RU1792828C - Пневматический инструмент - Google Patents

Abstract

Использование: устройства и инструменты ударного действи . Сущность: инструмент содержит корпус 1, который выполнен в виде рабочего цилиндра 2 и ступенчатой втулки 3,закрепленной в цилиндрической выборке 4 рабочего цилиндра 2. Корпус 1 размещен в цилиндрическом кожухе 5, один конец которого имеет радиальный кольцевой выступ 6, контактирующий с радиальным кольцевым выступом 7 рабочего цилиндра 2, а другой его конец закреплен в

Description

/r.W&№

Фиг{

радиальной кольцевой выборке 8 руко тки 9. В рабочем цилиндре 2 выполнена осева  цилиндрическа  рабоча  полость 10, сообщенна  с атмосферой через радиальный цилиндрический канал 11 в рабочем цилиндре 2, кольцевую полость 12 между рабочим цилиндром 2 и кожухом 5 и радиальный цилиндрический канал 13 в кожухе 5. В рабочей полости 10 размещен цилиндрический ударник 14, который делит ее на две камеры 15 и 16, сообщенные с пневматическим распределителем 17. Пневматический инструмент снабжен хвостовиком , закрепленным на торце золотника со стороны руко тки, а между хвостовиком и корпусом образованы две силовые полости, св занные с пусковым клапаном. Хвостовик может быть выполнен составным в виде основани  и головки, установленных на золотнике соосно, свободный конец золотника может быть сообщен с пусковым клапаном. Между золотником и основанием может быть образована перва  силова  полость, а между основанием и головкой - втора  силова  полость. Торец головки оперт на руко тку . 2 ил.

Изобретение относитс  к устройствам и инструментам ударного действи , а именно к пневматическим инструментам, и может быть использовано в таких отрасл х, как строительство, горное дело, машиностроение и др. в качестве отбойного и. клепального молотков, пробойника и т.д.

В основу изобретени  положена проблема-создани  вибробезопасного пневма- стического инструмента ударного действи , в котором обеспечивалось бы увеличение производительности труда за счет повышени  удобства эксплуатации.

Широко известен пневматический инструмент , содержащий корпус с руко ткой и рабочей полостью, в которой размещен с возможностью осевого перемещени  ударник и котора  сообщена с пневматическим распределителем и пусковым клапаном.

При работе пневматического инструмента имеют место возвратно-поступательные перемещени  элементов его конструкции и их удары друг по другу. В результате вибраци  руко тки составл ет 120-180 дБ, а усилие нажати  на руко тку 300-500 Н, что создает значительные неудобства в эксплуатации инструмента и снижает производительность труда .рабочего, Кроме того, длительна  работа с пневмати- . чёскйм инструментом может вызвать т желое профессиональное заболевание, называемое виброболезнью и привод щее к полной потере рабочим трудоспособности . .. ....

Попытка решени  указанной технической проблемы привела к по влению пневматического инструмента, содержащего : кожух с руко ткой, установленный в кожухе с возможностью осевого перемещени  корпус с рабочей полостью, размещенный в Ней с возможностью осевого перемещени  ударник, пневматический-распределитель и св занный с ним пусковой клапан в виде

ступенчатой втулки с золотником. Кроме того , пневматический инструмент снабжен рамой , имеющей опору на объект воздействи  и несущей кожух и пневматический амортизатор , взаимодействующий с корпусом.

