PL97852B1 - Urzadzenie udarowe o napedzie hydraulicznym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie udaro¬ we o napedzie hydraulicznym, w którego obudo¬ wie jest umieszczony tlok udarowy wykonujacy ruch postepowo-zwrotny, przekazujacy energie u- darowa na narzedzie udarowe.Znane sa maszyny udarowe o napedzie hydra¬ ulicznym, zwlaszcza dla wiertel do kamieni. Naped hydrauliczny ma te zalete, ze jest bardziej eko¬ nomiczny niz naped pneumatyczny.Jednakowoz zadne z tych opracowan nie do¬ prowadzilo do skonstruowania takiego bezpiecznego urzadzenia, które mogloby konkurowac pod wzgle¬ dem zywotnosci i mocy z nowoczesnymi pneuma¬ tycznymi wiertlami do skal.Najwieksze trudnosci sprawia ^skonstruowanie i * zgranie z reszta urzadzenia przesuwnych zaworów rozrzadowych, dajacych dostatecznie szybki ruch postepowo-zwrotny tloka, a takze zapobieganie zu¬ zyciu glowicy udarowej tloka jak równiez syn¬ chronizacja ruchów zaworów rozrzadczych z ruchem postepowo-zwrotnym tloka udarowego.W urzadzeniach udarowych przez doprowadze¬ nie odpowiednia droga oleju pod cisnieniem do komór ograniczonych korpusem urzadzenia i robo¬ czymi powierzchniami cisnieniowymi tloka udaro¬ wego wprowadza sie tlok w zamierzony ruch po¬ stepowo-zwrotny. Tlok wykonuje suw roboczy, gdy porusza sie w kierunku trzona wiertla i suw po¬ wrotny, gdy porusza sie w kierunku odwrotnym.W czasie suwu roboczego energia cisnienia hydro- statycznego przemienia sie w energie kinetyczna tloka, która przenosi sie jako fala udarowa na ostrze wiertla i na skale, gdy tlok nagle uderzy w trzon wiertla. W tej chwili powstaje tak duze dzialanie sily pomiedzy ostrzem wiertla i skala, ze skala kruszy sie. Czesc fali udarowej odbija sie od skaly, na skutek czego trzonek wiertla po¬ woduje ruch powrotny tloka z wcale duza szyb¬ koscia, zwana szybkoscia odbojowa.W ten sposób uklad skladajacy sie z trzona wiertla, ostrza wiertla i skaly moze byc porów¬ nany z tlumiona sprezyna, na która dziala tlok.Odchylenia odnosnie rodzaju i jednolitosci skaly i innych podobnych parametrów powoduja zmiany charakterystyki obrazonej sprezyny i to wplywa miedzy innymi na czas przekazania udaru i szyb¬ kosc odbojowa tloka.Z tego powodu dlugosc skoku i sila uderzenia tloka stale zmierza do zmian, a obecnie wykony- wane zawory rozrzadcze nie moga reagowac w za¬ dowalajacy sposób na te zmiany. W niektórych u- rzadzeniach unika sie tych wad przez zastosowa¬ nie ukladów, w których poza jednym zaworem sterujacym, który nie jest do unikniecia znajdo¬ walo sie kilka pomocniczych zaworów dla utrzy¬ mania stalej energii udarowej i sily uderzenia.Biorac pod uwage prace pod wysokim cisnieniem hydraulicznym, male tolerancje, wzajemne luzy i gladkie powierzchnie poruszajacych sie czesci oraz ciezkie warunki pracy takie jak drgania, zanie- 97 85297 3 czyszczenia, zmiany temperatury czynnika pracu¬ jacego, jasnym sie stanie, ze niezawodnosc; zmniej¬ sza sie ze wzrostem ilosci zaworów pomocniczych, sprezyn i innych wrazliwych na drgania rucho¬ mych czesci w urzadzeniu.Znane jest równiez urzadzenie, w którym tlok uderza zaworem rozrzadczym o korpus maszyny na koncu suwu powrotnego poniewaz to rozwiaza¬ nie nie daje mozliwosci zmiany skoku i szybkosci powrotnej i poniewaz jest wrazliwe na zuzycie, a takze pociaga za soba ryzyko odlamania sie drob¬ nych czasteczek metalu. Dalsza wada znanych u- rzadzej hydraulicznych wiertel do skal jest rów¬ niez zuzywanie sie glowicy udarowej tloka powo¬ dujace powazne zmniejszenie energii udarowej.Wynika to z faktu skrócenia sie odleglosci mie¬ rzonej od glowicy udarowej do katowego wgle¬ bienia w tloku na