SU1539057A1

SU1539057A1 - Машина ударного действи

Info

Publication number: SU1539057A1
Application number: SU874327493A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Простин; Иван Ефимович Кудряшов; Владимир Робертович Савко; Дмитрий Терентьевич Русанов; Юрий Петрович Ганенко
Original assignee: Даугавпилсский Завод "Электроинструмент"
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к машинам ударного действи . Цель изобретени - повышение эксплуатационных характеристик путем увеличени энергии удара за счет исключени выброса воздуха из рабочей камеры и устранение соударени поршн и ударника за счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздушной подушки. В стенке цилиндра 5 выполнено дополнительное радиальное отверстие 9. Рассто ние от обращенной к кривошипу 3 кромки 13 радиальных канавок 7 до торца 14 ударника 11, обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода машины выбрано равным (1,6...1,9) R, где R - радиус кривошипа 3. Рассто ние Δ от дополнительного радиального отверсти 9 до ближайших к кривошипу 3 кромок 13 радиальных канавок 7 выбрано равным (0,1...0,13) @ R₁, где R₁ - радиус кривошипа 3. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс к машино- строению, в частности к машинам ударного действи , и может быть использовано в горном деле и строительстве при проведении строительно-монтажных работ.

Цель изобретени - повышение экс«- плуатационных характеристик путем уве личени энергии удара за счет исключени выброса воздуха из рабочей камеры , устранение соударени поршн и ударника за счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздушной подушки.

На фиг. 1 изображена машина ударного действи , разрез; на фиг. 2 - то же, в момент отрыва ударника от рабочего инструмента (фаза I); на фиг. 3 - то же, в момент компенсации утечек воздуха при перепуске воздуха из атмосферы в рабочую камеру (фа- за II); на фиг. 4 - то же, при встречном движении поршн и ударника при максимальном сжатии воздушной подушки (фаза III); на фиг. 5 - то же, при окончании рабочего цикла в мо- мент удара ударника о рабочий инструмент (фаза IV).

Машина ударного действи (фиг.1) содержит корпус 1, размещенный в нем механизм 2 преобразовани кривошип- ного типа с кривошипом 3 радиуса г и установленный в радиальным зазором 4 в корпусе 1 цилиндр. 5. На внутренней поверхности 6 цилиндра 5 выполнены радиальные канавки 7, а в его стенке - радиальное отверстие 8 и дополнительное радиальное отверстие 9. В цилиндре 5 размещены поршень 10 и ударник 11.

Поршень 10 шарнирно соединен с ме ханизмом 2 преобразовани кривошипного типа. Поршень 10 и ударник 11 образуют между собой рабочую камеру 12, в которой при положении поршн 1 0 и ударника 11, изображенном на фиг. 1, образуетс воздушна подушка высотой Н 2,0-2,6г, где г - радиус кривошипа 3. При этом ударник 11 имеет высоту с боковой поверхности, меншую высоты Ъ радиальных к-анавок 7 (фиг. 1 и 3). Рассто ние L от обращенной к кривошипу 3 кромки 13 радиальных канавок 7 до торца 14 ударника 11 обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода выбрано равным 1,6-1,0г В конце рабочего хода ударник 11 наносит удар по рабочему инструменту 15,

В частном случае исполнени (фиг. 1) рассто ние Л от дополнительного радиального отверсти 9 до ближайших к кривошипу 3 кромок 13 радиальных канавок 7 выбрано равным 0,1- 0,13г.

Машина ударного действи работает следующим образом.

Перед пуском машины (фиг, 1) в рабочей камере 12 имеетс воздушна подушка , а сама рабоча камера 12 открыта и сообщаетс с атмосферой через дополнительное радиальное отверстие 9 При вращении кривошипа 3, кинематически св занного с поршнем 10, последний , двига сь по направлению к рабочему инструменту 15, вытесн ет воздух через дополнительное радиальное отверстие 9. Диаметр дополнительного радиального отверсти 9 выбран из услови ускоренного перехода машины с холостого хода на рабочий режим. Наличие дополнительного радиального отверсти 9 позвол ет сократить врем перехода на рабочий режим до 0,5с. При отсутствии указанного отверсти 9 поршень 10 вытесн ет лишний воздух через посадочные зазоры поршн 10 и ударника 11 в цилиндре 5. Тем самым увеличиваетс врем перехода на рабочий режим.

