RU2418146C1

RU2418146C1 - Air impact mechanism

Info

Publication number: RU2418146C1
Application number: RU2009136293/03A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Эдуардович Абраменков (RU); Дмитрий Эдуардович Абраменков; Эдуард Александрович Абраменков (RU); Эдуард Александрович Абраменков; Евгений Александрович Иванов (RU); Евгений Александрович Иванов; Чингис Николаевич Чолдак-оол (RU); Чингис Николаевич Чолдак-оол
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-05-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: air impact mechanism consists of cylinder case with outlet channels and installed in it bushing and of stepped striker with rod and main parts, with through orifice and bushing in rod part with channel-slot dividing cavity of case to chamber of idle run on side of shank end and circular working chamber. Further, the mechanism consists of a circular flange with channels supplying air from a network camera, of the rod rigidly secured relative to the circular flange and continuously inserted in a through orifice of the striker and interacting with the channel-slot of the bushing and of a working tool with the shank end. The impact mechanism has a circular distributing chamber on one side communicated with the network camera by means of air supplying channels of the circular flange and on another side continuously communicated with the circular chamber of working stroke by means of a circular throttle channel formed with a bushing of the impact mechanism and a rod part of the striker. Also, the rod is alternately communicated depending on position between the stepped striker of the circular distributing chamber and the idle stroke chamber.

EFFECT: raised power of impact and reliability of rod.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия.The invention relates to the construction and mining industry, in particular to pneumatic shock devices.

Известен беззолотниковый пневматический ударный механизм (см., например, а.с. СССР №275931, МКл Е21С 3/24 1970 г.), включающий ступенчатый цилиндр с постоянно открытым впускным каналом и выпускным каналом в цилиндре, с жестко закрепленным стержнем относительно крышки и ударник с центральным каналом для периодического взаимодействия со стержнем. Под действием разности силовых импульсов со стороны камеры сетевого воздуха камеры холостого хода и кольцевой камеры рабочего хода ударник совершает возвратно-поступательное движение и периодически наносит удары по инструменту. Пневматический ударный механизм обладает недостатком: так как закрытие и открытие осевого отверстия ударника стержнем происходит резко, с соударением об устье отверстия ударника, это вызывает торможение ударника и ухудшает характеристики механизма.Known zolotnikovy pneumatic impact mechanism (see, for example, AS USSR No. 277531, MKl E21C 3/24 1970), including a stepped cylinder with a constantly open inlet channel and an exhaust channel in the cylinder, with a rigidly fixed rod relative to the cover and drummer with a central channel for periodic interaction with the rod. Under the influence of the difference of power pulses from the side of the network air chamber of the idle chamber and the annular chamber of the working stroke, the striker makes a reciprocating motion and periodically strikes the instrument. Pneumatic impact mechanism has a drawback: since the closing and opening of the axial hole of the drummer with the rod occurs sharply, with a collision with the mouth of the hole of the drummer, this causes braking of the drummer and impairs the characteristics of the mechanism.

Также известен пневматический ударный механизм (см., например, а.с. СССР №359382, МКл Е21С 3/24 1972 г. - прототип), включающий корпус с впускным и выпускным каналами, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со сквозным отверстием и втулкой с каналом-пазом, жестко закрепленный относительно кольцевого фланца стержень, постоянно находящийся в сквозном отверстии ударника, взаимодействующим с каналом-пазом втулки. Ударник разделяет полость корпуса на камеры сетевого давления и атмосферного давления со стороны штоковой части ударника и камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента. Канал-паз во втулке при взаимодействии со стержнем обеспечивает открытие и закрытие сквозного отверстия ударника. На участке взаимодействия со штоковой частью ударника, в корпусе установлена втулка, образующая кольцевую ступень, ограничивающую ход ударника со стороны камеры атмосферного давления. Пневматический ударный механизм как содержащий наибольшее количество существенных признаков, включенных в предлагаемое техническое решение, принят в качестве прототипа.Also known is a pneumatic percussion mechanism (see, for example, AS USSR No. 359382, MKl E21C 3/24 1972 - prototype), which includes a housing with inlet and outlet channels, a working tool with a shank, a step drummer with a through hole and a sleeve with a channel-groove, a rod rigidly fixed relative to the annular flange, constantly located in the through hole of the hammer, interacting with the channel-groove of the sleeve. The drummer divides the body cavity into the network pressure and atmospheric pressure chambers from the rod part of the striker and the idle chamber from the shank of the working tool. The channel groove in the sleeve when interacting with the rod provides the opening and closing of the through hole of the hammer. At the site of interaction with the rod part of the striker, a sleeve is installed in the housing that forms an annular step restricting the stroke of the striker from the side of the atmospheric pressure chamber. Pneumatic impact mechanism as containing the largest number of essential features included in the proposed technical solution, adopted as a prototype.

