RU2535426C1

RU2535426C1 - Impact tool

Info

Publication number: RU2535426C1
Application number: RU2013133182/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Игоревич Горелов; Владимир Васильевич Червов
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2014-12-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: tool contains casing with holes, striker with longitudinal channel installed in the casing, forward and reverse stroke chambers, compressed air supply channel to reverse stroke chamber, exhaust system and resilient ring. The exhaust system contains stop internal surface of the casing with front ring shoulder and reverse stroke limiter on its rear part. The resilient ring is installed in the ring groove on the striker with possibility of interaction with stop internal surface of the casing. The longitudinal grooves are made on the external surface of the striker. Forward stroke chamber contains the resilient tube, its one end is connected with the casing hole, and the other end is connected with the striker longitudinal channel. Compressed air supply channel to the reverse stroke chamber is made by channel of the resilient tube and longitudinal channel of the striker.

EFFECT: design simplification of the impact tool.

2 cl, 3 dwg

Description

.Техническое решение относится к горной и строительной технике, а именно к пневматическим устройствам ударного действия, и может быть использовано для разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, уплотнения грунта и т.д.. The technical solution relates to mining and construction equipment, namely to pneumatic shock devices, and can be used for the destruction of rocks, driving core elements into the ground, soil compaction, etc.

Известно устройство ударного действия по патенту РФ №2019693, кл. E21C 3/24, E02F 5/18, B25D 9/04, опубл. в БИ №17 15.09.1994 г, содержащее корпус с отверстиями, ударник, камеру прямого хода, камеру обратного хода, канал для сообщения камеры прямого хода с источником сжатого воздуха, канал в ударнике для сообщения камеры обратного хода с камерой прямого хода, две упругодеформируемые пластины с центральными отверстиями, закрепленными одна на передней торцевой поверхности ударника, другая на ответной части корпуса и образующими с ударником и корпусом камеру обратного хода.Known shock device according to the patent of the Russian Federation No.2019693, class. E21C 3/24, E02F 5/18, B25D 9/04, publ. in BI No. 17.09.15.1994, containing a housing with holes, a striker, a forward chamber, a reverse chamber, a channel for communicating a forward chamber with a compressed air source, a channel in a striker for communicating a reverse chamber with a forward chamber, two elastically deformable plates with central holes fixed one on the front end surface of the striker, the other on the counterpart of the body and forming a reverse chamber with the striker and the body.

Недостатком известной конструкции является недолговечность упругодеформируемых пластин, что существенно снижает надежность работы устройства.A disadvantage of the known design is the fragility of the elastically deformable plates, which significantly reduces the reliability of the device.

Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство ударного действия по патенту РФ №2105881, кл. E21C 3/24, E02F 5/18, опубл. в БИ №6 27.02.1998 г., включающее корпус с впускным и выхлопным отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, направляющий элемент в виде сквозного стержня, закрепленного в корпусе, канал для сообщения камер прямого и обратного хода, выполненный в стержне, запорный клапан, кольцевую канавку на наружной поверхности ударника, передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода на внутренней поверхности корпуса, запорный клапан, выполненный в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса.The closest solution to the technical nature and combination of essential features is a percussion device according to the patent of the Russian Federation No. 2105881, class. E21C 3/24, E02F 5/18, publ. in BI No. 6 02/27/1998, including a housing with inlet and exhaust openings, mounted in the housing with the possibility of moving the firing pin, forward and reverse cameras, a channel in the drummer for communicating the forward and reverse cameras, a guiding element in the form of a through rod, fixed in the housing, a channel for communicating the forward and reverse cameras, made in the rod, a shut-off valve, an annular groove on the outer surface of the hammer, a front annular protrusion and a backstop on the inner surface of the housing, a shut-off a valve made in the form of an elastic ring installed in the annular groove of the hammer with the possibility of interaction with the inner surface of the body.

Недостатком известного устройства является его ненадежность в работе, поскольку наличие пар скольжения между направляющим элементом и ударником требует обеспечения соосности подвижных элементов: корпуса, ударника и направляющего элемента, что на практике трудно выполнимо. В результате возникает вероятность заклинивания механизма в случае попадания мелких частиц на поверхность взаимодействия ударника с направляющим элементом в виде сквозного стержня. Это и не обеспечивает надежности работы устройства.A disadvantage of the known device is its unreliability in operation, since the presence of sliding pairs between the guiding element and the striker requires ensuring alignment of the moving elements: the body, the striker and the guiding element, which is difficult in practice. As a result, there is a possibility of jamming of the mechanism in the case of small particles falling onto the interaction surface of the striker with the guiding element in the form of a through rod. This does not ensure the reliability of the device.

