RU2543119C2

RU2543119C2 - Vibration safe pneumatic machine of impact type with opened kinematics of functional links

Info

Publication number: RU2543119C2
Application number: RU2013115484/02A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Васильевич Чернышев; Елена Анатольевна Козлова; Геннадий Алексеевич Трофимов; Борис Анатольевич Яковлев
Original assignee: Аркадий Васильевич Чернышев; Елена Анатольевна Козлова; Геннадий Алексеевич Трофимов; Борис Анатольевич Яковлев
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-02-27
Also published as: RU2013115484A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: machine comprises composite trunk filled with elastomer, creating the casing, and striker dividing the trunk to chambers of forward and reverse strokes. The trunk contains dynamic and inertia links, and is made with inlet, outlet and bypass holes. The dynamic link is made as cylindrical bushing with through radial holes located coaxially in the inertia link. The inertia link is made as guide sleeve, in which through radial holes are made along full length. Between the cylindrical bushing and guide sleeve the ring cavity is made with solid elastomer poured in it during the casing making.

EFFECT: reliability and long service life of the machine, simple design.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к пневматическим машинам ударного действия, которые используются в строительстве, энергетике, коммунальном хозяйстве, горном деле и т.д. для обработки бетонных конструкций, разрушения полускальных пород, твердых и мерзлых грунтов.The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to pneumatic impact machines that are used in construction, energy, utilities, mining, etc. for the treatment of concrete structures, the destruction of semi-rock, hard and frozen soils.

Известна пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол, состоящий из трех телескопически установленных друг в друге звеньев, залитых ударопрочным эластомером, образующим корпус, в стенках которого выполнены продольные питающие и ресиверные каналы, ударный механизм, стакан, размещенный в рукоятке, выполненной из эластомера и закрепленной на торце корпуса, внутри которого установлен механизм воздухораспределения. (1)Known pneumatic percussion machine containing a barrel, consisting of three telescopically mounted in each other links, filled with shockproof elastomer, forming a housing, in the walls of which are made longitudinal feed and receiver channels, a percussion mechanism, a glass placed in a handle made of elastomer and fixed at the end of the case, inside of which the air distribution mechanism is installed. (one)

Ее недостатком является то, что телескопически установленные друг в друге звенья ствола сопрягаются между собой без зазора по образующим поверхностям цилиндров и тем самым сохраняется возможность передачи радиальной вибрации на корпус машины, кроме этого, при холостых ударах ударник бьет по торцу буксы, что может привести к разрушению ее и выбиванию из ствола.Its disadvantage is that telescopically mounted in each other the barrel links are interconnected without a gap on the generatrix surfaces of the cylinders and thereby retain the ability to transmit radial vibration to the machine body, in addition, during idle impacts, the hammer strikes the end of the axle box, which can lead to its destruction and knocking out of the trunk.

Известна также пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол, состоящий из телескопически установленных по меньшей мере трех звеньев, залитых ударопрочным и термостойким эластомером, образующим корпус, рукоятки, демпфирующую муфту, установленную между динамическим и инерционным звеньями, а также кольцевую полость между ними, залитую эластомером. (2)Also known is a pneumatic percussion machine comprising a barrel consisting of at least three telescopically mounted links filled with a shockproof and heat-resistant elastomer forming a body, handles, a damping sleeve mounted between the dynamic and inertial links, and also an annular cavity between them, filled with elastomer . (2)

Однако она также имеет недостатки, к которым можно отнести то, что демпфирующая муфта, выполненная в виде тора, является самостоятельным элементом, установленным между динамическим и инерционным звеньями и не связана в единое целое с эластомером, формирующим корпус машины, что не обеспечивает прочность установки динамического звена в инерционном звене.However, it also has drawbacks, which include the fact that the damping coupling, made in the form of a torus, is an independent element installed between the dynamic and inertial links and is not connected with the elastomer forming the machine body, which does not ensure the strength of the dynamic installation link in the inertial link.

Наиболее близкой по своей технической сути к предлагаемой является вибробезопасная пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательных перемещений сменным инструментом, корпус, с размещенным в нем подвижным ударником, имеющий выхлопные, питающие и перепускные отверстия, шумопоглощающий дефлектор, а также механизмы воздухораспределения и подачи сжатого воздуха, звено промежуточное и рукоятку как орган управления. (3)Closest in technical essence to the proposed one is a vibro-safe pneumatic impact machine, comprising a barrel with a removable tool housed in it with the possibility of reciprocating movements, a housing with a movable hammer placed in it, having exhaust, supply and bypass openings, a sound-absorbing deflector, as well as air distribution and compressed air supply mechanisms, an intermediate link and a handle as a control. (3)

Однако и она имеет недостатки, существенным из которых является то, что в условиях отрицательных температур происходит сжатие эластомера, образующего ствол и корпус машины, и ударник заклинивает.However, it also has drawbacks, the most important of which is that under conditions of negative temperatures the elastomer is compressed, which forms the barrel and body of the machine, and the drummer is jammed.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение надежности и долговечности машины, а также простота конструкции и технологичности ее изготовления.The technical result of the claimed invention is to ensure the reliability and durability of the machine, as well as the simplicity of design and manufacturability of its manufacture.