Прототип обладает основными недостатками: кольцевая камера атмосферного давления, образованная полостью корпуса и штоковой частью ударника, не сообщена с кольцевой распределительной камерой и не участвует в образовании силового импульса давления воздуха с ее стороны, что препятствует повышению энергии удара; выполнение штоковой части ударника должно обеспечивать посадку с установленной в корпусе втулкой, обеспечивая ее соосность со стержнем, что практически невозможно и, как правило, приводит к торможению ударника и снижению надежности стержня.The prototype has the main disadvantages: an atmospheric pressure annular chamber formed by the body cavity and the rod part of the striker is not connected to the annular distribution chamber and does not participate in the formation of a force pulse of air pressure from its side, which prevents an increase in impact energy; the implementation of the rod part of the striker should provide a landing with a sleeve installed in the housing, ensuring its alignment with the rod, which is practically impossible and, as a rule, leads to braking of the striker and a decrease in the reliability of the rod.

Отмеченные недостатки механизма устраняются полностью или частично, если на участке взаимодействия кольцевой ступени втулка корпуса - штоковая часть ударника выполнить кольцевой дроссельный канал с расчетным проходным сечением, постоянно соединяющий кольцевую камер со стороны штоковой части ударника с кольцевой распределительной камерой.The noted drawbacks of the mechanism are completely or partially eliminated if, in the interaction section of the annular stage, the body sleeve — the rod part of the drummer — performs an annular throttle channel with a calculated passage section that constantly connects the annular chambers from the rod part of the drummer with the annular distribution chamber.

Сущность предлагаемого технического решения пневматического ударного механизма заключается в следующем: пневматический ударный механизм, включающий цилиндрический корпус с выпускными каналами и установленной в нем втулкой, ступенчатый ударник со штоковой и основной частью, сквозным отверстием и втулкой в штоковой части с каналом-пазом, разделяющий полость корпуса на камеру холостого хода со стороны хвостовика и кольцевую рабочую камеру, кольцевой фланец с каналами подвода воздуха из сетевой камеры, жестко закрепленный относительно кольцевого фланца стержень, постоянно находящийся в сквозном отверстии ударника и взаимодействующий с каналом-пазом втулки, рабочий инструмент с хвостовиком, причем ударный механизм имеет кольцевую распределительную камеру, сообщенную с одной стороны с сетевой камерой посредством каналов подвода воздуха кольцевого фланца и с другой стороны постоянно с кольцевой камерой рабочего хода посредством кольцевого дроссельного канала, образованного втулкой ударного механизма и штоковой частью ударника, при этом стержень установлен с возможностью периодического сообщения, в зависимости от положения ступенчатого ударника, кольцевой распределительной камеры и камеры холостого хода между собой.The essence of the proposed technical solution for a pneumatic impact mechanism is as follows: a pneumatic impact mechanism, including a cylindrical body with exhaust channels and a sleeve installed in it, a step striker with a rod and main part, a through hole and a sleeve in the rod part with a groove channel separating the body cavity to the idle chamber from the shank side and the annular working chamber, the annular flange with the air supply channels from the network chamber, rigidly fixed relative to annular flange rod, constantly located in the through hole of the hammer and interacting with the channel-groove of the sleeve, the working tool with a shank, and the percussion mechanism has an annular distribution chamber, communicating on the one hand with the network camera through the air supply channels of the annular flange and on the other hand constantly with annular chamber of the stroke through the annular throttle channel formed by the sleeve of the percussion mechanism and the rod part of the hammer, while the rod is installed with the periodic communication, depending on the position of the step striker, the annular distribution chamber, and the idle chamber to each other.

Исполнение пневматического ударного механизма поясняется чертежом.The execution of the pneumatic impact mechanism is illustrated in the drawing.

