SU768961A1 - Пневматическа машина ударного действи - Google Patents

Description

Изобретение относится к горным и строительным машинам ударного действия и может быть использовано при создании ручных пневматических молотков, а также тяжелых пневматичеЪких ударных машин 5 с золотниковым или клапанным воздухораспределением.

Известна пневматическая машина ударного действия с клапанным воздухораспределением, содержащая корпус с централь- ю ным ступенчатым каналом и соответствующим ему ударником, с клапанной камерой и расположенном в нем клапаном, перемещающимся параллельно оси ударника, с подводящим, отводящими и выпускными 15 каналами в корпусе [1]. В этой машине клапан может иметь несколько конструктивных решений: от цилиндрической до пластинчатой формы.

Несмотря на простоту исполнения кла- 20 панного воздухораспределительного устройства и в целом пневматической машины ударного действия, она обладает повышенным расходом сжатого воздуха, который обусловлен следующим условием, свойст- 25 венным всем воздухораспределениям со сплошным клапаном.

Такому клапану свойственно промежуточное положение его во время перекидки, т. е., когда клапан «зависает» в потоке 30 подводимого воздуха при открытых отводящих каналах, соединяя таким образом сеть с управляемой камерой уже сообщенной с окружающим пространством. Хотя время «зависания» клапана при двух перекидках за цикл и незначительно, но проходные сечения отводящих каналов достаточно велики и обусловливают непроизводительные утечки воздуха.

Надежный запуск машин с таким воздухораспределением требует дополнительных пусковых элементов в виде пусковых дроссельных каналов, выполняемых в корпусе или самом клапане.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматическая машина ударного действия, включающая корпус с воздухопроводящими каналами и управляемыми камерами рабочего и холостого хода и подвижно установленным ударником, рабочий инструмент, воздухораспределительный золотник с золотниковой камерой и каналами [2].

Золотниковые камеры в этой машине расположены по концам золотника, а имеющиеся на нем проточки, совпадающие с выпускными каналами золотниковой коробки и корпуса, позволяют золотнику осу768961 ществлять кроме впуска также и функции выпуска сжатого воздуха.

Такое техническое решение позволяет весьма четко производить отсечку впуска и выпуска воздуха из управляемых камер пневматической машины, при этом открытие отводящего канала соответствует закрытию канала подводящего.

Перечисленные положительные признаки золотникового воздухораспределительного устройства можно эффективно реализовать только в машинах с коротким ходом, т. е., когда окончание выпуска отработавшего воздуха из управляемой камеры холостого хода соответствует окончанию холостого и началу рабочего хода ударника. Во всех остальных случаях (у длинноходовых машин) такой «ранний» впуск воздуха из сети в управляемую камеру рабочего хода (и камеру холостого хода) приводит к преждевременному повышению противодавления и торможению ударника, что не позволяет полно использовать габаритные размеры машины по длине и реализовать расчетную величину хода ударника, а следовательно, и энергию единичного удара. Длинноходовые машины, таким образом, имеют при малом абсолютном расходе весьма высокий удельный расход воздуха (определяемый отношением расхода к мощности), что относит такие машины к разряду неэкономичных.

Из-за конструктивных особенностей таких воздухораспределительных устройств пневматических машин невозможно задержать впуск воздуха из сети, поскольку величина хода золотника (или клапана), как правило, весьма мала в сравнении с его длиной, а отсекающие кромки золотника (или клапана) расположены (вследствие малости его хода) вблизи отсечных кромок отводящих каналов золотниковой камеры.

Цель изобретения — повышение экономичности пневматической машины ударного действия, снабженной воздухораспределителем золотникового (или клапанного) типа, путем уменьшения удельного расхода сжатого воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что длина золотниковой камеры в направлении хода золотника не менее двух его длин.