Техническая задача предлагаемого решения заключается в обеспечении надежности работы устройства за счет упрощения его конструкции.The technical task of the proposed solution is to ensure the reliability of the device by simplifying its design.

Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается устройство ударного действия, включающее корпус с отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник с продольным каналом, камеры прямого и обратного хода, канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода, систему выхлопа, включающую запорную внутреннюю поверхность корпуса с передним кольцевым выступом и ограничителем обратного хода на ее задней части, упругое кольцо, установленное в кольцевой канавке на ударнике с возможностью взаимодействия с запорной внутренней поверхностью корпуса, продольные пазы на наружной поверхности ударника, снабженное эластичной трубкой, размещенной в камере прямого хода, соединенной одним концом с отверстием в корпусе, другим - с продольным каналом ударника, при этом канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода образован каналом эластичной трубки и продольным каналом ударника.The problem is solved as follows. A shock device is proposed, including a housing with holes installed in the housing with the possibility of moving the hammer with a longitudinal channel, a forward and reverse chamber, a channel for supplying compressed air to the reverse chamber, an exhaust system including a locking inner surface of the housing with a front annular protrusion and a backstop on its back, an elastic ring mounted in an annular groove on the hammer with the possibility of interaction with the locking inner surface of the body, the grooves on the outer surface of the hammer, provided with an elastic tube placed in the forward-stroke chamber, connected at one end to a hole in the housing, and the other with a longitudinal channel of the striker, while the channel for supplying compressed air to the reverse chamber is formed by the elastic tube channel and the longitudinal channel drummer.

Такое выполнение устройства позволяет обеспечить надежность его работы, упростив конструкцию и сохранив достоинства прототипа, так как исключает наличие пары скольжения между ударником и направляющим элементом, как в прототипе. При этом также повышается срок службы самого устройства и снижаются потери энергии на трение.This embodiment of the device allows to ensure the reliability of its work, simplifying the design and preserving the advantages of the prototype, as it eliminates the presence of a slip pair between the striker and the guiding element, as in the prototype. At the same time, the service life of the device itself is increased and friction energy losses are reduced.

Целесообразно при этом снабдить устройство штуцером и демпфирующей втулкой, установленной в расточке продольного канала ударника, причем штуцер выполнить в виде болта со сквозным осевым каналом и установить его в резьбовом отверстии демпфирующей втулки, при этом соединение канала эластичной трубки с продольным каналом ударника выполнить через сквозной осевой канал указанного штуцера.In this case, it is advisable to equip the device with a fitting and a damping sleeve installed in the bore of the longitudinal channel of the striker, the fitting being made in the form of a bolt with a through axial channel and installing it in the threaded hole of the damping sleeve, while connecting the channel of the elastic tube with the longitudinal channel of the striker through the through axial channel specified nozzle.

Это позволит снизить воздействие ударных нагрузок в месте соединения ударника с эластичной трубкой, повысив таким образом надежность работы устройстваThis will reduce the impact of shock loads at the junction of the drummer with an elastic tube, thereby increasing the reliability of the device

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения устройства ударного действия и чертежами (фиг.1-3). На фиг.1 изображено устройство ударного действия, ударник которого занимает крайнее переднее (нижнее по чертежу) положение, общий вид в продольном разрезе. На фиг.2 изображен в увеличенном масштабе фрагмент продольного разреза ударника со штуцером и демпфирующей втулкой, установленной в расточке продольного канала ударника. На фиг.3 показано устройство ударного действия, ударник которого занимает крайнее заднее (верхнее по чертежу) положение, общий вид в продольном разрезе. Стрелками на фиг.1 и 3 показано направление подачи сжатого воздуха.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific implementation of the percussion device and drawings (Fig.1-3). Figure 1 shows the percussion device, the striker which occupies the extreme front (lower in the drawing) position, a General view in longitudinal section. Figure 2 shows on an enlarged scale a fragment of a longitudinal section of a striker with a fitting and a damping sleeve installed in the bore of the longitudinal channel of the striker. Figure 3 shows a percussion device, the striker of which occupies the extreme rear (top according to the drawing) position, a General view in longitudinal section. The arrows in figures 1 and 3 show the direction of supply of compressed air.

