Воздухораспределительное устройство машины ударного действия

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ои 926268(51) М. Кл,з Е 21 С 3/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.8 (088,8) Дата опубликования описания 070582 72) Авторыизобретения М. Дус и В,К. Воронен ститут горного дела АН Казахской ССР 1) Заявитель(54) ВОЗДУХОРАСПДА ТВО МАШИНЬ 1 ЛИТЕЛЬНОЕ УСГО ДЕЙСТВИЯ Цель дежности возд ха. 5 удля достижен кулачок выполне ков с выступами ности относител этом между диск разные поводки, стороны связаны 10 у т ухораснредел орпусы 1 и 2 ями 3 и 4, и ми 5 иб,7 и им поверхнос кольцевымиом является ненадежнос эду Изобретение относится к конструдсциям воздухораспределительных уст-ройств для машин ударного действии и может использоваться, преимущест, венно, в буровых установках для бурения шпуров и скважин.Известно воздухораспределительноестройство в высокочастотном пневмаическом перФораторе, включающее вращающийся золотник, зубцы которого сцеплены с зубцами ведущей шестерни пневматического мотора, и кинематически не связанный с возвратно-посту пательным движением поршня 1).Его недостатком является большой расход воздуха. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является воздухораспределительное устройство машйны ударного действия, включающее корпус с камЬрой, в которой установлен пневмодвидатель с валом, на котором установлен распределительный кулачок, размещенные вокруг кулачка золотники столкателями, взаимодействующие с кулачком (2).Его недостатк большой расход во ха и ть работы. бретения - повышение на боты и снижение расхода ия поставленной целин в виде набора диссмещенными по окружьно друг друга, приами установлены Е-обплечи которых с однойс толкателями, а с другой - с Фиксирующими пальцами,ленными в корпусе.Фиг.1 изображено устройство,ный разрез; на фиг,2 - разрезфиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-БФ 1; на фиг,4 - раэрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Е-Е на Фиг.1; на фиг.б - разрез С-С на фиг.1; на Фиг.7 - диаграмма работы эа цикл воздухораспределительного устройства.Воздухораспределительное уатройство состоит,из расположенных противоположно и концентрнчно относительно вала пневмодвигателя механизмом возения, которые включают к с полукольцевыми щел олукольцевыми канавка 8, 9 и 10 по внутренн тямзолотникн 11 и 12проточками 13 и 14 и тол 926268кателями 15 и 16, крышки 17 и 18 с выхлопными окнами 19 и 20, втулки 21 и 22. Между торцами золотников 11 и 12 и крышками 17 и 18 образуются камеры 23 и 24, сообщенные с атмосферой выхлопными окнами 19 и 20. На корпусах 1 и 2 имеются входы 25 и 26, сообщающие полукольценые кананки 5 и б с сетью.В полости 27 корпуса 28 устройства установлен кулачконый вал 29, разделенный кольцевыми пазами 30 и 31 на диски 32, 33 и 34, на каждом из которых выполнен радиальный выступ 35, 36 и 37. Радиальные выступы 35, 36 и 37 смещены по окружности, Величина этого смещения определяется из условия обес печения отношения времени холостого хода ко времени рабочегО хода ударного устройства в пределах 1,4-2.,Кулачковый вал 29, соединенный муфтой 38 с валом пневмоднигателя 39, установленного с торца корпуса 28, с одной стороны опирается на подшипник 40, помещенный в перегородке корпуса 28, а с другой стороны - на подшипник 41, помещенный в крышке 42 корпуса 28.В кольцевых пазах 30 и 31 кулачконого вала 29 расположены поводки 43 и 44 с пазами 45 и 46, соединенные с толкателями 15 и 16 эолотникон 11 и 12 с фиксирующими пальцами 47 и 48 и 49 и 50, установленных в корпусе 28 устройства.Углы, образованные между плоскостью, проведенной через ось вращения кулачкового вала 29 и радиус"вектор радиального выступа 35 диска 32, и плоскостями, проведенными черезось вращения и радиусы-векторы радиальных выступов 36 и 37 .