RU2070247C1 - Impact-action device - Google Patents

Abstract

FIELD: construction and road-building machines; consolidation of ground in under confined conditions; breaking of asphalt-concrete and concrete coatings. SUBSTANCE: device has housing 1 with striker 2, control unit with housing 3, and spool 4 and pressure and return main lines. Two-step control unit spool 4 has circular groove 9 on larger diameter step through which return space 6 communicates with return main line 25. Spool smaller step forms pressure chamber 10 coupled with pressure main line 21. EFFECT: increased efficiency in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и предназначено для уплотнения грунтов в стесненных условиях, разрушения асфальто-бетонных и бетонных покрытий, кирпичной кладки, рыхления мерзлого и твердого грунта, пробивки отверстий, НИШ, борозд. The invention relates to construction and road vehicles and is intended for compaction of soils in cramped conditions, the destruction of asphalt-concrete and concrete coatings, masonry, loosening of frozen and solid soil, punching holes, niche, furrows.

Известны устройства ударного действия, используемые для разрушения горных пород, уплотнения грунтов в стесненных условиях, содержащие перемещающийся в корпусе боек, сообщающий ударные импульсы рабочему инструменту, который воздействует на обрабатываемый массив. Known percussion devices used to destroy rocks, compaction of soils in cramped conditions, containing a firing pin moving in the body, giving shock pulses to a working tool that acts on the workpiece.

Известно устройство ударного действия, включающее в себя двухступенчатый боек с кольцевой проточкой на большей ступени и корпус, образующие полости взвода, слива и аккумулятора, блок управления, в корпусе которого выполнены переливные, напорный и управляемый каналы. В корпусе размещен золотник с двумя кольцевыми проточками. Причем длина дополнительной проточки выполнена по величине равной сумме величины хода золотника и диаметров переливных каналов. A shock device is known, which includes a two-stage firing pin with an annular groove at a larger stage and a housing forming platoon, drain and battery cavities, a control unit in the housing of which overflow, pressure and controllable channels are made. A spool with two annular grooves is placed in the housing. Moreover, the length of the additional groove is made in magnitude equal to the sum of the magnitude of the stroke of the spool and the diameters of the overflow channels.

Недостатками данного устройства резкое падение давления в гидроприводе, что неблагоприятно сказывается на его функционировании; в период разгона рабочая жидкость не совершает полезной работы, что снижает КПД ударного устройства; наличие большого количества каналов в корпусе обуславливает сложность конструктивного исполнения; кольцевая проточка на бойке способствует увеличению его линейных параметров, а следовательно его массы и металлоемкости. The disadvantages of this device is a sharp drop in pressure in the hydraulic drive, which adversely affects its functioning; during acceleration, the working fluid does not do useful work, which reduces the efficiency of the percussion device; the presence of a large number of channels in the housing causes the complexity of the design; the annular groove on the striker helps to increase its linear parameters, and hence its mass and metal consumption.

Известно гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус со взводящей, переливной и тормозной камерами и камерой рабочего хода, боек, механизм управления с золотником и инструмент, в котором торможение бойка при отсутствии преграды перед инструментом осуществляется при помощи выполнения дополнительных полостей и каналов, посредством которого они сообщены между собой, при этом одна из указанных полостей расположена между тормозной и взводящей камерами, а другая между переливной камерой и камерой рабочего хода, а золотник управления имеет регулируемый ограничитель хода. A hydraulic shock device is known, comprising a housing with cocking, overflow and brake chambers and a travel chamber, a striker, a control mechanism with a spool and a tool in which the striker is braked in the absence of an obstacle in front of the tool by performing additional cavities and channels through which interconnected, while one of these cavities is located between the brake and cocking chambers, and the other between the overflow chamber and the travel chamber, and The control has an adjustable travel limiter.

Недостатком данного устройства является сложность конструктивного исполнения, обусловленная наличием большого количества каналов и камер. Это также приводит к увеличению линейных размеров устройства. The disadvantage of this device is the complexity of the design, due to the presence of a large number of channels and cameras. This also leads to an increase in the linear dimensions of the device.