Устройство ударного действия содержит корпус 1 (фиг.1) с отверстиями, ударник 2 с продольным каналом 3, установленный с возможностью перемещения в корпусе 1, камеру 4 прямого хода, камеру 5 обратного хода, постоянно сообщенную с магистралью сжатого воздуха при помощи канала для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода 5, образованного каналом эластичной трубки 6, соединенной одним концом с отверстием в корпусе 1, другим - с продольным каналом 3 ударника, и продольным каналом 3 ударника 2. Устройство также содержит систему выхлопа, состоящую из запорной внутренней поверхности (позиция не обозначена) корпуса 1, включающей передний кольцевой выступ 7, коническую поверхность 8, ограничитель 9 обратного хода, выполненный в виде ряда пазов, выходящих на заднюю часть 10 запорной поверхности корпуса 1, и упругое кольцо 11, установленное в кольцевой канавке 12, выполненной на наружной поверхности ударника 2, с возможностью взаимодействия с запорной внутренней поверхностью корпуса 1. Кольцевая канавка 12 имеет поверхность 13 задней стенки, а упругое кольцо 11 - торцевую поверхность 14. На наружной поверхности ударника 2, которая взаимодействует с корпусом 1, выполнены продольные пазы 15, предназначенные для прохода сжатого воздуха после его выхлопа из камеры 5 обратного хода. Для подачи сжатого воздуха в камеру 4 прямого хода предназначено впускное отверстие 16. В заднем торце корпуса 1 выполнены выпускные отверстия 17.The percussion device comprises a housing 1 (Fig. 1) with holes, a hammer 2 with a longitudinal channel 3, mounted for movement in the housing 1, a forward chamber 4, a reverse chamber 5, which is constantly in communication with the compressed air line through the feed channel compressed air into the return chamber 5, formed by the channel of the elastic tube 6, connected at one end to the hole in the housing 1, the other to the longitudinal channel 3 of the striker, and the longitudinal channel 3 of the striker 2. The device also includes an exhaust system, consisting of and h locking inner surface (the position is not indicated) of the housing 1, including the front annular protrusion 7, the conical surface 8, the backstop 9, made in the form of a series of grooves extending to the rear part 10 of the locking surface of the housing 1, and an elastic ring 11 installed in an annular groove 12 made on the outer surface of the hammer 2, with the possibility of interaction with the locking inner surface of the housing 1. The annular groove 12 has a surface 13 of the rear wall, and the elastic ring 11 has an end surface 14. On the outer The surface of the striker 2, which interacts with the housing 1, has longitudinal grooves 15 designed for the passage of compressed air after its exhaust from the return chamber 5. An inlet 16 is intended for supplying compressed air to the forward-flow chamber 4. Outlets 17 are made in the rear end of the housing 1.

Устройство целесообразно снабдить штуцером 18 (фиг.2) и демпфирующей втулкой 19, установленной в расточке 20 продольного канала 3 ударника 2, причем штуцер 18 выполнен в виде болта со сквозным осевым каналом 21 и установлен в резьбовом отверстии демпфирующей втулки 19, при этом канал трубки 6 соединен с продольным каналом 3 в ударнике 2 через сквозной осевой канал 21 штуцера 18.The device is expediently equipped with a fitting 18 (figure 2) and a damping sleeve 19 installed in the bore 20 of the longitudinal channel 3 of the hammer 2, and the fitting 18 is made in the form of a bolt with a through axial channel 21 and is installed in the threaded hole of the damping sleeve 19, while the pipe channel 6 is connected to the longitudinal channel 3 in the hammer 2 through a through axial channel 21 of the fitting 18.

