в стакан 10 с образованием кольцевого ресивера 11 между ними и состоящий из крышки 12 ствола, коробки 13 клапана и самого клапана 14, помещенного между ними, при этом в крышке ствола выполнены нагнетательные 15 каналы, осевой подпитывающий 16 канал и подклапанное седло 17 конической формы, а в клапанной коробке выполнены соответствующие каналы 18 обратного хода, имеющие выходы в кольцевую камеру для сообщения ее с клапанной камерой, питающий канал 19 и надклапанное седло 20 конической формы, а клапан выполнен из эластичного полимера в виде двух полых усеченных конических лепестков - верхнего 21 и нижнего 22 согласно фиг.6, неразъемно соединенных между собой основаниями с образованием клапанной камеры 23 между ними, ударный механизм, выполненный из последовательно размещенных в стволе масс - бойка 24 и поршня 25, делящий его на камеры прямого 26 и обратного 27 ходов и промежуточную 28 камеру, пусковой механизм, содержащий плунжер 29 и штуцер 30 с шариковым клапаном 31, размещенные в питающей камере 32 стакана 10, помещенного в рукоятку 33, сменный инструмент 34 с кольцевым буртиком 35, делящим его на шейку 36 и хвостовик 37, помещенный в ударное звено 1 ствола, разрезной держатель 38 сменного инструмента, имеющий снаружи буртик 39 и цилиндрическую часть 40, а внутри круглое осевое отверстие 41 для размещения в нем шейки сменного инструмента, а также крышку 42 держателя сменного инструмента, выполненную в виде полого стакана с осевым проходным отверстием 43 в дне, в которое устанавливается цилиндрическая часть держателя инструмента, а внутри стакана на кольцевой кромке выполнена расточка в виде внутреннего конуса 44 для взаимодействия с соответствующим конусом 45 на корпусе 8 машины.The pneumatic impact machine contains a barrel, consisting of shock 1 and static 2 links, having exhaust 3 and bypass 4 holes, an external flange 5 and external, made longitudinally along the forming grooves, one of which 6 form a forward-flow receiver, the second 7 form supply channels reverse, the third 46 together with the exhaust 3 openings form the exhaust channels, an elastic body 8, made, for example, of polyurethane, in which with interference fit are installed / filled / shock and static links of the barrel and which has an internal an early shoulder 9 for interacting with the shoulder 5 of the static link of the barrel, an air distribution mechanism placed in the glass 10 to form an annular receiver 11 between them and consisting of a barrel cover 12, a valve box 13 and the valve 14 placed between them, while in the barrel cover injection channels 15 are made, the axial feed channel 16 and the subvalvular seat 17 are conical in shape, and the corresponding return channels 18 are made in the valve box having exits to the annular chamber for communication with the valve chamber oh, the feed channel 19 and the supravalve seat 20 are conical in shape, and the valve is made of elastic polymer in the form of two hollow truncated conical petals - the upper 21 and lower 22 according to Fig.6, permanently connected to each other by the formation of the valve chamber 23 between them, shock a mechanism made of sequentially placed in the barrel masses - striker 24 and piston 25, dividing it into chambers of forward 26 and return 27 moves and an intermediate chamber 28, a trigger mechanism containing a plunger 29 and a fitting 30 with a ball valve 31, placed in the supply chamber 32 of the cup 10, placed in the handle 33, an interchangeable tool 34 with an annular collar 35, dividing it into a neck 36 and a shank 37, placed in the shock link 1 of the barrel, a split holder 38 of an interchangeable tool having an outside collar 39 and a cylindrical part 40 and inside there is a circular axial hole 41 for accommodating the neck of the interchangeable tool in it, as well as a cover 42 of the tool holder of the tool, made in the form of a hollow glass with an axial passage hole 43 in the bottom into which the cylindrical part of the tool holder is installed a, and inside the glass on the annular edge, a bore is made in the form of an inner cone 44 for interaction with the corresponding cone 45 on the machine body 8.