Указанное исполнение машины и воздухораспределителя с его камерой позволяет по отношению ко времени хода ударника задерживать впуск сетевого воздуха в управляемую камеру, уже разомкнутую через выпускные каналы с окружающим пространством. Время задержки зависит в основном от хода и массы, площади поперечного сечения и длины детали воздухораспределителя-золотника или клапана, которые должны быть выбраны в соответствии с величинами давлений в управляемых камерах и сети.

Указанное исполнение машины и золотника (или клапана) с золотниковой камерой в отличие от известных технических решений золотниковых (или клапанных) воздухораспределителей позволяет ему всегда (и в период перекидки) поддерживать открытым только один из отводящих каналов, что исключает непроизводительные утечки сетевого воздуха через другой отводящий канал в управляемую камеру, которая сообщена уже с окружающим пространством посредством выпускных каналов (исключая период запуска в работу).

На фиг. 1 изображена пневматическая машина ударного действия, продольный разрез по корпусу; на фиг. 2 — конструктивное исполнение золотника, в виде цилиндра; на фиг. 3 — то же, в виде части кольцевой пла.стинки; на фиг. 4 — то же, в виде параллелепипеда с округленными меньшими сторонами.

Пневматическая машина ударного действия состоит из корпуса 1, в центральном канале которого с возможностью возвратно-поступательного движения установлен ударник 2. Корпус снабжен воздухораспределительной золотниковой камерой 3 с подводящим каналом 4 и воздухопроводящими каналами 5 и 6.

В золотниковой камере 3 размещен золотник 7 с перепускным дроссельным каналом 8 и впускным дроссельным каналом 9, сообщенных между собой. Посредством каналов 5 и 6 управляемая камера рабочего хода и управляемая камера холостого хода сообщаются периодически с сетью сжатого воздуха и через выпускные каналы 12 и 13 с выхлопной камерой 14 и окружающим пространством.

Промежуточное звено 15 опирается на торец корпуса 1 и зафиксировано относительно него. Штуцер 16 для подвода сжатого воздуха к воздухораспределительной золотниковой камере 3 присоединяется к звену 15.

Корпус 1 имеет рабочий инструмент 17, входящий своим хвостовиком в центральный канал корпуса.

Пневматическая машина ударного действия работает следующим образом.

После включения пускового устройства (на чертежах не показано и может быть любым) сжатый воздух через штуцер 16 поступает к подводящему каналу 4 корпуса 1. Согласно положению ударника 2 и золотника 7, изображенных на фиг. 1, воздух из канала 4 поступает в золотниковую камеру 3 и через канал 5 в управляемую камеру 10 рабочего хода, откуда посредством выпускных каналов 12 в выхлопную камеру 14 и окружающее пространство.

Одновременно сжатый воздух поступает и по продольному дроссельному каналу 8 (или также и по радиальному каналу 9) в золотнике 7 и далее через отводящий ка768961

6 нал о в управляемую камеру и холостого хода. Поскольку камера II с окружающим пространством разомкнута, в ней накапливается сжатый воздух и воздействует на ударник 2 и золотник 7, обусловливая их 5 перемещение в сторону от инструмента 17.

Благодаря меньшей массе золотник 7 перемещается значительно быстрее ударника 2 и сразу же перекрывает основной доступ сетевого воздуха через каналы 4 и ю 5 в камеру 10, которая теперь частично наполняется через каналы 9 и 8. В крайнем положении золотника воздух в камеру 10 не подается, поскольку канал 5 закрыт. Сжатый воздух поступает по каналу 4, 15 золотниковой камере 3 и каналу 6 в камеру И. Ударник 2 под действием импульса давления со стороны камеры 11 продолжает свое движение, совершая холостой ход. 20

В результате перекрытия ударником 2 выпускного канала 12 в камере 10 начинается сжатие отсеченного в ней воздуха и воздуха, натекающего через каналы 8 и 9 из сети. 25