При работе пневматического инструмента пневматический амортизатор обеспечивает безопасный уровень вибрации руко тки ниже 109 дБ и посто нное по величине усилие прижати  пор дка 200 дБ. Однако достижение этого положительного эффекта, возможно лишь с использованием опоры рамы на объект воздействи , что делает пневматический инструмент громоздким , мало подвижным, работоспособным преимущественно в направлении вертикально вниз. Это снижает удобство его эксплуатации и уменьшает производительность труда рабочего.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности за счет повышени  удобства эксплуатации пневматического инструмента.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

пневматический инструмент снабжен хвостовиком , закрепленном на торце золотника со стороны руко тки, а между хвостовиком и корпусом образованы две силовые полости, св занные с пусковым клапаном . Хвостовик может быть выполнен составным в виде основани  и головки, установленных на золотнике соосно, свободный конец золотника может быть сообщен с пусковым клапаном, а между золотником и

основанием может быть образована перва  силова  полость и между основанием и головкой втора  силова  полость, торец головки оперт на руко тку. В золотнике может быть выделена полость с первым, вторым и

третьим распределительными каналами, расположенными радиально, из которых первый распределительный канал выполнен на свободном конце золотника и перекрыт внутренней поверхностью втулки, второй распределительный канал выполнен в средней части золотника, третий распределительный канал выполнен со стороны ос- н звани  и сообщен с первой и силовой полостью, а рассто ние от второго распределительного канала до канала пневматического распределител  выбрано большим рассто ни  от первого распределительного канала до пускового клапана. В основании может быть выполнена полость, сообщенна  каналом с второй силовой полостью, а золотник может быть установлен в указан- нэй полости основани . Перва  и втора  силовые полости могут быть сообщены каналом с переменным пневматическим сопротивлением , максимальным при верхнем п сложении руко тки и минимальным при ее нижним положении. Канал, св зывающий пэрвую и вторую силовые полости, может б 1ть выполнен в виде профилированных ка- н звок на прилегающих стенках втулки и хвостовика . Пневматический инструмент м ожёт быть снабжен дополнительным кана- м с переменным пневматическим сопроi

тивлением, сообщающим вторую силовую полость с атмосферой, при этом пневматическое сопротивление дополнительного канала минимально при верхнем положении руко тки и максимально при ее нижнем положении . Канал, сообщающий вторую силовую полость с атмосферой, может быть выполнен в виде зазора междуторцем втулки и хвостовиком.

.. На фиг. 1 схематически изображен пневматический инструмент, продольный разрез: на фиг. 2 - то же, продольный разр;53 .........V.-,- .

Пневматический инструмент, например , отбойный молоток, содержит корпус Т, который выполнен в виде рабочего цилиндра 2 и ступенчатой втулки 3, закрепленной в цилиндрической выборке 4 рабочего цилиндра 2. Корпус 1 размещен в цилиндрическом кожухе 5, один конец которого имеет рэ диальный кольцевой выступ 6, контакти- с радиальным кольцевым выступом 7 рабочего цилиндра 2, а другой его конец закреплен в радиальной кольцевой выборке

8 руко тки 9,

I. . | В рабочем цилиндре 2 выполнена осева  цилиндрическа  рабоча  полость 10, сообщенна  с атмосферой через радиальный цилиндрический канал 11 в рабочем цилин- д эе 2, кольцевую полость 12 между рабочим цилиндром 2 и кожухом 5 и радиальный цилиндрический канал 13 в кожухе 5. В рабочей полости ТО размещен цилиндрический ударник 14, который делит ее на две

камеры 15 и 16, сообщенные с пневматическим распределителем 17.

Пневматический распределитель 17 выполнен из цилиндрических элементов 18 и

19, закрепленных в выборке 4 рабочего цилиндра 2 и образующих распределительную полость 20, в которой размещен соосный цилиндрический распределительный орган 21. Камера 15 сообщена с распределитель0 ной полостью 20 через осевой цилиндрический канал 22 в элементе 18, а камера 16 сообщена с распределительной полостью 20 через радиальный цилиндрический канал 23 и продольный цилиндрический канал 24

5 в рабочем цилиндре, продольный цилиндрический канал 25 в элементе 18 и продольный цилиндрический канал в элементе 19 пневматического распределител  17. Его распределительна  полость 20 сообщена

0 через радиальную выборку 29 и продольный цилиндрический канал 30 в элементе 19, продольный цилиндрический канал 31 и радиальный цилиндрический канал 32 с осевым кольцевым входным каналом 33 в

5 ступенчатой втулке 3.

