SU1016499A1

SU1016499A1 - Hydraulic percussive mechanism

Info

Publication number: SU1016499A1
Application number: SU813348652A
Authority: SU
Inventors: Виктор Андреевич Ткаченко; Юрий Иванович Нерозников; Владимир Михайлович Троценко; Михаил Николаевич Кудряков; Вячеслав Федорович Семикозов; Виктор Анатольевич Шилов; Исаак Львович Карасик
Original assignee: Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1983-05-07

Abstract

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус, боек, гидроаккумул тор, цилиндр с радиальными отверсти ми, которые сообщают гидроаккумул тор с напорной и сливной магистрал ми, отличающийс тем, что, с целью обеспечени стабилизации рабочего процесса, плавности регулировани энергии и частоты ударов, механизм снабжен разделительной стенкой, котора образует вместе с корпусом и цилиндром полость стабилизатора сливного давлени , рабочую полость аккумул тора и полость стабилизатора высокого давлени , а также установленной коаксиально на цилиндре плавающей втулкой, нижн часть которой расположена в полости стабилизатора высокого давлени , а верхн - в рабочей полости гидроаккумул тора, при этом в верхней части плавающей втулки выполнены радиальные окна с возможностью совмещени с радиальными отверсти ми, а между разделительной стенкой и втулкой установлен амортизатор.A HYDRAULIC IMPACT MECHANISM, comprising a housing, a firing pin, a hydraulic accumulator, a cylinder with radial bores, which are communicated by a hydraulic accumulator with a pressure and drain lines, characterized in that, in order to stabilize the working process, smoothness of energy and shock frequency control is provided the dividing wall, which, together with the housing and the cylinder, forms the cavity of the drain pressure stabilizer, the working cavity of the battery and the cavity of the high pressure stabilizer, as well as xially on the cylinder, a floating sleeve, the lower part of which is located in the cavity of the high pressure stabilizer, and the upper part in the working cavity of the hydroaccumulator, while in the upper part of the floating sleeve there are radial windows that can be aligned with the radial holes, and between the dividing wall and the sleeve shock absorber.

Description

7О57O5

со соwith so

Изобретение относитс к горной промышленности и может быть использовано в устройствах ударного действи дл разрушени прочной среды.The invention relates to the mining industry and can be used in impact devices to destroy a durable medium.

Известен гидравлический ударный механизм , включающий корпус, боек, взвод щие и рабочие плунжеры камеру рабочего хода и цилиндр, имеющий в своей стенке периодически открываемые и закрываемые плунжерами впускные и сливные отверсти , через KOTopeie камера рабочего хода сообщаетс с полост ми цилиндров взвод щих плунжеров , напорную и сливную магистрали 1.A hydraulic percussion mechanism is known that includes a housing, a firing pin, a working stroke chamber and a working piston cylinder and a cylinder, which has inlet and drain holes periodically opened and closed by plungers in its wall. Through the KOTopeie, the working stroke chamber communicates with the cylinders of the charging plunger cylinder, and drain line 1.

Недостаток данных устройств заключаетс в нестабильности рабочего процесса при изменении давлени в гидросистеме.The disadvantage of these devices is the instability of the working process when the pressure in the hydraulic system changes.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс гидравлический ударный механизм, содержащий корпус, боек, гидроаккумул тор , цилиндр с радиальными отверсти ми , которые сообщают гидроаккумул тор с напорной и сливной магистрал ми 2.Closest to the invention according to the technical essence and the achieved result is a hydraulic percussion mechanism comprising a housing, a striker, a hydroaccumulator, and a cylinder with radial orifices, which communicate the hydroaccumulator with a pressure and drain lines 2.

Однако в известном ударном механизме дл создани колебательного виброударного движени бойка необходимо, чтобы сила, действующа на него со стороны взвод щих плунжеров в момент открыти ими впускных отверстий, была больще силы, приложенной со стороны гидроаккумул тора к рабочему плунжеру. Это приводит к необходимости поддержани в напорной магистрали строго определенного давлени , величина которого была бы достаточной дл открыти взвод щими плунжерами впускных отверстий. Уменьщение давлени нарущает стабилизацию рабочего процесса ввиду необеспечени гарантированного открыти взвод щими плунжерами впускных отверстий. Недостатком вл етс также невозможность регулировани частоты и энергии ударов бойка вследствие неподвижной установки цилиндра в гидроаккумул торе. Регулирование энергии и частоты ударов бойка необходимо дл выбора оптимального режима бурени различных по крепости пород.However, in the known percussion mechanism, in order to create an oscillatory vibro-impact movement of the hammer, it is necessary that the force acting on it from the side of the charging plungers when they open the inlet orifices is greater than the force applied from the side of the hydraulic accumulator to the working plunger. This leads to the need to maintain a well-defined pressure in the pressure line, the value of which would be sufficient for the inlet openings to be opened by the charging plungers. The decrease in pressure interferes with the stabilization of the workflow due to the failure to ensure the inlet openings guaranteed by opening with the cocking plungers. The disadvantage is also the impossibility of controlling the frequency and energy of the strikes of the striker due to the fixed installation of the cylinder in the hydraulic accumulator. Adjusting the energy and frequency of strikes of the striker is necessary to select the optimal drilling mode for rocks of various strengths.