По мере движения ударника 2 давление в камере 10 повышается, а в камере 11 понижается. В результате разницы давлений в камерах золотник 7 начинает перемещение в сторону инструмента 17, пере- зо крывая основной доступ сетевого воздуха через каналы 4 и 6 в камеру 11, которая теперь наполняется только через каналы 9 и 8. Сжатый воздух поступает по каналу 4 золотниковой камеры 3 и каналу 5 в ка- 35 меру 10, затормаживая движение ударника.2. После открытия ударником 2 выпускных каналов 13 и 12 происходит опорожнение камеры 11 в выхлопную камеру 14 и окружающую среду. Ударник 2 продолжа- 40 ет затормаживаться и он останавливается в расчетной точке, после чего под действием импульса давления со стороны камеры 10 двигается в сторону инструмента 17, совершая рабочий ход. 45

Последовательно, при своем движении, ударник 2 перекрывает выпускные каналы 12 и 13, в результате чего в камере 11 начинается процесс сжатия отсеченного в ней воздуха и воздуха, натекающего через 50 каналы 8 и 9 из сети. Давление воздуха в камере 11 повышается, а в камере 10 понижается, вследствие чего разница давлений обусловит перемещение золотника 7, перекрывая основной доступ сетевого воз- 55 духа через каналы 4 и 5 в камеру 10, ко торая теперь наполняется только через дроссели 9 и 8. Сжатый воздух поступает по каналам 4, клапанной камере 3 и каналу 6 в камеру 11.

Преодолевая сопротивление противодавления со стороны камеры 11, ударник 2 открывает выпускной канал 12, посредством которого камера 10 начнет опорожняться в окружающее пространство и нанесет удар по хвостовику рабочего инструмента 17. В дальнейшем цикл повторяется с той разницей, что ударнику 2 после каждого последующего удара будет передаваться импульс отскока, способствующий большему ходу ударника (если позволяет расчетная длина центрального канала корпуса).

Предложенное конструктивное решение пневматической машины ударного действия позволяет по сравнению с' рассмотренными техническими решениями реализовать длинный ход ударника, исключив при этом непроизводительные утечки (исключая утечки через пусковые дроссельные каналы, предназначенные во всех случаях для надежности запуска машины в работу) через отводящие каналы и осуществить задержку впуска сетевого воздуха в управляемую камеру, например, рабочего хода, чем обусловить меньший удельный расход воздуха и более полно использовать габаритные размеры машины для повышения выводимых энергетических параметров (особо энергии единичного удара) на обрабатываемый объект.

Claims (2)