КанапЗЗ отделен пусковым клапаном 34 от осевой цилиндрической полости 35, образованной ступенчатой втулкой 3 и элементом 19 пневматического распределител  17.

0 Пусковой клапан 34 выполнен состо щим из осевого кольцевого седла 36 на ступенчатой втулке 3 и соосного ему затвора 37. контактирующего своей конической поверхностью с седлом 36 и обращенного своей

5 сферической поверхностью к полости 35. Полость 35 сообщена через радиальный цилиндрический штуцер 38 и через закрепленный на конических выступах 39 штуцера шланг 40 с пневматической магистралью (не

0 показана). Штуцер 38 размещен в продольном окне 41 кожуха 5, вставлен в радиальное отверстие 42 рабочего цилиндра 2 и закреплен в радиальном отверстии 43 ступенчатой втулки 3.

5В торце рабочего цилиндра 2 размещен соосно ему рабочий орган 44, выполненный состо щим из цилиндрического бойка 45, кольцевого упора 46 и цилиндрической пики

47 с коническим острием 48. Боек 45 разме- 0 щен в осевом цилиндрическом отверстии 49 рабочего цилиндра 2 и взаимодействует с ударником 14. Упор 46 контактирует плоской поверхностью с торцом рабочего цилиндра 2, а конической поверхностью - с 5 осевой конической пружийой 50. Широкий конец конической пружины 50 закреплен на боковой поверхности рабочего цилиндра 2, а ее узкий конец охватывает пику 47. Острие

48 пики 47 взаимодействует с объектом 51, например бетонным монолитом.

Выполненный согласно предложенному изобретению пусковой клапан 34 снабжен хвостовиком 52, надетым соосно на золотник 53 пускового клапана 34 и состо щим из основани  54 и головки 55, имеющих цилиндрическую форму, размещенных соосно в ступенчатой втулке 3 и прилегающих своими цилиндрическими поверхност ми к соответствующим цилиндрическим поверхност м ступенчатой втулки 3.

Золотник 53 одним своим концом жестко соединен с затвором 37 пускового клапана 34 и размещен в осевом цилиндрическом отверстии 56 ступенчатой втулки 3. Средн   часть золотника 53 размещена в осевом ци- линдрическом отверстии 57 ступенчатой втулки 3. Золотник 53 имеет осевую цилиндрическую полость 58, а также первые ради- альные цилиндрические распределительные каналы 59, выполненные вблизи пуско- врго клапана 34 и перекрытие стенкой ступенчатой ртулки 3, и вторые радиальные цилиндрические распределительные каналы 60, выполненные вблизи входного канала 33 и также перекрытие стенкой ступенчатой втулки 3. Рассто ние от вторых распределительных каналов 60 до ближай- .шей к ним кромки входного канала 33 выполнено больше рассто ни  от первых распределительных каналов 59 до кромки седла 36 пускового клапана 34.

Золотник 53 и основание 54 хвостовика 52 образуют со ступенчатой втулкой 3 пер- вую силовую полость 61, включающую радиальную выборку 62 ступенчатой втулки 3. Перва  силова  полость 61 сообщена с полостью 58 золотника 53 третьим радиальным цилиндрическим распределительным каналом 63, выполненном в золотнике 53 вблизи основани  54 хвдстовика 52. Золот- ник 53 размещен своим свободным концом в осевой цилиндрической полости 64 хвостовика 52. Полость 64 сообщена радиальным цилиндрическим отводным каналом 65 с второй силовой полостью 66, образован- ной хвостовиком 52 и ступенчатой втулкой 3 и включающей кольцевую выборку 67 в хвостовике 52.