Поставленный технический результат достигается вибробезопасной пневматической машиной ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев, содержащей ствол, включающий в себя динамическое, инерционное и демпфирующее звенья, выполненный с впускными, выпускными и перепускными отверстиями и залитый ударопрочным эластомером, например полиуретаном, в котором образованы продольные питающие, выхлопные и ресиверные каналы и который одновременно является корпусом машины, ударник, размещенный в стволе с возможностью возвратно-поступательного перемещения и делящий его на камеры прямого и обратного ходов, промежуточное звено, в котором размещено воздухораспределительное устройство и выполнена питающая камера, штуцер в виде шарикового затвора, радиально установленный в питающей камере, пусковой механизм, включающий рукоятку, в которой размещено промежуточное звено и соосно установлен плунжер, который размещен одновременно и в питающей камере, для взаимодействия с шариковым затвором, отличающаяся тем, что динамическое звено, выполнено в виде цилиндрической втулки со сквозными радиальными отверстиями, которая, в свою очередь, размещена в инерционном звене с образованием кольцевой полости между ними и, в котором также выполнены сквозные радиальные отверстия на всю его длину, а роль демпфирующего буфера играет целиковый эластомер, который заливается в кольцевую полость между динамическим и инерционным звеньями при изготовлении корпуса.The technical result is achieved by a vibration-proof pneumatic impact machine with open kinematics of functional units containing a barrel, including dynamic, inertial and damping units, made with inlet, outlet and bypass holes and filled with impact-resistant elastomer, for example, polyurethane, in which longitudinal feeds are formed, exhaust and receiver channels and which at the same time is the body of the machine, a drummer located in the barrel with the possibility of return of translational movement and dividing it into forward and reverse motion chambers, an intermediate link in which the air distribution device is located and a feed chamber is made, a ball-shaped fitting, radially mounted in the feed chamber, a trigger mechanism including a handle in which the intermediate link is located and coaxially installed a plunger, which is placed simultaneously in the supply chamber, for interaction with a ball valve, characterized in that the dynamic link is made in the form of a cylindrical bushings with through radial holes, which, in turn, is placed in the inertial link with the formation of an annular cavity between them and in which through radial holes are also made over its entire length, and the whole elastomer plays the role of a damping buffer, which is poured into the annular cavity between dynamic and inertial links in the manufacture of the housing.

Благодаря тому, что динамическое звено выполнено в виде цилиндрической втулки со сквозными радиальными отверстиями, туда при заливке затекает эластомер, который при полимеризации образует в этих отверстиях подобие заклепок - квазизаклепки. Эти заклепки надежно удерживают втулку в среде эластомера от проворота и от поступательных перемещений. Одновременно втулка на упругих заклепках гасит энергию обратных ударов инструмента в среде окружающего эластомера. Происходит диссипация высокочастотных колебаний.Due to the fact that the dynamic link is made in the form of a cylindrical sleeve with through radial holes, an elastomer flows into it when pouring, which, when polymerized, forms in these holes a kind of rivets - quasi-rivets. These rivets reliably hold the sleeve in the medium of the elastomer from rotation and from translational movements. At the same time, a sleeve with elastic rivets absorbs the energy of backward impacts of the tool in the environment of the surrounding elastomer. The dissipation of high-frequency oscillations occurs.

Благодаря тому, что полость кольцевая между динамическим и инерционным звеньями также заливается монолитным эластомером, обеспечивается более высокая прочность крепления динамического звена в инерционном по сравнению с отдельно установленной демпфирующей муфтой между ними.Due to the fact that the annular cavity between the dynamic and inertial links is also filled with a monolithic elastomer, a higher fastening strength of the dynamic link in the inertial one is provided compared to a separately installed damping coupling between them.