при вращении кулачконого вала 29 против часовой стрелки, для радиального выступа 36 диска 33 равен 90 , для радиального выступа 37 диска 34-45Вход 25, сообщенный с сетью корпуса 1 через полукольценые канавки 5 и 7, кольцевую проточку 13, а также камера 23, образованная золотником 11 и крышкой 17 через полукольцевую канавку 9, полукольцевую щель 3 сооб" щаются каналами 51 и 52 с двумя выходами 53 и 54 с задней полостью 55 цилиндра 56 с поршнем 57 ударного устройства и с передней полостью 58 цилиндра 59 с поршнем 60. Цилиндры 56 и 59 разделены перегородкой 61, а н передней части цилиндра 59 расположен поворотный механизм 62 и установлен инструмент 63. Вход 26, сообщенный с сетью корпуса 2 через полукольцевые канавки б и 8, кольцевую проточку 14, а также камера 24, образованная золотником 12 и крьыкой 18 через полукольцевую канавку 10 и полукольценую щель 4,сообщаются каналами 64, 65 и 66 сзадней полостью 67 цилиндра 59 и спередней полостью 68 цилиндра.56.Воздухораспределительное устройство работает следующим образом.Число оборотов вала пневмодвигателя 39 задается количеством подводимого к нему сжатого воздуха. Радиальный выступ 35 диска 32 кулачкового вала 29, поворачиваемого валомпневмоднигателя 39 против часовойстрелки, в начальный момент поворотанаходится в положении, показанном нафиг. 1 и фиг.2, касаясь одного концаповодка 43 Е-образной формы, соединен-ного с толкателем 16 золотника 12и фиксирующими пальцами 47 и 48, другой же конец распределителя 43 касается цилиндрической поверхности диска33. Контакт концов поводка 43 и цилиндрических поверхностей радиальноговыступа 35 и диска 33 происходитвследствие их геометрического заьыкания.Радиальный выступ 36 диска 33 и радиальный выступ 37 диска 34 в начальный момент находятся в положении, показанном на фиг. 1 и фиг.4. Цилиндри"ческая поверхность диска 33 касаетсяконца поводка 43 вследствие геометрического замыкания, а цилиндрическая 30 поверхность диска 34 в начальный момент касается конца поводка 44, связанного с толкателем 15 золотника 11(фиг. 3 и фиг. 4) . Золотник 12 (фиг.1)при этом находится н крайнем нижнем 35 положении, а кольцевая проточка 14золотника 12 совпадает с полукольцевыми канавками б и 8 корпуса 2, а полукольцевая Канавка 10 корпуса 2 закрыта. Золотник 11 находится в крайнем 40 нижнем положении, касаясь втулки 21,полукольцевые канавки 5 и 7 закрыты,а полукольцевая канавка 9 открыта.В течение поворота кулачкового вала 29 против часовой стрелки, т.е.оф 45 при повороте его на угол 90, золотник 12 находится в крайнем нижнем положении; одновременно золотник 11также в крайнем нижнем положении(фиг.1) .Цикл работы воэдухораспределительного устройства показан на диаграмме (фиг.7), Сжатый воздух по входу 26корпуса 2 (фиг.5) через полукольцевуюканавку б, кольцевую проточку 14, полукольцевую канавку 8, каналы 64, 65и 66 (фиг,1) поступает соответственно в переднюю полость 68 цилиндра 56и в заднюю полость 67 цилиндра 59.Воздух из задней полости 55 (фиг. 1)цилиндра 56 и передней полости 58цилиндра 59 выходит по каналам 52,54, 53 и 51 через полукольцевую канавку 7, полукольцевую щель 3, полукольценую канавку 9 ,(фиг.б) н камеру 23, а с этой камеры - через выхлопное окно 19 в крышке 17 и атмосферу. Сжатыйра 56, давит на поршень-ударник 60, отскочившегося после удара об инСтрумент, и поршень 57, затормозившегося прн холостом ходе. Поскольку золотник 12 находится в крайнем верхнем положении, то с задней полости 67 цилиндра 59 и передней полости 68 цилиндра 56 воздух выходит,в течение предшествующего поворота кулачкового вала 29 на угол 45 против часовой стрелки . Поэтому противодавление со стороны этих разноименных полостей сравнительно мало и поршень-ударник 60 и поршень 57 ускоренно передвигаются под действием поступающего сжатого воздуха в полости 58 и 68. Поршень- ударник 60 совершает холостой ход, а поршень 57 - рабочий.Совершив поворот на угол 135 , кулачковый вал 29 радиальным выступом 36 диска 33 передвигает поводок 44, который соединен с золотником 11(фиг.3 и фиг.4) . Золотник 11 выдвигается из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение (фиг. 1) и садится на втулку 21 с помощью поводка 44 и толкателя 15. Полукольцевые канавки 5 и 7 закрыты, а полукольцевая канавка 9 открытаДавление воздуха, поступившего в переднюю полость 58 цилиндра 59 и в заднюю полость 55 цилиндра 56, еще достаточно большое. Поэтому воздух в этих полостях, расширяясь, давит на поршень-ударник 60 н поршень 57 выходит из полостей по каналам 54, 53, 52 и 51, через полукольцевую щель 3, полукольцевую канавку 9 в камеру 23, через выхлопное окно 19 в крышке 18 в атмосферу, Золотник 12 находится в течение этого поворота в крайнем верхнем положении.