skutek zuzycia tloka, co powo¬ duje utrate mozliwosci sterowania zaworem roz¬ rzadczym.Zgodnie z rozwiazaniem wedlug .wynalazku dolna komora cisnieniowa urzadzenia ma pierscieniowy rowek, mieszczacy koniec zaworu rozrzadczego w jego dolnym polozeniu. Otwór wzdluzny obudowy zawiera otwory usytuowane ponizej dolnej komo¬ ry cisnieniowej, z których jeden jest polaczony z pierscieniowym rowkiem zas drugi jest polaczony z galezia niskiego cisnienia. Tlok zawiera pierscie¬ niowe wglebienie, laczace ze soba oba otwory gdy tlok znajduje sie w swoim dolnym skrajnym po¬ lozeniu. Dlugosc wglebienia jest tak dobrana, ze w polozeniu posrednim tloka wglebienie zapewnia polaczenie pomiedzy otworem polaczonym z piers¬ cieniowym rowkiem a dolna komora cisnieniowa.W wyniku zastosowania pierscieniowego rowka w dolnej czesci dolnej komory cisnieniowej, zawór rozrzadczy ma* dluzszy suw w kierunku poosio¬ wym niz tlok.Gdy zawór rozrzadczy znajduje sie w górnym skrajnym polozeniu, powstaje zamknieta komora cisnieniowa ograniczona wewnetrzna powierz¬ chnia zaworu rozrzadczego, pierscieniowymi po¬ wierzchniami czolowymi i wglebieniem tloka oraz scianka otworu obudowy.W korzystnym rozwiazaniu górna komora cis¬ nieniowa urzadzenia jest stale polaczona z galezia niskiego cisnienia.Na zalaczonym rysunku uwidoczniono przyklad postaci wykonania przedmiotu wynalazku, przy czym rysunek, stanowiacy podstawe dla poniz¬ szego szczególowego opisu, przedstawia urzadzenie udarowe wedlug wynalazku w przekroju-osiowym.Tlok udarowy przystosowany do wykonywania ru¬ chów postepowo-zwrotnych - jest zamontowany w obudowie 4. Pomiedzy tlokiem 2 i obudowa 4 znaj¬ duja sie trzy cylindryczne komory cisnieniowe 6, 8 i 10. W jednym koncu obudowy 4 jest osadzony trzon 12 wiertla, dajacy sie wyjmowac, przy czym tlok sluzy do przekazywania energii udarowej trzonowi wiertla. Silnik 14 sluzy do przekazywania ruchu obrotowego trzonowi 12 wiertla poprzez przekladnie zebata 16, 18 i wielorowkowa tuleje , zamontowana w' obudowie 4. Czesc 14, 16, 18 i 20 i ich polaczenia z trzonem wiertla sa znanego typu. 852 4 Przy kazdym koncu tloka 2 sa rozmieszczone od¬ powiednio komory 22 i 23. Komory 22 i 23 sa odpowiednio polaczone otworami 24 i 25 z atmos¬ fera. W znany sposób jest zamontowana rurka 26, doprowadzajaca plyn splukujacy poprzez nie poka¬ zany otwór centralny w tloku 2 do otworu srod¬ kowego 28 w trzonie 12 wiertla. Komory 22 i 23 i ich odpowiednie wyloty 24 i 25 pozwalaja na od¬ prowadzenie na zewnatrz nadmiaru plynu oplu- io kujacego przemieszczanego ruchem postepowo- zwrotnym tloka 2.Plynem roboczym doprowadzanym pod cisnie¬ niem olej, który jest doprowadzany do urzadzenia poprzez koncówke 30 weza, od której to koncówki kanal 32 wysokiego cisnienia prowadzi do wnetrza obudowy 4. Kanal 32 wysokiego cisnienia jest po¬ laczony z hydropneumatycznym zasobnikiem 34 nadcisnienia, w którym to zasobniku znajduje sie gaz, na przyklad azot. Zasobnik 34 moze byc zna- nego typu, uzywanego zwykle do wyrównywania zmian cisnienia .w naczyniach hydraulicznych. Na rysunku jest przedstawiony zasobnik typu mem¬ branowego.Kanal 32 wysokiego cisnienia jest bezposrednio polaczony z komora 8 i jest takze polaczony z row¬ kiem pierscieniowym 36 majacym ze swej strony polaczenie z komora 10. W cylindrycznej komorze jest zamontowany zawór rozrzadczy 38 o ksztal¬ cie tulei, który jest przystosowany do wykonywa- so nia ruchu postepowo-zwrotnego. Zawór rozrzadczy 38 i scianki komory 10 tworza razem uklad roz¬ rzadczy, który jest przystosowany do zamykania i otwierania polaczenia pomiedzy rowkiem 36 i komora 10. Pierscieniowy rowek 40 