Благодаря тому, что инерционное звено выполнено в виде тонкостенной цилиндрической гильзы большего по сравнению с втулкой динамического звена диаметра, на поверхности которой также выполнены сквозные радиальные отверстия на всю длину и при заливке в них также образуются эластичные заклепки, происходит равномерная фиксация гильзы от проворота и от поступательных перемещений и усилия от колебательных движений гильзы распределяются на все заклепки и на окружающий эластомер равномерно, что обеспечивает надежность и долговечность машины.Due to the fact that the inertial link is made in the form of a thin-walled cylindrical sleeve of a larger diameter dynamic link, on the surface of which through radial holes are also made over the entire length and elastic rivets are formed when they are poured into them, the sleeve is uniformly fixed from turning and from translational movements and forces from oscillatory movements of the sleeve are distributed evenly on all rivets and on the surrounding elastomer, which ensures reliability and durability of the machines .

Простота и технологичность изготовления вытекают из того, что кроме двух втулок, практически не требующих мехобработки, больше металлических деталей в конструкции машины нет, исключая пику и ударник, которые являются сменными элементами. При этом минимум отходов от мехобработки и ноль отходов от литья эластомера.Simplicity and manufacturability follow from the fact that, in addition to two bushings that practically do not require machining, there are no more metal parts in the design of the machine, excluding the lance and hammer, which are interchangeable elements. At the same time, there is a minimum of waste from machining and zero waste from casting an elastomer.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина соответствует критерию изобретения «НОВИЗНА».Comparative analysis with the prototype shows that the inventive machine meets the criteria of the invention of "NOVELTY."

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».Comparison of the claimed solutions 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 вибробезопасной машины ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев. На фиг.2 - сечение фиг.1 по А-А.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of a vibro-safe impact machine with open kinematics of functional units. Figure 2 is a section of figure 1 along aa.

Вибробезопасная пневматическая машина ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев содержит составной ствол, включающий в себя динамическое - 1, инерционное - 2 и демпфирующие - 3 звенья, выполненный с впускными - 4, выпускными - 5 и перепускными - 6 отверстиями и залитый ударопрочным эластомером -7, в котором образованы продольные питающие - 8, выхлопные - 9 и ресиверные - 10 каналы и который одновременно является корпусом - 11 машины, ударник - 12, размещенный в стволе с возможностью возвратно - поступательного перемещения и делящий его на камеры прямого - 13 и обратного - 14 ходов, промежуточное звено - 15, в котором размещено воздухораспределительное устройство - 16 и выполнена питающая камера - 17, штуцер - 18 в виде шарикового затвора, радиально установленный в питающей камере, пусковой механизм, включающий рукоятку 19, в которой размещено промежуточное звено и соосно установлен плунжер - 20, который помещен одновременно и в питающую камеру для взаимодействия с шариковым затвором. При этом в динамическом звене выполнены сквозные радиальные отверстия - 21 для фиксации его в эластомере - 7, который образует эластичные заклепки в этих отверстиях и который заполняет кольцевую полость - 22 между динамическим и инерционным звеньями, одновременно являясь монолитным буфером. - 23. И в инерционном звене также выполнены сквозные радиальные отверстия - 24 на всю его длину, в которых образуются эластичные заклепки, обеспечивающие фиксацию его от проворота и от продольных перемещений, а также равномерно распределяют ударную нагрузку между ним и корпусом машины - 11.The vibration-proof pneumatic impact machine with open kinematics of the functional links contains a composite barrel, including dynamic - 1, inertial - 2 and damping - 3 links, made with inlet - 4, exhaust - 5 and bypass - 6 holes and filled with shockproof elastomer -7 in which longitudinal feeds are formed - 8, exhaust - 9 and receiver - 10 channels and which at the same time is the body - 11 cars, the drummer - 12, which is placed in the barrel with the possibility of reciprocal - translational movement and affairs it is directed to the cameras of the forward - 13 and return - 14 strokes, the intermediate link - 15, in which the air distribution device - 16 is placed and the feed chamber - 17 is made, the nozzle - 18 in the form of a ball shutter, radially mounted in the feed chamber, a trigger mechanism including the handle 19, in which the intermediate link is placed and the plunger - 20 is coaxially mounted, which is placed simultaneously in the supply chamber for interaction with the ball valve. At the same time, through the radial link there are made radial holes - 21 for fixing it in the elastomer - 7, which forms elastic rivets in these holes and which fills the annular cavity - 22 between the dynamic and inertial links, while being a monolithic buffer. - 23. And in the inertial link, there are also made through radial holes - 24 over its entire length, in which elastic rivets are formed, which ensure its fixation from rotation and from longitudinal movements, as well as evenly distribute the shock load between it and the machine body - 11.