В конце поворота кулачкового вала 29 на угол 90 поршень-ударник 60 доходит до своего крайнего положения, а поршень 57 заканчивает рабочий ход ударом по поршню-ударнику 60. При вращении кулачкового вала 29 радиальный выступ 35 диска 32 подвигает зо" лотник 12 в крайнее нижнее положение, Золотник 12 садится на втулку 22 и кольцевая проточка 14 совпадает с полукопьцевыми канавками б и 8 корпуса 2, а полукольцевая канавка 10 корпуса 2 закрыта. Этим завершается поворот на один оборот кулачкового вала 29 и далее начинается новый цикл работы воздухораспределительного устройства,В предпагаемом устройстве устраняется противодавление движению поршней, следовательно, повышается энергия единичного удара поршня-ударника.Выполнение поводков Е-образной формы и расположение их в кольцевых пазах кулачкового вала, каждый иэ кото" рых соединен с толкателем золотника, позволяет обеспечить контакт поводка с радиальными выступами дисков геовоздух, поступающий одновременно впереднюю полость 68 цилиндра 56 изаднюю полость цилиндра 59, давит напоршень 57 и поршень-ударник 60. Поршень 57 совершает холостой ход, апоршень-ударник 60 - рабочий.Совердив поворот на угол 90 ф,кулачковый вал 29 теперь радиальнымвыступом 36 диска 33 передвигаетповодок 43, который соединен с золотником 12 (фиг. 2 и фиг.3) . Золотник О12 выдвигается из крайнего нижнегов крайнее верхнее. положение и садится на втулку 22 с помощью поводка 43и толкателя 16 . Полукольцевые канавки 6 и 8 закрыты, а полукольцевая (5канавка 10 открыта. Воздух в полостях 67 и 68, расширяясь, давит напоршень-ударник 60 и поршень 57 ивыходит из полостей по каналам бб,65 и 64 через щель 4, полукольцевуюсканавку 10, камеру 24 и выхлопноеокно 20 в крышке 18 в атмосферу. Золотник 11 находится в крайнем нижнемположении . Поэтому воздух из заднейполости 55 цилиндра 56 и переднейполости 58 цилиндра 59 выходит по ка-налам 52, 54, 53 и 51 через полукольцевую канавку 7, полукольцевую щель3, полукольцевую канавку 9, камеру23, выхлопное окно 19 в крышке 17в атмосферу.При дальнейшем повороте кулачкового вала 29 на 45 ф против часовойстрелки поршень-ударник 60 заканчивает рабочий ход ударом по инструменту 63, а поршень 57, совершающийхолостой ход, затормаживается воздухом, отсеченным в задней полости55 цилиндра 56 и выходящим из этойполости только через левый выходканала 52 малым расходом (фиг.1) . 40В конце поворота на угол 45, кулачковый вал 29 радиальным выступом 37диска 34 (фиг.4) выдвигает золотник11 в крайнее верхнее положение с помощью поводка 44 и толкателя 15. 45Кольцевая проточка 13 совпадает сполукольцевыми канавками 5 и 7 корпуса 1, а полукольцевая канавка 9корпуса 1 закрыта (фиг. 1) .С момента выдвижения золотника 11в крайнее верхнее положение и в течение дальнейшего поворота кулачкоиого вала 29 на угол 135 против часовой стрелки золотник 11 находится вэтом положении. Поэтому сжатый воз-55дух по входу 25 корпуса 1 через полукольцевую канавку 5, кольцевую проточку 13, полукольцевую канавку 7,каналы 51, 53 и 54, левый выход канала 52 фиг. 1) поступает соответственно в переднюю полость 58 цилиндра 59 и в заднюю поЛость 55 цилиндра56, Сжатый воздух, поступающий одновременно в переднюю полость 58 цилиндра 59 и заднюю полость 55 цилиндметрическим замыканием, что повышает надежность работы устройства.Подача сжатого воздуха порциями в рабочие полости цилиндров ударного устройства и имеющиеся периоды выхлопа в цикле работы воздухораспределительного устройства позволит сэкономить расход сжатого воздуха.Формула изобретения 10Воздухораспределительное устройство машины ударного действия, включающее корпус с камерой, в которой установлен пневмодвигатель с валом, 15 на котором установлен распределитель-, ный кулачок, размещенные вокруг кулачка золотники с толкателями, взаичодействующие с кулачком, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и снижения расхода воздуха, кулачок выполнен в виде набора дисков с выступами, смещенными по окружности относительно друг друга, при этом между дисками установлены Б-образные поводки, плечи которых с одной стороны связаны с толкателями,. а с другой - с фиксирующими пальцами, установленными в корпусе..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССРР 112479, кл. Е 21 С 3/24, 1956.2.Авторское свидетельство СССР позаявке.В 2744724/22-03, кл.Е 21 С 3/24,1979 (прототип) .