Работает заявляемая машина следующим образом. Устанавливают сменный инструмент 34, например лопату, в проходное отверстие 43 в крышке 42 держателя, протаскивают его на длину дальше буртика 35, затем разжимают эластичный разрезной держатель 38 и устанавливают его в обхват на шейку 36 инструмента. Далее держатель 38 вместе с инструментом 34 помещают цилиндрической частью 40 в проходное отверстие 43 крышки до упора буртиком 39 в дно крышки, а хвостовик 37 инструмента - в ударное звено 1 ствола и навинчивают крышку 42 на корпус 8 до взаимодействия в натяг прямого конуса 45 на корпусе и обратного конуса 44 на крышке 42. Затем устанавливают машину инструментом 34 на обрабатываемую поверхность и нажимают на рукоятку 33 в осевом направлении. Рукоятка перемещает плунжер 29 внутрь питающей камеры 32 стакана 10. Плунжер 29 взаимодействует с шариковым клапаном 31, утапливая его внутрь штуцера 30, и сжатый воздух поступает в питающую камеру 32. Далее сжатый воздух по питающему каналу 19 через зазор между надклапанным седлом 20 и верхним коническим лепестком 21 попадает в кольцевой ресивер 11 обратного хода, через каналы 18 обратного хода, затем по продольным питающим каналам 7 и по перепускным отверстиям 4 воздух попадает в камеру 27 обратного хода. Боек 24 и поршень 25 начинают подниматься вверх в сторону камеры 26 прямого хода. Воздух, отсеченный в камере 26 прямого хода, после перекрытия ударным механизмом выхлопных отверстий 3 вытесняется через перепускные отверстия 4 в продольные пазы 6, образующие в совокупности ресивер прямого хода, сжимается в камере 26 прямого хода и ресивере до величины, равной величине давления сжатого воздуха в клапанной камере 23. После того как ударный механизм откроет выхлопные отверстия 3, воздух из камеры 27 обратного хода и сообщающихся с ней коммуникаций вытечет наружу, верхний лепесток 21 клапана 14 в силу разности давлений в клапанной камере 23 и кольцевом ресивере 11 обратного хода, а также в силу податливости материала клапана и малого хода его перебросится на надклапанное седло 20, а нижний лепесток 22 будет оставаться на подклапанном седле 17 до тех пор, пока давление воздуха в камере 26 прямого хода и соответствующем ресивере не превысит величину давления сжатого воздуха в клапанной камере 23. После переброски нижнего лепестка 22 и остановки ударного механизма в верхней точке начинается рабочая фаза ударного цикла. Сжатый воздух через питающие каналы 19, проходя клапанную камеру 23, попадает в щелевой зазор между нижним лепестком 22 клапана 14 и подклапанным седлом 17 и далее по нагнетательным каналам 15 в камеру 26 прямого хода. В камере прямого хода сжатый воздух, расширяясь, начинает ускоренно разгонять ударный механизм. В фазе холостого хода и в фазе прямого хода боек 24 и поршень 25 расходятся между собой, образуя промежуточную камеру 28, но перед ударом при пересечении ударным механизмом выхлопных отверстий 3 воздух из нее вытесняется, а поршень и боек смыкаются и совершают по торцу хвостовика 37 инструмента 34 сдвоенный удар. Структура удара получается высокочастотной с растянутым во времени воздействием на объект обработки. При отскоке инструмента реактивный удар его воздействует через боек 24 на поршень 25 и последний, получив ускорение, отскакивает от бойка и начинает движение в сторону камеры 26 прямого хода, а перебросившийся вверх лепесток 21 клапана 14 открывает путь сжатому воздуху через вышеописанные коммуникации обратного хода под боек 24 в камеру 27 обратного хода. Далее продолжается циклическая работа машины по описанному алгоритму.The claimed machine operates as follows. A replaceable tool 34, for example a shovel, is installed in the passage hole 43 in the holder cover 42, it is pulled a length further than the shoulder 35, then the elastic split holder 38 is unclenched and set into a girth on the neck 36 of the tool. Next, the holder 38 together with the tool 34 is placed by the cylindrical part 40 in the passage hole 43 of the cover until it stops with a shoulder 39 in the bottom of the cover, and the tool shank 37 into the shock link 1 of the barrel and screw the cover 42 onto the housing 8 until they interact with the interference of the straight cone 45 on the housing and the return cone 44 on the cover 42. Then, the machine is installed with a tool 34 on the work surface and pressed on the handle 33 in the axial direction. The handle moves the plunger 29 inside the supply chamber 32 of the cup 10. The plunger 29 interacts with the ball valve 31, recessing it inside the fitting 30, and the compressed air enters the supply chamber 32. Then, the compressed air flows through the supply channel 19 through the gap between the valve seat 20 and the upper conical the petal 21 enters the annular receiver 11 backward, through the channels 18 backward, then through the longitudinal supply channels 7 and bypass holes 4, the air enters the chamber 27 backward. The firing pin 24 and the piston 25 begin to rise up towards the forward motion chamber 26. The air cut off in the forward-flow chamber 26, after blocking the exhaust openings 3 by the impact mechanism, is forced out through the bypass holes 4 into the longitudinal grooves 6, which together form the forward-flow receiver, is compressed in the forward-flow chamber 26 and the receiver to a value equal to the pressure of compressed air in valve chamber 23. After the percussion mechanism opens the exhaust openings 3, air from the return chamber 27 and communications connected with it will flow out, the upper lobe 21 of the valve 14 due to the pressure difference in the valve the chamber 23 and the annular receiver 11 backward, as well as due to the flexibility of the valve material and small stroke, it will be transferred to the supravalve seat 20, and the lower lobe 22 will remain on the subvalve seat 17 until the air pressure in the forward passage chamber 26 and the corresponding the receiver does not exceed the pressure value of the compressed air in the valve chamber 23. After the transfer of the lower lobe 22 and the stop of the shock mechanism at the upper point, the working phase of the shock cycle begins. Compressed air through the supply channels 19, passing the valve chamber 23, enters the gap between the lower lobe 22 of the valve 14 and the valve seat 17 and then through the discharge channels 15 into the forward-running chamber 26. In the forward-flow chamber, compressed air, expanding, begins to accelerate the acceleration of the percussion mechanism. In the idle phase and in the forward phase, the firing pin 24 and piston 25 diverge from each other, forming an intermediate chamber 28, but before impact when the exhaust mechanism 3 intersects the exhaust holes 3, the air is forced out of it, and the piston and the firing pin are closed and make tool ends 37 34 double hit. The structure of the impact turns out to be high-frequency with a time-stretched effect on the processing object. When the tool bounces, its jet impact acts through the striker 24 on the piston 25 and the latter, having accelerated, bounces off the striker and starts moving towards the forward stroke chamber 26, and the petal 21 of the valve 14 which is thrown up opens the way to the compressed air through the above-mentioned backward communications under the striker 24 into the return chamber 27. Next, the cyclic operation of the machine according to the described algorithm continues.