Целью изобретени вл етс обеспечение стабилизации рабочего процесса и плавности регулировани энергии и частоты ударов.The aim of the invention is to provide stabilization of the working process and smooth control of energy and frequency of shocks.

Поставленна цель достигаетс тем, что в гидравлическом ударном механизме, содержащем корпус, боек, гидроаккумул тор, цилиндр с радиальными отверсти ми, которые сообщают гидроаккумул тор с напорной и сливной магистрал ми, механизм снабжен разделительной стенкой, котора образует вместе с корпусом и цилиндром полость стабилизатора сливного давлени , рабочую полость аккумул тора и полость стабилизатора высокого давлени , а также установленной коаксиально на цилиндре плавающей втулкой, нижн часть которой расположенаThe goal is achieved by the fact that in a hydraulic shock mechanism comprising a housing, a head, a hydroaccumulator, a cylinder with radial holes, which communicate a hydroaccumulator with a pressure and drain lines, the mechanism is provided with a dividing wall, which forms together with the housing and the cylinder a stabilizer cavity the drain pressure, the working cavity of the battery and the cavity of the high pressure stabilizer, as well as a floating sleeve mounted coaxially on the cylinder, the lower part of which is located

в полости стабилизатора высокого давлени , а верхн - в рабочей полости гидроаккумул тора , при этом в верхней части плавающей втулки выполнены радиальные окнаin the cavity of the high-pressure stabilizer, and the top in the working cavity of the hydroaccumulator, while in the upper part of the floating sleeve radial windows are made

с возможностью совмещени с радиальными отверсти ми цилиндра, а между разделительной стенкой и втулкой установлен амортизатор .with the possibility of combining with the radial holes of the cylinder, and a shock absorber is installed between the partition wall and the sleeve.

На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Гидравлический ударный механизм включает корпус 1, который разделен стенкой 2 на три полости, выполн ющих роль стабилизатора 3 высокого давлени , посто нно св занного с напорной магистралью 4, стабилизатора 5 сливного давлени , посто нно св занного со сливной магистралью 6, а также гидроаккумул тора 7. В гидроаккумул торе 7 размещен цилиндр 8 с радиальными окнами. Нижние окна образуют камеру 9 холостого хода, средние камеры 10The hydraulic percussion mechanism includes a housing 1, which is divided by wall 2 into three cavities acting as a high-pressure stabilizer 3 permanently connected to a pressure line 4, a drain pressure stabilizer 5 permanently connected to the discharge line 6, and also an accumulator 7. In the hydroaccumulator 7 is placed a cylinder 8 with radial windows. The lower windows form the idling chamber 9, the middle chambers 10

0 служат дл обеспечени подвода жидкости к впускным отверсти м 11 гидроаккумул тора 7, а верхние окна 12 служат дл сообщени гидроаккумул тора 7 со стабилизатором 5 сливного давлени . Разделительна 0 serve to provide fluid supply to the inlets 11 of the hydraulic accumulator 7, and the upper ports 12 serve to communicate the hydraulic accumulator 7 with the stabilizer 5 of the discharge pressure. Is dividing

ij стенка 2 образует с -цилиндрами 8 две полости 13 и 14. Дополнительна полость 13 посто нно сообщена через канал 15 и стабилизатор 5 сливного давлени со сливной магистралью 6. Рабоча полость 14 посто нно сообщена через канал 16 с гидроаккуму0 л тором 7. В цилиндре 8 размещен боек 17, который при своем движении соедин ет гидроаккумул тор 7 в конце рабочего хода со стабилизатором 5 сливного давлени , а в конце холостого хода - со стабилизатором 3 высокого давлени . Соосно с цилиндром 8 установлена плавающа втулка 18. Нижн часть втулки 18 расположена в полости стабилизатора 3 высокого давлени , а верхн обращена торцовой поверхностью в сторону полости 13 стабилизатора 5 сливного давлени . Плавающа втулка 18 в своей верхней части, выход щей в рабочую полость 14 гидроаккумул тора 7, снабжена радиально расположенными окнами 19, посредством которых обеспечиваетс изменение координаты расположени впускныхThe ij wall 2 forms two cavities 13 and 14 with the-cylinders 8. Additional cavity 13 is permanently communicated through channel 15 and stabilizer 5 of the discharge pressure with drain line 6. The working cavity 14 is permanently communicated through channel 16 to the hydroaccumulator of the cylinder 7. In the cylinder 8 is placed a striker 17 which, during its movement, connects the hydroaccumulator 7 at the end of the working stroke with the stabilizer 5 of the drain pressure, and at the end of the idling stroke with the stabilizer 3 of the high pressure. A floating sleeve 18 is installed coaxially with the cylinder 8. The lower part of the sleeve 18 is located in the cavity of the high-pressure stabilizer 3, and the upper end faces the cavity 13 of the stabilizer 5 of the drain pressure. The floating sleeve 18, in its upper part, extending into the working cavity 14 of the hydroaccumulator 7, is provided with radially arranged windows 19, by means of which the coordinate of the inlet position is changed.