1. 3 ществл ть кроме впуска также и функции выпуска сжатого воздуха. Такое техническое решение позвол ет весьма четко производить отсечку впуска и выпуска воздуха из управл емых камер пневматической машины, при этом открытие отвод щего канала соответствует закрытию канала подвод ш,его. Перечисленные положительные признаки золотникового воздухораспределительного устройства можно эффективно реализовать только в машинах с коротким ходом, т. е., когда окончание выпуска отработавшего воздуха из управл емой камеры холостого хода соответствует окончанию холостого и началу рабочего хода ударника. Во всех остальных случа х (у длинноходовых машин ) такой «ранний впуск воздуха из сети в управл емую камеру рабочего хода ( и камеру холостого хода) приводит к преждевременному повышению противодавлени  и торможению ударника, что не позвол ет полно использовать габаритные размеры машины по длине и реализовать расчетную величину хода ударника, а следовательно , и энергию единичного удара. Длинноходовые машины, таким образом, имеют при малом абсолютном расходе весьма высокий удельный расход воздуха (определ емый отношением расхода к мощно-з сти), что относит такие машины к разр ду неэкономичных. Из-за конструктивных особенностей таких воздухораспределительных устройствз пневматических машин невозможно задержать внуск воздуха из сети, поскольку величина хода золотника (или клапана), как правило, весьма мала в сравнении с его длиной, а отсекающие кромки золотника ( или клапана) расположены (вследствие малости его хода) вблизи отсечных кромок отвод щих каналов золотниковой камеры. Цель изобретени  - повышение экоцомичности пневматической машины ударного действи , снабженной воздухораснределителем золотникового (или клапанного) типа, путем уменьшени  удельного расхода сжатого воздуха. Поставленна  цель достигаетс  тем, что длина золотниковой камеры в направлении хода золотника не менее двух его длин. Указанное исполнение машины и воздухораспределител  с его камерой позвол ет по отношению ко времени хода ударника задерживать впуск сетевого воздуха в управл емую камеру, уже разомкнутую через выпускные каналы с окружающим пространством . Врем  задержки зависит в основном от хода и массы, площади поперечного сечени  и длины детали воздухораспределител -золотника или клапана. которые должны быть выбраны в соответствии с величинами давлений в управл емых камерах и сети. 4 Указанное исполнение машины и золотиика (или клапана) с золотниковой камерой в отличие от известных технических решений золотниковых (или клапанных) воздухораспределителей позвол ет ему всегда (и в период перекидки) поддерживать открытым только один из отвод ш,их каналов , что исключает непроизводительные утечки сетевого воздуха через другой отвод щий канал в управл емую камеру, котора  сообщена уже с окружаюш,им пространством посредством выпускных каналов (исключа  период запуска в работу), На фиг. 1 изображена пневматическа  машина ударного действи , продольный разрез по корпусу; на фиг. 2 -конструктивное исполнение золотника, в виде цилиндра; на фиг. 3 - то же, в виде части кольцевой пла.стинки; на фиг. 4 - то же, в виде параллелепипеда с округленными меньшими сторонами. Пневматическа  машина ударного действи  состоит нз корпуса 1, в центральном канале которого с возможностью возвратно-поступательного движени  установлен ударник 2. Корпус снабжен воздухораспределительной золотниковой камерой 3 с подвод щим каналом 4 и воздухопровод щими каналами 5 и 6. В золотниковой камере 3 размещен золотник 7 с перепускным дроссельным каналом 8 и впускным дроссельным каналом 9, сообщенных между собой. Посредством каналов 5 и 6 управл ема  камера 10 рабочего хода и управл ема  камера 11 холостого хода сообщаютс  периодически с сетью сжатого воздуха и через выпускные каналы 12 и 13 с выхлопной камерой 14 и окружающим пространством, Промежуточное звено 15 опираетс  на торец корпуса 1 и зафиксировано относительно него. Штуцер 16 дл  подвода сжатого воздуха к воздухораспределительной золотниковой камере 3 присоедин етс  к звену 15. Корпус 1 имеет рабочий инструмент 17, вход щий своим хвостовиком в центральный канал корпуса. Пневматическа  машина ударного действи  работает следующим образом, После включени  пускового устройства ( на чертежах не показано и может быть любым) сжатый воздух через штуцер 16 поступает к подвод щему каналу 4 корпуса 1. Согласно положению ударника 2 и золотника 7, изображенных