Основным преимуществом заявляемой машины ударного действия по сравнению с прототипом является снижение вибрации на рукоятке и повышение эффективности за счет изменения структуры удара, снижения расхода сжатого воздуха и увеличения надежности ее.The main advantage of the inventive percussion machine compared with the prototype is to reduce vibration on the handle and increase efficiency by changing the structure of the impact, reducing the consumption of compressed air and increasing its reliability.

Это достигается тем, что ствол состоит из телескопически установленных и кинематически не связанных в осевом направлении друг с другом ударного и статического звеньев, при этом статическое звено не испытывает непосредственный торцевой удар, что ослабляет вибрацию, продольные по образующей снаружи статического звена пазы обеспечивают, кроме ресивера прямого хода и питающих каналов обратного хода, жесткость при изгибающих и ударных нагрузках, что увеличивает надежность ствола в целом, удар сдвоенной массой бойка и поршня обеспечивает высокочастотное воздействие на объект обработки и более продолжительное, чем при жестком ударе, при этом поршень при реактивном ударе инструмента принимает часть реактивной энергии, уменьшая воздействие инструмента на ствол, двухлепестковый полый и эластичный клапан, выполненный в виде конических разнонаправленных лепестков с образованием клапанной камеры между ними, обеспечивает гистерезис в срабатывании лепестков на открывание и закрывание каналов для выполнения обратного и прямого ходов, что обеспечивает снижение расхода сжатого воздуха, конические надклапанное и подклапанное седла позволяют уменьшить ход клапана при неизменном условном диаметре в сечении нагнетательных и питающих каналов, что обеспечивает устойчивую работу машины, при этом случайно попавшие в клапанное пространство пыль и грязь не задерживаются на конических поверхностях, а выдуваются сжатым воздухом, разрезной эластичный держатель инструмента, установленный в проходное отверстие крышки, позволяет удерживать от выпадения инструмент с любой конфигурацией режущей части, а внутренний конус на крышке и встречный конус на корпусе при взаимодействии обеспечивают высокую силу трения, стопорящую крышку от отворачивания при тряске.This is achieved by the fact that the barrel consists of telescopically mounted and axially kinematically unrelated shock and static links, while the static link does not experience a direct end impact, which attenuates vibration, the grooves longitudinal along the generatrix outside the static link provide, except for the receiver forward stroke and feed backward channels, rigidity under bending and shock loads, which increases the reliability of the barrel as a whole, the impact with the double mass of the hammer and piston provides the co-frequency impact on the processing object and longer than during a hard impact, while the piston during reactive impact of the tool takes part of the reactive energy, reducing the impact of the tool on the barrel, two-leaf hollow and elastic valve made in the form of conical multidirectional lobes with the formation of a valve chamber between them , provides hysteresis in the operation of the petals to open and close the channels to perform reverse and forward strokes, which reduces the consumption of compressed air, conical supravalve and subvalve seats allow reducing the valve stroke at a constant nominal diameter in the section of the discharge and supply channels, which ensures stable operation of the machine, while dust and dirt accidentally entering the valve space are not retained on the conical surfaces, but are blown out with compressed air, split an elastic tool holder installed in the passage hole of the cover allows you to keep the tool with any configuration of the cutting part from falling out, and the inner cone n and the lid and the oncoming cone on the housing during interaction provide a high friction force that locks the lid against loosening when shaking.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР №1390011, В 25 D 17/08, В 25 D 17/28, 1988 г. - аналог.1. USSR author's certificate No. 1390011, B 25 D 17/08, B 25 D 17/28, 1988 - analogue.