5 отверстий 11 гидроаккумул тора. Св зи плавающей втулки 18 с разделительной стенкой 2 осуществл етс через амортизатор (например, пружинный или гидравлический).5 holes 11 hydroaccumor torus. The connection of the floating sleeve 18 to the partition wall 2 is made through a shock absorber (for example, spring or hydraulic).

Гидравлический ударный механизм работает следующим образом.Hydraulic shock mechanism works as follows.

Боек 17 совершает колебательное движение в цилиндре 8 под действием периодических силовых импульсов, действующих на него со стороны гидроаккумул тора 7, и посто нно действующей силы со стороны камеры 9, посто нно сообщенной через стабилизатор 3 высокого давлени с напорной магистралью 4. Под действием силы давлени жидкости, .посто нно действующей на боек 17 со стороны камеры 9, боек 17 отрываетс от инструмента 20 и начинает холостой ход. При движении боек перекрывает окна 12, жидкость в гидроаккумул торе 7 начинает сжиматьс при этом поглощаетс часть кинетической энергии бойка. Вследствие того, что гидроаккумул тор 7 через полости 14 и 13 сообщаетс со стабилизатором 5 сливного давлени , происходит частичный сброс жидкости из гидроаккумул тора 7 в сливную магистраль 6. Это позвол ет бойку 17 продолжать свое движение, независимо от величины давлени в напорной магистрали 4, до открыти впускных отверстий 11. В конце холостого хода гидроаккумул тор 7, вследствие открыти бойком 17 впускных отверстий 11, сообщаетс через рабочую полость 14 со стабилизатором 3 высокого давлени . Давление в гидроаккумул торе 7 повышаетс до магистрального, происходит торможение бойка 17. После торможени равновесие сил, действующих на боек, нарущаетс , поскольку площадь сечени , воспринимающа давление со стороны гидроаккумул тора 7, больше чем со стороны камеры 9, а давление жидкости , действующее на них, одинаковое - начинаетс рабочий ход. Сначала боек 17 ускоренно движетс к инструменту 20 при посто нном давлении жидкости. Когда боек перекрывает впускные отверсти И, поступление жидкости из напорной магистрали прекращаетс и дальнейшее движение бойка совершаетс за счет расширени жидкости в гидроаккумул торе 7. Во врем рабочего хода вакуумированна потенциальна энерги жидкости в гидроаккумул торе переходит при расширении в кинетическую энергию бойка 17 и частично затрачиваетс на вытеснение жидкости в сливную магистраль 6. Так как кинетическа энерги бойка 17 во врем рабочего хода больше энергии, противодействующей его движеиию, боек в конце рабочего хода наносит удар по инструменту 20 и, вследствие открыти окон 12, гидроаккумул тор сообщаетс со сливной магистралью 6. Давление в гидроаккумул торе 7 падает и боек 17 под действием посто нной силы, приложенной со стороны камеры 9, начинает холостой ход. Далее цикл повтор етс . Вследствие того, что амортизатор 21 устанавливает плавающую втулку 18 в положение , при котором гидроаккумул тор 7 через свою рабочую полость 14 сообщаетс с полостью 13 стабилизатора 5 сливного давлени , обеспечиваетс возможность открыти бойком 17 впускных отверстий 11 гидроаккумул тора 7 при любом давлении в напорной магистрали 4. При этом жесткость амортизатора рассчитываетс таким образом, чтобы он обеспечивал податливость плавающей втулки 18 при давлении в напорной магистрали 4, близком к максимальному. Вследствие того, что давление в напор магистрали 4 с момента включени источника питани нарастает не мгновенно. первоначальна фаза работы гидравлического ударного .механизма при .малом давлении всегда имеет место. При повышении давлени в напорной магистрали 4 сила, действующа на плавающую втулку 18 со стороны стабилизатора 3, возрастает, и она, преодолева сопротивление амортизатора 21, своей торцовой поверхностью разобщает рабочую полость 14 гидроаккумул тора с полостью 1-3 стабилизатора 5 сливного давлени . При движении плавающа втулка 18 своими радиально расположенными окнами 19 мен ет координаты расположени впускных отверстий И, измен ход бойка 17 и соответственно энергию и частоту ударов. Применение предлагаемого гидравлического ударного механизма позвол ет обеспечить стабилизацию рабочего процесса при любом давлении источника питани , g также плавную регулировку энергии и частоты ударов.The die 17 oscillates in the cylinder 8 under the action of periodic power pulses acting on it from the side of the hydroaccumulator 7, and a constantly acting force from the side of the chamber 9 constantly communicated through the high-pressure stabilizer 3 with the pressure line 4. Under the action of pressure force the fluid permanently acting on the hammer 17 from