Вытеснение рабочей жидкости на рабочем ходе из камер взвода переливной и сливной на слив снижает эффективность использования данного устройства, снижая его КПД. The displacement of the working fluid at the working stroke from the platoon overflow and drain chambers to drain reduces the efficiency of use of this device, reducing its efficiency.

Наиболее близким по конструкции системы управления является гидропневматическое ударное устройство, содержащее напорную и сливную магистраль, корпус с радиальными каналами, сообщенными соответственно с напорной и сливной магистралями, поршень-боек, разделяющий корпус на полости взвода слива и аккумулятора, блок управления с золотником, верхний торец которого ограничивает полость управления, а нижний золотниковую полость, гидроаккумулятор, выполненный в виде упругого трубопровода, и рабочий инструмент, снабжено имеющим пазы и охватывающим корпус кожухом с направляющим штоком, размещенным в аккумуляторе соосно рабочему инструменту, поршень-боек выполнен с кольцевой проточкой, образующей с радиальными каналами в корпусе управляющий распределитель, причем отношение расстояния между радиальными каналами и максимального расстояния между инструментом и поршнем-бойком равно 1 2. Closest to the design of the control system is a hydropneumatic percussion device containing a pressure and drain line, a housing with radial channels connected respectively to the pressure and drain lines, a striking piston dividing the housing into the platoon and drain platoon cavities, control unit with spool, upper end which is limited by the control cavity, and the lower spool cavity, the hydraulic accumulator, made in the form of an elastic pipeline, and the working tool is equipped with grooves and covers ayuschim body casing with a guide rod placed in accumulator coaxially working tool, the piston and the striker is formed with an annular groove forming with radial channels in the housing a control valve, wherein the ratio of the distance between the radial channels and the maximum distance between the tool and the piston-brisk of 1: 2.

Недостатком данного устройства является то, что при создании гидропневмоударного устройства с отношением расстояния между радиальными каналами и максимального расстояния между инструментом и поршнем-бойком равным 1, приходится выполнять блок управления встроенным в поршень-боек, что создает технологические трудности изготовления последнего, снижает его прочность вследствие увеличения концентратов напряжения, обусловленных радиальными и аксиальными сверлениями в поршне-бойке, а также ввиду того, что он является сборным из нескольких деталей и тем самым ухудшается его ремонтопригодность, надежность устройства. The disadvantage of this device is that when creating a hydropneumatic impact device with the ratio of the distance between the radial channels and the maximum distance between the tool and the piston-striker equal to 1, it is necessary to carry out a control unit built into the piston-striker, which creates technological difficulties in manufacturing the latter, reduces its strength due to the increase in stress concentrates due to radial and axial drilling in the piston-hammer, and also due to the fact that it is a multi-unit x parts and thereby deteriorates its maintainability, reliability of the device.

При создании гидропневмоударных устройств с отношением равным 2, на конструкцию поршня-бойка и корпуса накладываются две величины рабочего хода, что приводит к увеличению линейных размеров поршня-бойка и корпуса, а также к значительному увеличению их массы и устройства в целом. When creating hydropneumatic impact devices with a ratio of 2, two stroke sizes are superimposed on the design of the piston-striker and housing, which leads to an increase in the linear dimensions of the piston-striker and the housing, as well as a significant increase in their mass and device as a whole.

В данном устройстве при совершении рабочего хода поршня-бойка и холостого хода корпуса рабочая жидкость, проступающая от насоса и аккумулирования в рукавах высокого давления напорной магистрали, переливается на слив, не совершая полезной работы. Это приводит к снижению КПД ударного устройства. In this device, when the working stroke of the piston-striker and the idling of the housing, the working fluid flowing from the pump and accumulating in the high pressure hoses of the pressure line is poured onto the drain, without doing useful work. This leads to a decrease in the efficiency of the percussion device.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства. The aim of the invention is to increase the efficiency of the device.