Устройство ударного действия работает следующим образом. Сжатый воздух через отверстие 16 (фиг.1) в корпусе 1 поступает в камеру 4 прямого хода, а также по каналу подачи сжатого воздуха, образованному каналом эластичной трубки 6 и продольным каналом 3 ударника 2, в камеру обратного хода. Эластичная трубка 6 находится в распрямленном состоянии. Ударник 2 занимает крайнее переднее (нижнее по чертежу) положение. В этом положении ударника 2 (фиг.1) упругое кольцо 11 соприкасается с передним кольцевым выступом 7 запорной внутренней поверхности корпуса 1, обеспечивая герметизацию камеры 5 обратного хода, в результате чего в ней повышается давление сжатого воздуха. Под действием давления сжатого воздуха упругое кольцо 11 своей торцевой поверхностью 14 прижимается к поверхности задней стенки 13 кольцевой канавки 12 ударника 2, деформируется и поворачивается относительно запорной внутренней поверхности корпуса 1. Одновременно с этим под действием давления сжатого воздуха упругое кольцо 11 прижимается к поверхности переднего кольцевого выступа 7. За счет разности площадей камер прямого 4 и обратного 5 хода ударник 2 осуществляет обратный ход и начинает перемещаться в крайнее заднее (верхнее по чертежу) положение (фиг. 3). В то же время эластичная трубка 6 под воздействием ударника 2 начинает сминаться, не препятствуя ударнику 2 осуществлять движение вверх. Вместе с ударником 2 упругое кольцо 11 скользит по запорной внутренней поверхности корпуса 1: сначала по поверхности переднего кольцевого выступа 7, затем по конической поверхности 8 и далее по задней части 10 запорной внутренней поверхности. При этом упругое кольцо 11 растягивается в радиальном направлении и сохраняет свой контакт со всеми вышеперечисленными поверхностями. Под действием давления сжатого воздуха в зоне контакта наружная поверхность упругого кольца 11 временно приобретает форму поверхности переднего кольцевого выступа 7, затем - форму конической поверхности 8 и далее - форму задней части 10 запорной внутренней поверхности корпуса 1. Постепенный переход от одной формы поверхности к другой компенсирует уменьшение контактного давления, которое происходит при растяжении упругого кольца 11 и возрастании упругой силы. Это происходит одновременно с поворотом упругого кольца 11 относительно запорной внутренней поверхности корпуса 1, при котором уменьшается площадь контакта между наружной поверхностью упругого кольца 11 запорной внутренней поверхностью корпуса 1. Контактное давление упругого кольца 11 на запорную внутреннюю поверхность корпуса 1 увеличивается, что обеспечивает герметизацию камеры 5 обратного хода вплоть до выхода упругого кольца 11 на ряд пазов ограничителя 9 обратного хода, после которого начинается сообщение камеры 5 обратного хода с атмосферой через продольные пазы 15 ударника 2 и выпускные отверстия 17 корпуса 1. Давление в ней снижается. За счет упругих сил, накопленных в упругом кольце 11, происходит быстрое его сжатие в радиальном направлении и восстановление его первоначальной формы - упругое кольцо 11 быстро опускается в кольцевую канавку 12 на ударнике 2. Через образовавшийся кольцевой зазор, далее по продольным пазам 15 ударника 2 и через выпускные отверстия 17 корпуса 1 заканчивается выхлоп сжатого воздуха в атмосферу.The shock device operates as follows. Compressed air through the hole 16 (Fig. 1) in the housing 1 enters the forward-flow chamber 4, as well as through the compressed air supply channel formed by the elastic tube channel 6 and the longitudinal channel 3 of the hammer 2, to the return chamber. The elastic tube 6 is in a straightened state. Drummer 2 occupies an extreme forward (lower drawing) position. In this position of the striker 2 (Fig. 1), the elastic ring 11 is in contact with the front annular protrusion 7 of the locking inner surface of the housing 1, providing sealing of the reverse chamber 5, as a result of which the pressure of compressed air increases in it. Under the action of compressed air pressure, the elastic ring 11 is pressed against the surface of the rear wall 13 of the annular groove 12 of the hammer 2 by its end surface 14, is deformed and rotates relative to the locking inner surface of the housing 1. At the same time, the elastic ring 11 is pressed against the surface of the front annular ring under the action of compressed air pressure protrusion 7. Due to the difference between the areas of the cameras direct 4 and reverse 5 stroke, the drummer 2 performs a reverse stroke and begins to move to the extreme rear (upper drawing) floor burning (Fig. 3). At the same time, the elastic tube 6 under the influence of the hammer 2 begins to wrinkle, without preventing the hammer 2 to move up. Together with the hammer 2, the elastic ring 11 slides along the locking inner surface of the housing 1: first along the surface of the front annular protrusion 7, then along the conical surface 8 and then along the rear 10 of the locking inner surface. In this case, the elastic ring 11 is stretched in the radial direction and maintains its contact with all of the above surfaces. Under the influence of compressed air pressure in the contact zone, the outer surface of the elastic ring 11 temporarily acquires the shape of the surface of the front annular protrusion 7, then the shape of the conical surface 8 and then the shape of the rear part 10 of the locking inner surface of the housing 1. The gradual transition from one surface shape to another compensates the decrease in contact pressure that occurs when the elastic ring 11 is stretched and the elastic force increases. This occurs simultaneously with the rotation of the elastic ring 11 relative to the locking inner surface of the housing 1, in which the contact area between the outer surface of the elastic ring 11 decreases the locking inner surface of the housing 1. The contact pressure of the elastic ring 11 on the locking inner surface of the housing 1 increases, which provides a seal chamber 5 a reverse stroke up to the exit of the elastic ring 11 to a number of grooves of the limiter 9 of the reverse stroke, after which the message of the reverse chamber 5 begins with at osferoy through longitudinal slots 15, the striker 2 and the outlet openings 17 of the housing 1. The pressure in it decreases. Due to the elastic forces accumulated in the elastic ring 11, it is rapidly compressed in the radial direction and its original shape is restored - the elastic ring 11 quickly drops into the annular groove 12 on the hammer 2. Through the formed ring gap, then along the longitudinal grooves 15 of the hammer 2 and through the outlet openings 17 of the housing 1 ends the exhaust of compressed air into the atmosphere.