the chamber 9 side, the hammer 17 17 is detached from the tool 20 and starts idling. As the striker moves, the windows 12 overlap, the fluid in the accumulator 7 begins to compress, and part of the kinetic energy of the striker is absorbed. Due to the fact that the hydroaccumulator 7 through the cavities 14 and 13 is in communication with the stabilizer 5 of the discharge pressure, a partial discharge of fluid from the hydroaccumulator 7 into the drain line 6 occurs. This allows the striker 17 to continue its movement regardless of the pressure in the discharge line 4, before opening the inlets 11. At the end of idling, the hydroaccumulator 7, due to the opening 17 of the inlets 11, communicates through the working cavity 14 to the high-pressure stabilizer 3. The pressure in the hydroaccumulator 7 rises to the main line, the striker 17 brakes. After braking, the balance of forces acting on the firing pin is disturbed, since the cross-sectional area perceiving the pressure from the hydroaccumulator 7 is greater than from the chamber 9, and the liquid pressure acting on they are the same - the working stroke begins. First, the face 17 moves rapidly towards tool 20 at a constant fluid pressure. When the firing pin closes the inlet orifices And, the flow of fluid from the pressure line stops and the further movement of the striker takes place due to the expansion of the fluid in the accumulator 7. During the stroke, the evacuated potential energy of the fluid in the accumulator goes into the kinetic energy of the striker 17 and partially consumes the displacement of fluid into the drain line 6. Since the kinetic energy of the striker 17 during the working stroke is greater than the energy that counteracts its movement, This stroke strikes tool 20 and, due to opening of windows 12, the hydroaccumulator torus communicates with the drain line 6. The pressure in the hydroaccumulator 7 drops and the firing pin 17 under the action of a constant force applied from the side of the chamber 9 starts idling. Then the cycle repeats. Due to the fact that the shock absorber 21 sets the floating sleeve 18 to a position in which the hydroaccumulator 7 through its working cavity 14 communicates with the cavity 13 of the stabilizer 5 of the discharge pressure, it is possible to open the accumulator 7 inlet 11 of the hydroaccumulator 7 at any pressure in the pressure line 4 The stiffness of the shock absorber is calculated in such a way that it provides the flexibility of the floating sleeve 18 at a pressure in the pressure line 4 close to the maximum. Due to the fact that the pressure in the pressure of line 4 from the moment of switching on the power source does not increase instantaneously. The initial phase of the hydraulic shock mechanism at low pressure always takes place. When the pressure in the pressure line 4 increases, the force acting on the floating sleeve 18 on the side of the stabilizer 3 increases, and, overcoming the resistance of the shock absorber 21, separates the working cavity 14 of the accumulator with a cavity 1-3 of the drain pressure stabilizer with its end surface. When moving, the floating sleeve 18 with its radially arranged windows 19 changes the coordinates of the location of the inlet holes AND, changing the stroke of the striker 17 and, accordingly, the energy and frequency of impacts. The use of the proposed hydraulic percussion mechanism ensures the stabilization of the working process at any pressure of the power source, as well as smooth adjustment of energy and frequency of impacts.

Claims

A HYDRAULIC SHOCK MECHANISM, comprising a housing, a hammer, a hydraulic accumulator, a cylinder with radial openings that communicate with a hydraulic accumulator with pressure and drain lines, characterized in that, in order to ensure stabilization of the working process, smooth regulation of energy and frequency of impacts, the mechanism is equipped with a dividing wall, which together with the body and cylinder forms a cavity of the drain pressure stabilizer, a working cavity of the accumulator and a cavity of a high pressure stabilizer, as well as an installed coaxial but on the cylinder floating sleeve, the lower part of which is located in the cavity of the high-pressure regulator, and the top - in the working chamber of the accumulator, while in the upper part of the floating bushing provided with radial windows with the possibility of combining with radial openings, and between the partition wall and the sleeve is mounted a shock absorber.

20SU „„ 1016499