на фиг. 1, воздух из канала 4 поступает в золотниковую камеру 3 и через канал 5 в управл емую камеру 10 рабочего хода, откуда посредством выпускных каналов 12 в выхлопную камеру 14 и окружающее пространство, Одновременно сжатый воздух поступает и по продольному дроссельному каналу 8 ( или также и по радиальному каналу 9) в золотнике 7 и далее через отвод щий канал 6 в управл емую камеру 11 холостого хода. Поскольку камера И с окружающим пространством разомкнута, в ней накапливаетс  сжатый воздух и воздействует на ударник 2 и золотник 7, обусловлива  их перемещение в сторону от инструмента 17. Благодар  меньшей массе золотник 7 перемещаетс  значительно быстрее ударника 2 и сразу же перекрывает основной доступ сетевого воздуха через каналы 4 и 5 в камеру 10, котора  теперь частично наполн етс  через каналы 9 и 8. В крайнем положении золотника воздух в камеру 10 не подаетс , поскольку канал 5 закрыт. Сжатый воздух поступает по каналу 4, золотниковой камере 3 и каналу 6 в камеру 11. Ударник 2 под действием импульса давлени  со стороны камеры 11 продолжает свое движение, соверша  холостой ход. В результате перекрыти  ударнпком 2 выпускного канала 12 в камере 10 начинаетс  сжатие отсеченного в ней воздуха н воздуха, натекающего через каналы 8 и 9 из сети. По мере движени  ударника 2 давление в камере 10 повышаетс , а в камере 11 понижаетс . В результате разницы давлений в камерах золотник 7 начинает перемещение в сторону инструмента 17, перекрыва  основной доступ сетевого воздуха через каналы 4 и 6 в камеру 11, котора  теперь наполн етс  только через каналы 9 н 8. Сжатый воздух поступает по каналу 4 золотниковой камеры 3 и каналу 5 в ка- 35 меру 10, затормажива  движение ударника .2. После открыти  ударником 2 выпускных каналов 13 и 12 происходит опорожнение камеры И в выхлопную камеру 14 и окружающую среду. Ударник 2 продолжа- 40 ет затормаживатьс  и он останавливаетс  в расчетной точке, после чего под действием импульса давлени  со стороны камеры 10 двигаетс  в сторону инструмента 17, соверша  рабочий ход. Последовательно, при своем движении, ударник 2 перекрывает выпускные каналы 12 и 13, в результате чего в камере И начинаетс  процесс сжати  отсеченного в ней воздуха н воздуха, натекающего через so каналы 8 и 9 из сети. Давление воздуха в камере И повышаетс , а в камере 10 поиижаетс , вследствие чего разница давлений обусловит перемещение золотника 7, перекрыва  основной доступ сетевого воз- 55 духа через каналы 4 и 5 в камеру 10, ко5 10 15 20 25 30 45 тора  теперь наполн етс  только через дроссели 9 и 8. Сжатый воздух поступает по каналам 4, клапанной камере 3 и каналу 6 в камеру 11. Преодолева  сопротивление противодавленн  со стороны камеры 11, ударник 2 открывает выпускной канал 12, посредством которого камера 10 начнет опорожн тьс  в окружающее пространство и нанесет здар по хвостовику рабочего инструмента 17. В дальнейшем цикл повтор етс  с той разницей, что ударнику 2 после каждого последующего удара будет передаватьс  импульс отскока, способствующий большему ходу ударника (если позвол ет расчетна  длина центрального канала корпуса ). Предложенное конструктивное решение пневматической машины ударного дейстВИЯ позвол ет по сравнению с рассмотренными техническими решени ми реализовать длинный ход ударника, исключив при этом непроизводительные утечки (исключа  утечки через пусковые дроссельные каналы , предназначенные во всех случа х дл  надежности запуска машины в работу ) через отвод щие капалы н осуществить задержку впуска сетевого воздуха в управл емую камеру, например, рабочего хода, чем обусловить меньший удельный расход воздуха и более полно использовать габаритные размеры мащины дл  повышени  выводимых энергетических параметров (особо энергии единичного удара) на обрабатываемый объект, . Формула изобретени  Пневматическа  машина ударного действи , включающа  корпус с воздухопровод щими каналами , и управл емыми камерами рабочего и холостого хода и подвижно установленным ударником, рабочий инструмент, воздухораспределительный золотник с золотниковой камерой и каналами , отличающа с  тем, что, с целью повышени  экономичности машины путем уменьшени  удельного расхода сжатого воздуха, длина золотниковой камеры в направлении хода золотника не менее двух его длин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 465671, кл. 87в 2, опублик. 18.05.14.
2. 2.Патент Франции № 777410, кл. 87в 2, опублик. 20.02.35 (прототип).