rozciagajacy sie dookola obwodu komory 10 jest polaczony z kana¬ lem 42 niskiego cisnienia i jest równiez zamyka¬ ny i otwierany wzgledem komory 10 za pomoca zaworu rorzadczego 38. Wymiary komory 10 row¬ ków 36 i 40 oraz zaworu rozrzadczego 38 sa tak 40 dobrane, ze zawsze jeden z rowków 36 i 40 jest odciety od komory 10 przez zawór rozrzadczy 38, gdy odpowiedni drugi rowek jest otwarty wzgle¬ dem tej komory.Kanal 42 niskiego cisnienia jest bezposrednio po- 45 laczony z koncówka 44 weza sluzacego do odpro¬ wadzenia plynu z urzadzenia. Kanal 42 niskiego cisnienia jest równiez polaczony z zasobnikiem 46, który moze byc tego samego rodzaju co zasobnik 34 i sluzy do wyrównywania zmian cisnienia. Ka¬ so nal 42 niskiego cisnienia jest oprócz tego bezpos¬ rednio polaczony z komora cisnieniowa 6, zwana w dalszym ciagu opisu komora niskiego cisnienia.W komorach 6, 8 i 10 wymiary czynnych po¬ wierzchni czolowych tloka znajdujacych sie w tych 55 komorach sa tak dobrane, ze cisnienie w komorze 8 wysokiego cisnienia dzialajace na powierzchnie 47 tloka zmusza tlok do wykonania suwu robocze¬ go w kierunku trzona 12 wiertla, jezeli tylko ko¬ mora 10, na skutek dzialania zaworu rozrzadczegcr 60 38 jest polaczona z kanalem 42 niskiego cisnienia, a do wykonania suwu powrotnego, jezeli komora jest polaczona z kanalem 32 wysokiego cisnie¬ nia. Widocznym jest z rysunku, ze objetosc ko¬ mory 6 zalezy od polozenia tloka 2; objetosc ta 65 powieksza sie w czasie suwu roboczego. Dzieki5 97 852 6 temu cisnienie w kanale 42 spada zmniejszajac straty cisnienia, gdy plyn pod cisnieniem wyply- wa z komory 10.Na dnie komory 10 jest usytuowany rowek piers¬ cieniowy 48. Rowek ten jest laczony poprzez piers¬ cieniowe wglebienie 50 tloka 2 na przemian z ko¬ mora 10 i rowkiem pierscieniowym 52, przy czym ten ostatni jest bezposrednio polaczony z kanalem 42 niskiego cisnienia. W szczególnosci rowek piers¬ cieniowy 48 laczy sie przez otwory 54 z drugim rowkiem pierscieniowym t6, który jest polaczony poprzez wglebienie 50 z komora 10 albo rowkiem 52, w zaleznosci od polozenia tloka 2. Gdy zawór rozrzadczy 38 jest w Dolozeniu, przy którym rowek pierscieniowy 36 j^fc zamkniety, komora 48 jest polaczona z komoraTo, a poprzez rowek 40 z ka¬ nalem 42 niskiego cisnienia.Wedlug wynalazku zawór rozrzadczy 38 jest prze¬ suwany w czasie suwu roboczego przez tlok 2 az do chwili uderzenia tloka o trzon 12 wiertla, po czym zawór tell w dalszym ciagu przesuwa sie w kierunku suwu roboczego na skutek wlasnej ener¬ gii kinetycznej. Tlok 2 jest pokazany na rysunku w polozeniu, które zajmuje w chwili gdy juz uderzyl o trzon wiertla i zacznie wykonywac suw powrotny. Rowek 36 wysokiego cisnienia ma wy¬ miary tak dobrane, ze jego polaczenie z komora jest otwarte po uderzeniu tloka o trzon wiertla, a to na skutek róznicy szybkosci pomiedzy tlokiem i zaworem rozrzadczym 38. Po uderzeniu, tlok 2 swobodnie odbija sie w kierunku suwu powrot¬ nego, co jest niezbedne dla wywolania odpowied¬ niej szybkosci powrotnej. Pierscieniowa komora 48 jest obecnie polaczona z kanalem 42 niskiego cisnienia poprzez otwory 54, rowek 56, wglebienie 50 i rowek 52.Gdy tlok cofnal sie tak daleko, ze wglebienie 50 tloka otwiera polaczenie miedzy komorami 48 i 10, kanal niskiego cisnienia jest zamkniety przy rowku 52 przez kolnierz 57 tloka, na skutek czego w komorze 48 powstaje wysokie cisnienie.Na skutek tego, ze zawór rozrzadczy" 38 ma, jak pokazano na rysunku, wieksza grubosc scianki na koncu skierowanym ku komorze 48, ma on tam tez wieksza powierzchnie wystawiona na dziala¬ nie cisnienia, niz na swym drugim koncu, dziala wiec nan