Перва  61 и втора  66 силовые полости сообщены каналом 68, образованным про- t дольной канавкой 69 с радиальным выступом 70 на ступенчатой втулке 3 и продольной кольцевой выборкой.71 с коническим скосом 72 на основании 54 хвостовика 52, Мак- симальное пневматическое сопротивление канала 68 имеет место при показанном на фиг, 1 верхнем положении руко тки 9 а минимальное - в противоположном ему нижнем положении руко тки 9.

Втора  силова  полость 66 сообщена с атмосферой через канал 73, образованный узкой продольной прорезью 74 в конце рабочего цилиндра 2 и прилегающей к прорези 74 кромкой головки 55 хвостовика 52, а далее - через полость 12 между рабочим цилиндром 2 и кожухом 5 и канал 13 в кожухе 5. Минимальное пневматическое сопротивление канала 73 имеет место при показанном на фиг. 1 верхнем положении руко тки 9, а максимальное - в противоположном ему нижнем положении руко тки 9.

Головка 55 хвостовика 52 взаимодействует своей сферической поверхностью с руко ткой 9 через цилиндрическую виброзащитную прокладку 75, размещенную соосно между головкой 55 хвостовика 52 и руко ткой 9,

Пневматический инструмент работает следующим образом.

Перед началом работы показанный на фиг. 1 отбойный молоток подключают к пневматической магистрали, сжатый воздух под давлением поступает через шланг 40 и штуцер 38 в полость 35. Перепад давлени  воздуха в полости 35 и в атмосфере принимает затвор 37 пускового клапана 34 к его седлу 36 и отжимает через золотник 53 и хвостовик руко тку 9 и кожух 5 до упора выступа 6 кожуха 5 в выступ 7 рабочего цилиндра 2.

Приступа  к работе, рабочий одной рукой берет отбойный молоток за руко тку 9, а другой рукой поддерживает его за боковую поверхность кожуха 5, приводит острие 48 пики 47 в соприкосновение с объектом 51 воздействи . Включение отбойного молотка осуществл етс  рабочим путем нажати  рукой на руко тку 9 в направлении объекта 51 воздействи , при этом рабочий преодолевает действующее на затвор пускового клапана 34 усилие пор дка 100 Н, создаваемое перепадом давлени  воздуха в полости 35 и в атмосфере. Под действием усили  руки рабочего руко тка 9 и кожух 5 перемещаютс  в направлении объекта 51 воздействи , а вместе с ними перемещаютс  хвостовик 52 и золотник 53 с затвором 37 пускового клапана 34. В начале перемещени  затвора 37 первые распределительные каналы 59 золотника 53 выход т из перекрыти  стенкой ступенчатой втулки 3 и сообщают полость 35 с полостью 58, а третий распределительный канал 63 посто нно сообщает полость 58 с первой силовой полостью 61. Сжатый воздух поступает из пневматической магистрали (не показана) через шланг 40, штуцер 38 и полость 35, пусковой клапан 34, первый распределительные каналы 59, полость 58 и третий распределительный канал 63 в первую силовую полость 61. В результате пре- оДолеваемой рабочим при нажатии его ру- KiA на руко тку усилие увеличиваетс  до величины пор дка 200 Н. При дальнейшем перемещении рабочим руко тки 9 в направ- лйнии объекта 51 воздействи  вторые распределительные каналы 60 выход т из перекрыти  их стенкой ступенчатой втулки 3, т.е. осуществл етс  включение отбойного молотка.

После включени  отбойного молотка схатый воздух поступает из пневматической магистрали (не показана) через шланг 4(i, штуцер 38 и полость 35. пусковой клапан З , первые распределительные каналы 59, полость 58 и вторые распределительные ка- 60, через входной канал 33, каналы 32, 31 и 30, выборку 29, распределительную полость 20 и каналы 28, 27, 26, 25, 24 и 23 в 16 рабочей полости 10. Поддействи- erii усили  перепада давлени  воздуха в камерах 15 и 16 ударник 14 начинает перемещатьс  вдоль рабочей полости 10 в направлении от объекта 51 воздействи . После прохождени  ударником 14 канала 11 сжатый воздух из камеры 16 выходит через канал 11, полость 12 и канал 13 в атмосферу. Ударник 14 продолжает двигатьс  по инерции в направлении от объекта 51 воздейст- ;вфг.и сжимает воздух в камере 15. Под действием усили  перепада давлени  воздуха в камере 15 и распределительной полости 20 распределительный орган 21 перемещаетс  вдоль распределительной пблосги 20 в направлении от объекта 51 воздействи , открыва  канал 22 и закрыва  ка|нал 28.