Пневматический ударный механизм содержит цилиндрический корпус 1, установленный в нем с возможностью перемещаться ступенчатый ударник 2 со штоковой частью 3 и основной частью 4, имеющий сквозное отверстие 5, частично входящий в него стержень 6 своей поршневой частью 7, жестко закрепленным болтом 8 в кольцевом фланце 9 камеры 10 сетевого воздуха. Втулка 11 штоковой части 3 ударника 2 выполнена с каналом-пазом 12, что обеспечивает плавный впуск сетевого воздуха в сквозное отверстие 5 ударника 2. Стакан 13 замыкает сетевую камеру 10 относительно кольцевого фланца 9 и корпуса 1. Втулка 14 и штоковая часть 3 ударника 2 образуют кольцевой дроссельный канал 15, соединяющий кольцевую распределительную камеру 16 с кольцевой камерой 17 рабочего хода. Канал-паз 12 втулки 11 ударника 2 обеспечивает периодический впуск воздуха в камеру 18 холостого хода.The pneumatic percussion mechanism comprises a cylindrical body 1 mounted therein with the possibility of a step-type striker 2 being moved with the rod part 3 and the main part 4, having a through hole 5, a rod 6 partially entering into it with its piston part 7, rigidly fixed by a bolt 8 in the annular flange 9 chamber 10 network air. The sleeve 11 of the rod part 3 of the hammer 2 is made with a channel-groove 12, which provides a smooth inlet of the network air into the through hole 5 of the hammer 2. The glass 13 closes the network camera 10 relative to the annular flange 9 and the housing 1. The sleeve 14 and the rod part 3 of the hammer 2 form an annular throttle channel 15 connecting the annular distribution chamber 16 with the annular chamber 17 of the stroke. The channel groove 12 of the sleeve 11 of the hammer 2 provides a periodic intake of air into the idle chamber 18.

Кольцевая камера 17 рабочего хода сообщается выпускным каналом 19 в корпусе 1 с атмосферой. Камера 18 холостого хода периодически, в зависимости от положения ударника относительно стержня 6 сообщается с атмосферой посредством выпускного канала 20 в корпусе 1.The annular chamber 17 of the stroke is in communication with the exhaust channel 19 in the housing 1 with the atmosphere. The idle chamber 18 periodically, depending on the position of the hammer relative to the rod 6, communicates with the atmosphere through the exhaust channel 20 in the housing 1.

Кольцевой фланец 9 и стакан 13 образуют камеру 10 сетевого воздуха, куда поступает сетевой воздух через канал 21 в стакане 13 и каналы 22, посредством которых воздух поступает в кольцевую распределительную камеру 16, являющуюся также частично камерой рабочего хода. Рабочий инструмент 23 установлен своим хвостовиком 24 в камере 18 холостого хода и удерживается относительно корпуса 1 пружиной 25.The annular flange 9 and the cup 13 form a network air chamber 10, where the network air enters through the channel 21 in the cup 13 and the channels 22, through which air enters the annular distribution chamber 16, which is also partly a travel chamber. The working tool 23 is installed with its shank 24 in the idle chamber 18 and is held relative to the housing 1 by a spring 25.

Пневматический ударный механизм работает следующим образом.Pneumatic impact mechanism operates as follows.