Работает заявляемая вибробезопасная пневматическая машина ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев следующим образом. Устанавливают машину рабочим инструментом на обрабатываемый объект, выжимают рукоятку и машина запускается. Сжатый воздух через пусковой механизм, питающую камеру и механизм воздухораспределения попеременно подается, в зависимости от положения ударника, в камеры прямого и обратного ходов. Ударник соответственно совершает возвратно-поступательные движения и, с одной стороны, при соударении с торцом хвостовика рабочего инструмента выполняет полезную работу, а с другой - выполняет холостой ход, а увеличенный объем камер прямого и обратного ходов за счет сообщающихся с ними соответствующих ресиверных каналов позволяет увеличить амплитуду колебаний ударника и уменьшить компрессию под ударником в камере обратного хода, что важно для увеличения энергии удара и стабильной работы машины.The claimed vibro-safe pneumatic impact machine with open kinematics of the functional links operates as follows. They install the machine with a working tool on the object to be processed, squeeze the handle and the machine starts. Compressed air through the trigger mechanism that feeds the chamber and the air distribution mechanism is alternately supplied, depending on the position of the hammer, into the forward and reverse chambers. The drummer accordingly performs reciprocating movements and, on the one hand, when it hits the end of the working tool shank, it does useful work, and on the other hand, it performs idle speed, and the increased volume of the forward and reverse chambers due to the corresponding receiver channels communicating with them allows increasing the amplitude of oscillations of the striker and reduce compression under the striker in the reverse chamber, which is important for increasing the impact energy and stable operation of the machine.

Основным преимуществом заявляемой машины по сравнению с прототипом является повышение надежности и долговечности, упрощение конструкции и улучшение технологичности, а также снижение веса и улучшение эргономических характеристик.The main advantage of the claimed machine in comparison with the prototype is to increase reliability and durability, simplify the design and improve manufacturability, as well as reduce weight and improve ergonomic characteristics.

Это достигается тем, что в динамическом и инерционном звеньях ствола выполнены сквозные радиальные отверстия, которые заливаются эластомером и в этих местах образуются эластичные заклепки, которые фиксируют и надежно удерживают соответствующие звенья от ротации и от продольных перемещений, а эластомер, залитый монолитом в кольцевую полость, обеспечивает не только взаимное податливое крепление этих звеньев между собой, но и формирует демпфирующий буфер, что делает конструкцию более прочной. А два трубчатых элемента, динамическое и инерционное звенья, выполненные с минимальной механической обработкой и коаксиально установленные одно в другом, определяют простоту конструкции и технологичность машины при изготовлении.This is achieved by the fact that in the dynamic and inertial links of the barrel, through radial holes are made, which are filled with an elastomer and elastic rivets are formed in these places that fix and reliably hold the corresponding links from rotation and from longitudinal movements, and the elastomer filled with a monolith in the annular cavity, It provides not only a mutual pliable fastening of these links between each other, but also forms a damping buffer, which makes the structure more durable. And two tubular elements, dynamic and inertial links, made with minimal machining and coaxially installed one in the other, determine the simplicity of design and manufacturability of the machine during manufacture.

Источники информацииInformation sources

1. Патент №2309038 РФ на изобретение; B25D 9/00; B25D 17/24; Е21С 37/24.1. Patent No. 2309038 of the Russian Federation for an invention; B25D 9/00; B25D 17/24; E21C 37/24.

2. Патент №2346803 РФ на изобретение; B25D 9/04; B25D 17/24; Е21С 37/24.2. Patent No. 2346803 of the Russian Federation for an invention; B25D 9/04; B25D 17/24; E21C 37/24.

3. Патент №90126 РФ на полезную модель Е21С 37/24; B25D 9/00; B25D 17/00.3. RF patent №90126 for utility model Е21С 37/24; B25D 9/00; B25D 17/00.

Claims

A vibro-safe pneumatic impact machine with open kinematics of functional units, comprising a composite barrel, including dynamic, inertial and damping units, made with inlet, outlet and bypass openings and filled with impact-resistant elastomer, for example, polyurethane, which forms a housing with longitudinal feeds, exhaust and exhaust channels, a drummer located in the barrel with the possibility of reciprocating movement and dividing it into cameras forward and reverse moves, p intermediate link in which the air distribution device is located and the supply chamber is made, a ball-type fitting, radially mounted in the supply chamber, a trigger mechanism including a handle in which the intermediate link and a plunger are placed in the supply chamber for interaction with the ball valve and coaxially mounted in the handle, characterized in that the dynamic link is made in the form of axle box, which is a cylindrical sleeve with through radial holes, which is sized schena coaxially in the inertial link, designed as a guide sleeve, which radial bores are made through the whole of its length, wherein between the cylindrical sleeve and the guide sleeve is formed by annular cavity with an integral elastomer as a damping buffer suffused therein when forming the housing.