Под действием давления сжатого воздуха в камере 4 прямого хода ударник 2 сначала останавливается в крайнем заднем (верхнем по чертежу) положении (фиг. 3), а затем совершает ускоренное движение вперед и наносит удар по внутреннему переднему торцу корпуса 1. При этом сжатый воздух вытесняется ударником 2 из камеры 5 обратного хода в атмосферу. Эластичная трубка 6 распрямляется. Непосредственно перед ударом упругое кольцо 11 приходит в соприкосновение с передним кольцевым выступом 7 корпуса 1. Камера 5 обратного хода закрывается. В ней вновь повышается давление, и цикл работы устройства повторяется.Under the action of compressed air pressure in the forward-flow chamber 4, the hammer 2 first stops in its rearward (topmost position) position (Fig. 3), and then makes an accelerated forward motion and strikes the inner front end of the housing 1. In this case, the compressed air is forced out drummer 2 from the chamber 5 backward to the atmosphere. The elastic tube 6 straightens. Immediately before the impact, the elastic ring 11 comes into contact with the front annular protrusion 7 of the housing 1. The reverse chamber 5 is closed. It again increases the pressure, and the cycle of the device is repeated.

Обеспечение устройства штуцером 18 и демпфирующей втулкой 19, установленной в расточке 20 продольного канала 3 ударника 2, при котором штуцер 18 выполнен в виде болта со сквозным осевым каналом 21 и установлен в резьбовом отверстии демпфирующей втулки 19, при этом один конец эластичной трубки 6 соединен с продольным каналом 3 в ударнике 2 через сквозной осевой канал штуцера 18, позволяет снизить воздействие ударных нагрузок в месте соединения ударника 2 с эластичной трубкой 6, повысив таким образом надежность работы устройства.Providing the device with a fitting 18 and a damping sleeve 19 installed in the bore 20 of the longitudinal channel 3 of the hammer 2, in which the fitting 18 is made in the form of a bolt with a through axial channel 21 and installed in the threaded hole of the damping sleeve 19, while one end of the elastic tube 6 is connected to the longitudinal channel 3 in the hammer 2 through the through axial channel of the fitting 18, allows to reduce the impact of shock loads at the junction of the hammer 2 with the elastic tube 6, thereby increasing the reliability of the device.

Claims

1. The percussion device, comprising a housing with holes, mounted in the housing with the ability to move the firing pin with a longitudinal channel, a forward and reverse chamber, a channel for supplying compressed air to the reverse chamber, an exhaust system including a locking inner surface of the housing with a front annular protrusion and a backstop on its rear, and an elastic ring mounted in the annular groove on the hammer with the possibility of interaction with the locking inner surface of the housing, while on longitudinal grooves are made on the bottom surface of the striker, characterized in that an elastic tube is placed in the forward stroke chamber connected at one end to a hole in the body and the other to a longitudinal striker channel, while the channel for supplying compressed air to the reverse chamber is formed by an elastic tube channel and the longitudinal channel of the drummer.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a fitting and a damping sleeve installed in the bore of the longitudinal channel of the striker, the fitting being made in the form of a bolt with a through axial channel and installed in a threaded hole of the damping sleeve, wherein the channel connection of the elastic tube with the longitudinal channel of the striker is made through the through axial channel of the specified fitting.