В установившемс режиме машина работает следующим образом.

При ускоренном перемещении поршн 10 в сторону кривошипа 3 из положени нижней мертвой точки воздушна подушка раст гиваетс и в рабочей камере 12 образуетс разрежение (вакуум ) . Под действием всасывающей силы вакуума ударник 11 отрываетс от рабочего инструмента 15 и движетс

вслед за поршнем 10. Момент отрыва ударника 11 от рабочего инструмента 15 соответствует фазе I рабочего цикла машины (фиг. 2). Создаваема вса- сывающа сила вакуума достаточна, чтобы обеспечить ускоренное движение ударника 11 вслед за поршнем 10.

При переходе поршн 10 через верхнюю мертвую точку воздушна подушка продолжает оставатьс в раст нутом состо нии и ударник 11 имеет максимальную скорость разгона. В момент прохождени ударником 11 рассто ни ,6-1,9г, где г - радиус кривошипа 3, осуществл етс компенсаци утечек воздуха из воздушной подушки рабочей камеры 12. Это фаза II рабочего цикла машины (фиг. 3).

Поскольку -высота b радиальных канавок 7 больше высоты с боковой поверхности ударника 11, то при движении ударника 11 между ним и кромками 13 радиальных канавок 7 образуютс

5

0

ща сила вакуума уменьшаетс , а следовательно , уменьшаетс скорость разгона ударника 11. В результате снижаетс энерги удара ударника 11.

После компенсации утечек воздуха ударник 11 при своем движении перекрывает компенсационный зазор. Воздушна подушка становитс замкнутой. Поршень 10 и ударник 11 движутс на-| встречу друг другу. Воздушна подушка сжимаетс . В определенный момент времени давление в воздушной подушке выравниваетс с атмосферным. Причем высбта воздушной подушки больше начальной ее высоты, поскольку в фазе II (фиг. 3) произведена подпитка воздушной подушки дополнительной порцией воздуха и масса сжимаемого . воздуха несколько (на 3-4-%) увеличилась .

Сжатие воздушной подушки осуществл етс до тех пор, пока сила упругости сжатого воздуха в рабочей камере

компенсационные зазоры с максимальны- 25 12 не останавливает ударник 11, При

b-с

ми значени ми, равными . Расположение верхней кромки 13 радиальных канавок 7. на рассто нии ,6-1,9r соответствует прохождению ударником 11 участка пути в конце зоны вакуума. За врем прохождени ударником 11

Ъ-с зазоров -г- воздух через указанные

зазоры перепускаетс из атмсГсферы в рабочую камеру 12. В этом случае порци воздуха, перетекающа через зазоры , восполн ет утечки воздуха за предыдущий цикл работы.

Высоту Ив воздушной подушки выбирают в пределах И 2,0-2,6г. При восполнении воздушной подушки з величива- етс масса воздуха, а следовательно, увеличиваетс энерги удара ударника 11 при последующем сжатии воздушной подушки.

Если величина L больше 1 ,9г, то расположение кромки 13 радиальных канавок 7 соответствует прохождению ударником 11 зоны сжати воздушной подушки и происходит выброс воздз ха из рабочей камеры 12. В результате уменьшаетс масса энергоносител в воздушной подушке и снижаетс энерги удара ударника 11.

Если величина L меньше 1,6г, то расположение кромки 13 радиальных канавок 7 соответствует прохождению ударником 11 зоны вакуума. Всасываю30

35

40

45

50

55

сжатии воздушной подушки часть воздуха (до 6 -3% - утечка) вытесн етс через посадочные зазоры ударника 11 и поршн 10.

Фаза III, соответствующа моменту остановки ударника 11 при максимальном сжатии воздушной подушки, представлена на фиг. 4. В конечной фазе рабочего цикла поршень 10 продолжает движение вниз с оиредленным переносным ускорением. Сжата воздушна подушка разжимаетс подобно сжатой пружине. Потенциальна энерги сжатой воздушной подушки сообщает ускорение ударнику 11 относительно поршн 10.

Ударник 11 приобретает ускорение, равное сумме его ускорений переносного и относительного движений, и на носит удар по рабочему инструменту 15. Причем основные конструктивные параметры машины выбраны таким образом, что удар ударника 11 по рабочему инструменту 15 происходит после прохождени поршнем 10 своей нижней мертвой точки (фаза IV, фиг,5)

Машина при выполнении ее в частном случае по п. 1 формулы изобретени работает следующим образом.