.; Теперь сжатый воздух поступает из пневматической магистрали (не показана) в камеру 1.5, ударник 14 начинает перемещатьс  в направлении к объекту 51 воздействи . После прохождени  ударника 14 канала 11 сжатый воздух из камеру 15 выходит через канал 11, полость 12 и канал 13 в атмосферу. Ударник 14 продолжает двигатьс  по инерции в направлении к объекту 51 воздействи  и сжимает воздух в камере 16. Под действием усили  перепада давлени  воздуха в камере 16 и в распределительной полости 20 распределительный орган 21 перемещаетс  вдоль распределительной полости 20 в направлении к объекту воздействи  51, открыва  канал 28 и закрыва  канал 22. В конце своего движени  ударник 14 удар ет по бойку 45 рабочего органа 44, острие 48 пики 44 которого углубл етс  в объект 51 воздействи , при этом упор 46 разжимает пружину 50. После отскока пики 47 от объекта 51 воздействи  и упругого сжати  пружины 50, взаимодействующей с

упором 46, рабочий орган 44 возвращаетс  в показанное на фиг. 1 положение.

Описанный процесс работы отбойного молотка с момента начала движени  удар- 5 ника 14 до момента его удара по рабочему органу 44 и возвращени  последнего в показанное на фиг. 1 положение составл ет цикл работы отбойного молотка. Дальнейший процесс его работы сострит в много- 10 кратном повторений этого цикла, при котором рабочий орган 44 постепенно разрушает объект 51 воздействи  и углубл етс  в него. Возвратно-поступательное деиже- ние ударника 14 и корпуса 1, удары по рабо- 5 чему органу 44 и его отскок от объекта 51 воздействи  создают сильную динамическую нагрузку и вибрацию этих элементов конструкции, передаче которых н а руко тку 9 преп тствует сжатый воздух в первой си- 0 ловой полости 61. В результате обеспечиваетс  безопасный уровень вибрации ниже 109 дБ на контактирующих с руками рабочего руко тке 9 и кожухе 5, а также посто нное по величине усилие пор дка 200 Н, гас щее 5 возвратно-поступательное движение корпуса 1 и преп тствующее его ударам по руко тке 9 и кожуху 5. . . .. Если рабочий превысит требуемую дл  нормальной работы отбойного молотка ве- 0 личину пор дка 200 Н усили  нажати  его руки на руко тке 9, то под действием усили  нажати  хвостовик 52 переместитьс  в направлении к объекту 51 воздействи  и канавка 69 ступенчатой втулки 3 сообщитс  со 5 скосом 72 основани  54 хвостовика 52. Сжатый воздух начнет поступать через канал 68 из первой силовой полости во вторую силовую полость 66, а из нее через канал 73, полость 12 и канал 13 - в атмосферу. По 0 мере перемещени  хвостовика 52 в направлении к объекту51 воздействи  пнев матиче- ское сопротивление канала 68 будет увеличиватьс , а пневматическое сопротивление канала 73 будет уменьшатьс . В ре- 5 зультате давление воздуха во второй силовой полости 66 будет увеличиватьс  и соответственно возрастет усилие перепада давлени  воздуха в первой 61 и второй 66 силовых полост х и в атмосфере с рабочей 0 величины в 200 Н до ограничительной величины 600 Н, преп тствующей дальнейшему нажатию руки рабочего на руко тку 9. На случай мало веро тной возможности пре- одолени  рабочим ограничительного усили  5 в 600 Н ртбойный молоток снабжен виброзащитной прокладкой. Выборки 62 и 67 служат дл  сохранени  объемов первой и второй силовых полостей 61 и 66, достаточных по величине дл  преп тствовани  передачи динамической нагрузки и вибрации в

крайнем положении хвостовика 52 в направлении к объекту 51 воздействи .