sila, przesuwajaca go w tym samym kie¬ runku co suw powrotny tloka, az do zamkniecia rowka 36 wysokiego cisnienia, gdyz wówczas ko¬ mora 10 zostaje równoczesnie polaczona z kanalem 42 niskiego cisnienia poprzez otwarty tym samym rowek 40. Zaczyna sie teraz nowy suw roboczy, na skutek cisnienia w komorze 8 wywieranego na po¬ wierzchnie 47 tloka.Mechaniczny styk miedzy tlokiem 2 i zaworem rozrzadczym 38 jest tlumiony przez odpowiednia konstrukcje odnosnych czesci. W tym celu tlok 2 jest skonstruowany z dwoma pierscieniowymi powierzchniami czolowymi 58 i 60, skierowanymi ku komorze 10. Róznica pomiedzy promieniami tych wystepów jest w zestawieniu z gruboscia scianki tulei zaworu rozrzadczego 38 taka, ze przy jej koncu skierowanym ku tym wystepom tworzy sie pierscieniowa komora miedzy wystepami, wewnet¬ rzna scianka 62 obudowy i wspomnianym koncem tulei zaworu rorzadczego 38, gdy tlok i tuleja zbli- zaja sie do swych górnych polozen. Wewnetrzny promien tulei zaworu rozrzadczego 38 jest nieco wiekszy od promienia powierzchni czolowej 60, na skutej czego wspomniana komora jest zam¬ knieta z zachowaniem odpowiedniego luzu pomie¬ dzy krawedzia powierzchni 60 i wewnetrzna kon¬ cowa krawedzia tulei.Przedmiot wynalazku moze byc równiez zasto¬ sowany w urzadzeniach udarowych nie posiada¬ jacych silników wprowadzajacych wiertlo w ruch obrotowy, jak równiez w urzadzeniach gdzie trzon wiertla jest zastapiony innym narzedziem, jak ki¬ lof, dluto albo lopata, które moga byc uzywane na przyklad do lamania asfaltu, zamarznietej zie¬ mi lub do skaly, wzglednie wbijania pali. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie udarowe o napedzie hydraulicznym zawierajace obudowe, w której otworze jest u- mieszczony tlok udarowy wykonujacy ruch poste- powo-zwrotny, który to tlok sluzy do przekazania energii udarowej narzedziu udarowemu, komory cisnieniowe ograniczone obudowa i tlokiem oraz uklad kanalów zawierajacy kanal wysokiego cis¬ nienia i kanal niskiego cisnienia i sluzacy do prze¬ mieszczania hydraulicznego plynu cisnieniowego do komór cisnieniowych i wyprowadzania go z tych komór, polaczony z komorami cisnieniowymi, przy czym dolna komora cisnieniowa zawiera ruchomy zawór rozrzadczy, reagujacy na ruchy tloka i slu¬ zacy do laczenia dolnej komory cisnieniowej r na przemian z kanalem wysokiego cisnienia wzglednie z kanalem niskiego cisnienia, znamienne tym, ze dolna komora cisnieniowa (10) ma pierscieniowy rowek (48) mieszczacy koniec zaworu rozrzadczego (38) w jego dolnym polozeniu, a otwór wzdluzny obudowy (4) zawiera otwory (56, 52) usytuowane ponizej dolnej komory cisnieniowej (10), przy czym jeden z otworów (56) jest polaczony z pierscienio¬ wym rowkiem (48), zas drugi otwór (52) jest po¬ laczony z kanalem niskiego cisnienia, a ponadto tlok (2) zawiera pierscieniowe wglebienie (50), laczace ze soba te otwory (56, 52) gdy tlok (2) znajduje sie w swoim dolnym skrajnym polozeniu, przy czym dlugosc wglebienia (50) jest wieksza niz odleglosc w kierunku osi obudowy (4) pomie¬ dzy otworem (56), polaczonym z pierscieniowym rowkiem (48), a dolna komora cisnieniowa (10).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w górnym polozeniu zaworu rozrzadczego (38) dolna komore cisnieniowa ogranicza wewnetrzna powierzchnia zaworu rozrzadczego (38), pierscie¬ niowe powierzchnie czolowe (58, 60) i wglebienie (50) tloka (2) oraz scianka otworu obudowy (4),

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze górna komora cisnieniowa (6) jest stale polaczona z kanalem (42) niskiego cisnienia. 20 25 30 35 40 45 50 5597 852 OZGraf. Zam. 938 naklad 110+17 egz. Cena 45 zl PL PL