2. Авторское свидетельство СССР №1402423, В 25 D 9/26, 1988 г. - аналог.2. USSR Copyright Certificate No. 1402423, B 25 D 9/26, 1988 - analogue.

3. Патент РФ №2175909, В 25 D 9/00, 1999 г. - прототип.3. RF patent No. 2175909, 25 D 9/00, 1999 - prototype.

Claims

Pneumatic impact machine containing a barrel with exhaust and bypass holes, a shock mechanism placed in the barrel with the possibility of axial movement and dividing it into forward and reverse cameras, a housing in which the barrel is located, an air distribution mechanism comprising a barrel cover mounted on the end the barrel, the valve box adjacent to it and the valve placed in the valve chamber, a cup in which the air distribution mechanism is placed with the formation of an annular chamber between them and the supply chamber measures, while back-up channels are made in the valve box, communicating the annular chamber with the valve chamber, and pressure channels are made in the barrel cover, communicating the valve chamber with the forward chamber, a starting device consisting of a fitting with a valve mechanism and a plunger, as well as an interchangeable a tool having an annular flange and dividing it into a neck and a shank, a tool holder holder cover made in the form of a cup, and a tool holder located inside the cover between its base and shoulder tool to keep it from falling out of the barrel, characterized in that the barrel is made of static and shock links mounted telescopically in one another with the possibility of axial movement, for example, a shock in static, excluding axial impact between them, while both links are placed in an elastic body made of impact-resistant elastic polymer, which has an inner flange formed by coaxial bores of larger and smaller diameters, and the shock link is installed in the body bore less its diameter, and the static link is installed in the bore of the case of a larger diameter and has an outer flange for interacting with the corresponding flange of the housing, and also has longitudinal grooves on the outer cylindrical surface formed by generators, some of which are connected to the forward-running chamber via radial bypass holes, and the other part is connected to the reverse chamber, the subvalve and supravalve seats, respectively, of the barrel cover and valve box are made in the form of forward and reverse cones, and it is made of an elastic polymer in the form of a two-leaf structure, the petals of which consist of two hollow truncated cones connected inseparably with each other to form a chamber conical on both sides, and the outer conical surfaces of the petals correspond to the conical surfaces of the respectively valve and subvalve seats and interact alternately with them, the percussion mechanism is made of two masses of the striker and piston sequentially located in the barrel, having spherical ends for mutual interacting with each other with the formation of an intermediate chamber between them, the cover of the tool holder attached to the outer end of the case is made of impact-resistant elastic polymer in the form of a hollow glass with an internal conical bore for interaction with the corresponding external cone on the case and has a bore at the base, diameter which corresponds to the diameter of the shoulder on the interchangeable tool, the holder of the interchangeable tool is also made of impact resistant elastic polymer in the form of a split w a piece having an outside collar for interaction inside the cover with its bottom and a cylindrical part, the diameter of which corresponds to the diameter of the hole in the base of the cover into which it is installed, and the inner diameter of the tool holder corresponds to the diameter of the neck of the tool that it wraps around.