Выключение отбойного молотка осуществл етс  тем, что рабочий перестает нажимать на руко тку 9 и под действием усили  перепада давлени  воздуха в полост х 58, 66 и в атмосфере затвор 37, золотник 53 и хвостовик 52 перемещаютс  в направлении от объекта воздействи  вместе с руко ткой 9 и кожухом 5 до посадки затвора 37 на седло 38. В результате пусковой клапан 34 закрываетс  и перекрывает поток сжатого воздуха из пневматической магистрали (не показана), а все подвижные элементы конструкции отбойного молотка останавливаютс .

Claims (8)

1. Пневматический инструмент, содер- жаш ий кожух с руко ткой, установленный в кожухе с возможностью осевого перемещени  корпус с рабочей полостью, размещен- ной в ней с возможностью осевого перемещени  ударник, пневмораспредели- тель и св занный с ним пусковой клапан в виде ступенчатой втулки с золотником, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности, он снабжен хвостовиком , закрепленным на торце золотника со стороны руко тки, а между хвостовиком и корпусом образованы две силовые полости, св занные с пусковым клапаном.

2. Инструмент по п. 1, о т л ич а ю щ и й- с   тем, что хвостовик выполнен составным в виде основани  и головки, установленных на золотнике соосно, свободный конец золотника сообщен с пусковым клапаном, а между золотником и основанием образована перва  силова  полость, между основанием и головкой - втора  силова  полость, а торец головки оперт на руко тку.

3. Инструмент по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем. что в золотнике выполнена полость с первым, вторым и третьим распределительными каналами, расположенными ради- ально, первый распределительный канал выполнен на свободном конце золотника и перекрыт внутренней поверхностью втулки , второй распределительный канал - в средней части золотника, третий распределительный канал - со стороны основани , сообщен с первой силовой полостью, а расТаким образом, изобретение обеспечивает увеличение производительности труда за счет повышени  удобства эксплуатации пневматического инструмента. Этот новый

положительный эффект создаетс  в результате обеспечени  полной вибробезопэсно- сти работы за счет снижени  вибрации руко тки 9 ниже предельной по медицинским нормам величины в 109 дБ иобеспечени  посто нной по величине и относительно небольшой нагрузки на рабочего в 200 Н в рабочем режиме эксплуатации пневматического инструмента. Кроме того, изобретение обеспечивает высокую подвижность

пневматического инструмента и его работоспособность во всех пространственных направлени х .

сто ние от второго распределительного канала до канала пневморэспределител  выбрано большим рассто ни  от первого распределительного канала до пускового клапана.

4. Инструмент по п. 1, от л ича ю щ и й- с   тем, что в основании выполнена полость, сообщенна  каналом с второй силовой полостью , а золотник установлен в полости основани .

5. Инструмент по п. 1,отличающий- с   тем, что перва  и втора  силовые полости сообщены каналом с переменным пневматическим сопротивлением, максимальным при верхнем положении руко тки и минимальным при ее нижнем положении.

6. Инструмент по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что канал, св зывающий первую и вторую силовые полости, выполнен в виде профилированных канавок на прилегающих стенках втулки и хвостовика.

7. Инструмент по п, 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что он снабжен дополнительным каналом с переменным пневматическим сопротивлением, сообщающим вторую силовую полость с атмосферой, а пневматическое сопротивление дополнительного канала минимально при верхнем положении руко тки и максимально при ее нижнем положении.

8. Инструмент по п. 1,отличающий- с   тем, что канал, сообщающий вторую силовую полость с атмосферой, выполнен в виде зазора между торцом втулки и хвостовиком .