После включения пускового устройства (на чертеже не показано и может быть любым известным) воздух из сети поступает по каналу 21 в стакане 13 в камеру 10 сетевого воздуха. Далее через каналы 22 в кольцевом фланце 9 воздух поступает в кольцевую распределительную камеру 16. Из кольцевой распределительной камеры 16 по каналу-пазу 12 втулки 11 штоковой части 3 воздух поступает по сквозному отверстию 5 ударника 2 в камеру 18 холостого хода. Одновременно по кольцевому дроссельному каналу 15 воздух из кольцевой распределительной камеры 16 поступает в кольцевую камеру 17 рабочего хода, соединенную с атмосферой через выпускной канал 19. В начале движения ударника 2 (см. фиг.) продолжается наполнение воздухом камеры 18 холостого хода, обеспечивая расчетную величину импульса холостого хода. Под действием импульса давления воздуха со стороны камеры 18 холостого хода ударник 2 продолжает движение в сторону кольцевой распределительной камеры 16, совершая холостой ход. При последующем движении ударник 2 перекрывает выпускной канал 19 в корпусе 1, а канал-паз 12 втулки 11 штоковой части 3 ударника 2 перекрывается поршневой частью 7 стержня 6, давление воздуха в камере 18 холостого хода выравнивается до атмосферного посредством канала 20, а в кольцевой камере 17 после разобщения ее с атмосферой начнется сжатие отсеченного и поступающего через кольцевой дроссельный канал 15 воздуха до некоторой расчетной величины. Давление воздуха в кольцевой распределительной камере 16 увеличивается и под действием разности импульсов давлений, действующих на ударник со стороны распределительной камеры 16, кольцевой камеры 17 рабочего хода и камеры 18 холостого хода, ударник 2 затормаживается и остановится в расчетной точке. Сразу же под действием импульса давления воздуха со стороны распределительной камеры 16, кольцевой камеры 17 рабочего хода ударник 2 начинает двигаться в сторону хвостовика 24 рабочего инструмента 23, совершая рабочий ход. При этом ударник 2 откроет выпускной канал 19 и кольцевая камера 17 рабочего хода сообщается с атмосферой. Далее ударник 2 перекроет своей боковой поверхностью выпускной канал 20, откроет канал-паз 12 втулки 11 штоковой части 3 ударника 2, вследствие чего в камере 18 холостого хода начнется сжатие отсеченного в ней воздуха и воздуха, поступающего из кольцевой распределительной камеры 16.After turning on the starting device (not shown in the drawing and may be any known), air from the network enters through the channel 21 in the glass 13 into the network air chamber 10. Further, through the channels 22 in the annular flange 9, the air enters the annular distribution chamber 16. From the annular distribution chamber 16, the air enters the idle chamber 18 through the through hole 5 of the hammer 2 of the rod 11 of the rod part 3. Simultaneously, through the annular throttle channel 15, air from the annular distribution chamber 16 enters the annular chamber 17 of the working stroke connected to the atmosphere through the exhaust channel 19. At the beginning of the movement of the hammer 2 (see Fig.), The filling of the idle chamber 18 continues, providing the calculated value impulse of idling. Under the influence of an air pressure pulse from the side of the idle chamber 18, the striker 2 continues to move towards the annular distribution chamber 16, making idle. With subsequent movement, the hammer 2 overlaps the exhaust channel 19 in the housing 1, and the channel-groove 12 of the sleeve 11 of the rod portion 3 of the hammer 2 is blocked by the piston part 7 of the rod 6, the air pressure in the idle chamber 18 is equalized to atmospheric through the channel 20, and in the annular chamber 17, after it is disconnected from the atmosphere, compression of the air cut off and entering through the annular throttle channel 15 to a certain calculated value will begin. The air pressure in the annular distribution chamber 16 increases and under the influence of the difference of pressure pulses acting on the firing pin from the side of the distribution chamber 16, the annular working chamber 17 and the idle chamber 18, the firing pin 2 brakes and stops at the calculated point. Immediately under the influence of an air pressure pulse from the side of the distribution chamber 16, the annular chamber 17 of the working stroke, the striker 2 begins to move toward the shank 24 of the working tool 23, making a working stroke. In this case, the hammer 2 will open the exhaust channel 19 and the annular chamber 17 of the working stroke is in communication with the atmosphere. Next, the firing pin 2 will block the outlet channel 20 with its lateral surface, open the channel-groove 12 of the sleeve 11 of the rod part 3 of the firing pin 2, as a result of which the compression of the air cut off in it and the air coming from the annular distribution chamber 16 will begin in the idle chamber 18.

Так как рабочая площадь основной части 4 ударника 2 со стороны камеры 18 холостого хода больше площади штоковой части 3 ударника 2, то под действием разности импульсов давлений воздуха ударник, преодолевая противодавление со стороны камеры холостого хода, наносит удар по хвостовику 24 инструмента 23. Под действием импульсов отскока и давления воздуха со стороны камеры 18 холостого хода ударник 2 начинает холостой ход. Далее рабочий цикл пневматического ударного механизма повторяется.Since the working area of the main part 4 of the striker 2 from the side of the idle chamber 18 is larger than the area of the rod part 3 of the striker 2, under the influence of the difference of pulses of air pressures, the striker, overcoming the counterpressure from the side of the idle chamber, strikes the shank 24 of tool 23. Under the action pulses of rebound and air pressure from the side of the chamber 18 of the idle drummer 2 starts idle. Next, the working cycle of the pneumatic impact mechanism is repeated.

Claims

Pneumatic percussion mechanism, including a cylindrical body with exhaust channels and a sleeve installed in it, a step impactor with a rod and main part, a through hole and a sleeve in the rod part with a groove channel separating the body cavity into the idle chamber from the shank and the annular working chamber , an annular flange with air supply channels from the network camera, a rod rigidly fixed relative to the annular flange, constantly located in the through hole of the hammer and interacting with the channel in a groove in the sleeve, a working tool with a shank, characterized in that the percussion mechanism has an annular distribution chamber communicated on the one hand with the network camera via air supply channels of the annular flange and on the other hand constantly with the annular working chamber by means of an annular throttle channel formed bushing of the percussion mechanism and the rod part of the striker, while the rod is installed with the possibility of periodic communication depending on the position of the step striker ring the distribution chamber and idling chamber between them.