Дополнительное радиальное отверстие 9 (фиг. 1) расположено ниже торца поршн 10, наход щегос в нижней мертвой точке. Таким образом, воздух из атмосферы посто нно поступает в

0

5

0

5

0

5

Ударник 11 приобретает ускорение, равное сумме его ускорений переносного и относительного движений, и наносит удар по рабочему инструменту 15. Причем основные конструктивные параметры машины выбраны таким образом, что удар ударника 11 по рабочему инструменту 15 происходит после прохождени поршнем 10 своей нижней мертвой точки (фаза IV, фиг,5).

рабочую камеру 12. При ускоренном перемещении поршн 10 вверх из положени нижней мертвой точки ударник 11 отрываетс от рабочего инструмента 15 и движетс вслед за поршнем 10. Воздух из атмосферы через дополнительное радиальное отверстие 9 поступает в рабочую камер} - 12 и разрежение в ней несколько уменьшаетс . Однако всасывающа сила вакуума достаточна, чтобы обеспечить движение ударника 11 вслед за поршнем 10 (фиг. 2, фаза I).

При переходе поршн 10 через верхнюю мертвую точку воздушна подушка продолжает оставатьс в раст нутом состо нии и ударник 11 имеет макси- мальную скорость разгона. Происходит подпитка рабочей камеры 12 воздухом в течение всего времени, соответствующего зоне вакуума.

В момент прохождени ударником 11 рассто ни ,6-1,9r осуществл етс компенсаци утечек воздуха из воздушной подзтшки (фаза II, фиг. 3). В этом случае компенсаци утечек осуществл етс из двух источников: из дополнительного радиального отверсти 9 в пределах 3-4% от общей массы воздуха и через компенсационные зазоры с

Ь-с

максимальным значением , т.е. осуществл етс смешанна компенсаци .

После окончани фазы II ударник 11 проходит рассто ние ,1-0,13 радиуса кривошипа и закрывает рабочую камеру 12, Воздушна подушка становитс замкнутой. Поршень 10 и ударник 11 движетс навстречу друг другу. Воздушна подушка сжимаетс до тех пор, пока сила упругости сжатого воздуха не останавливает ударник 11. Далее машина работает так же, как при- выполнении ее по п. 1 формулы (фиг. 4 и 4, фазы III и IV).

Если рассто ние Д выбрать меньше 0,1 г кривошипа, то дополнительное радиальное отверстие 9 попадает в зону более глубокого вакуума, в результате чего уменьшаетс глубина вакуума

0

5

0

5

0

5

0

5

в рабочей камере 12 при движении поршн 10 из начального положени при запуске машины. Поэтому ухудшаютс услови запуска машины, в особенности, при низких температурах, когда застывша смазка создает дополнительное сопротивление движению ударника 11. Если рассто ние выбрать больше 0,13г, то дополнительное радиальное отверстие 9 попадает в зону сжати воздушной подушки. В результате этого ухудшаютс термодинамические параметры воздушной подушки. В конечном счете это может привести к выбросам воздуха из рабочей камеры 12 и соударению ударника 11 и поршн 10.

Claims

1.Машина ударного действи , содержаща корпус, размещенные в нем механизм преобразовани кривошипного типа, цилиндр с радиальными канавками и отверстием в его стенке, установленные в цилиндре и образующие между собой рабочую камеру поршень и ударник

с высотой боковой поверхности, меньшей высоты радиальных канавок, отличающа с тем, что, с целью повышени эксплуатационных характеристик путем увеличени энергии удара за счет исключени выброса воздуха из рабочей камеры, в стенке цилиндра выполнено дополнительное радиальное отверстие, а рассто ние от обращенной к кривошипу кромки радиальных канавок- до торца ударника, обращенного в ту же сторону, в конце рабочего хода выбрано равным 1,6- 1,9 радиуса кривошипа.

2.Машина по п. 1, о т л и ч а ю- щ а с тем, что, с целью устранени соударени поршн и ударника за счет подачи воздуха в рабочую камеру перед сжатием воздушной подушки, рассто ние от дополнительного радиального отверсти до ближайших к кривошипу кромок радиальных канавок выбрано равным 0,1-0,13 радиуса кривошипа.

Фиг.1

Фиг.З

В

Фиг. 4

Фиг.5