Указанная цель достигается тем, что устройство ударного действия, включающее корпус с бойком, образующие полости взвода слива и аккумулятора, блок управления с золотником и камерой управления, соединенной с полостями взвода и слива посредством радиальных каналов, напорную и сливную магистрали, золотник выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой на ступени большего диаметра, посредством которой полость слива сообщена со сливной магистралью, а камера, образованная его меньшей ступенью, подсоединена к напорной магистрали. This goal is achieved by the fact that the percussion device, comprising a housing with a striker, forming the platoon and drain cavities, a control unit with a spool and a control chamber connected to the platoon and drain cavities via radial channels, the pressure and drain lines, the spool is made two-stage with an annular a groove in the steps of a larger diameter, by means of which the drain cavity is in communication with the drain line, and the chamber formed by its smaller stage is connected to the pressure line.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием двухступенчатого золотника, с кольцевой проточкой однопоясного бойка и дополнительного сливного канала в блоке управления. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of a two-stage spool, with an annular groove of a single-belt striker and an additional drain channel in the control unit.

Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что ударные устройства с пневмоаккумуляторами широко известны. A comparison of the proposed solutions with other technical solutions shows that shock devices with pneumatic accumulators are widely known.

В предложенном устройстве взаимосвязь полости взвода и полости слива позволяет использовать энергию рабочей жидкости, развиваемую гидроприводом, период рабочего хода бойка путем отсечения золотником полости слива от сливной магистрали, что повышает эффективность работы устройства. Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". In the proposed device, the relationship of the platoon cavity and the drain cavity allows you to use the energy of the working fluid developed by the hydraulic actuator, the period of the stroke of the striker by cutting off the drain cavity with the spool from the drain line, which increases the efficiency of the device. Therefore, the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На чертеже показана чертеж-схема устройства ударного действия. The drawing shows a drawing diagram of a percussion device.

Устройство ударного действия содержит корпус 1 и боек 2 и блок управления с корпусом 3 и золотником 4. Боек 2 образует с корпусом 1 полости взвода 5, слива 6, аккумулятора 7 (заполненную сжатым газом). На бойке имеется поясок 8. Золотник 4 выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой 9 на ступени большего диаметра. Золотник образует с корпусом 3 камеры: своей меньшей ступенью напорную 10, а большей управления 11. The impact device comprises a housing 1 and a firing pin 2 and a control unit with a housing 3 and a spool 4. The firing pin 2 forms a platoon cavity 5, a discharge 6, and a battery 7 (filled with compressed gas) with the housing 1. On the striker there is a belt 8. The spool 4 is made two-stage with an annular groove 9 at a step of a larger diameter. The spool forms 3 chambers with the casing: with its lower stage, the pressure head 10, and the larger control 11.

В корпусе 1 выполнены каналы 12 15, а в корпусе 3 блока управления выполнены каналы: управляющий 16, переливной 17, сливные 18 и 19, напорный 20. Каналы 13 и 20 постоянно соединены с напорной магистралью 21. Каналы 12, 14 и 15 постоянно соединены с каналами 17, 18, 16 соответственно, через трубопроводы 22, 23, 24 соответственно, канал 19 постоянно соединен со сливной магистралью 25. Channels 12 15 are made in housing 1, and channels are made in housing 3 of the control unit: control 16, overflow 17, drain 18 and 19, pressure head 20. Channels 13 and 20 are constantly connected to pressure line 21. Channels 12, 14 and 15 are constantly connected with channels 17, 18, 16, respectively, through pipelines 22, 23, 24, respectively, channel 19 is constantly connected to the drain line 25.

Расстояние между каналами 12 и 13 в горизонтальной плоскости должно обеспечивать объем, необходимый для вытеснения рабочей жидкости золотником 4 из управляющей камеры 11 через управляющий канал 16, трубопровод 24, канал 15 в полость слива 6. The distance between the channels 12 and 13 in the horizontal plane should provide the volume necessary for displacing the working fluid with the spool 4 from the control chamber 11 through the control channel 16, pipe 24, channel 15 into the discharge cavity 6.

То есть после перекрытия пояском 8 канала 12 боек должен пройти расстояние не менее:

где S_уп. площадь поперечного сечения камеры управления;
X_з. ход золотника;
S_сл. площадь поперечного сечения полости слива.That is, after the belt 8 of the channel 12 overlaps, the strikers must pass a distance of at least:

where S _up. cross-sectional area of the control chamber;
X _s spool stroke;
S _word cross-sectional area of the drain cavity.

Устройство ударного действия работает следующим образом. В исходном положении под действием давления сжатого газа аккумулятора 7 боек 2 находится в крайнем левом положении (см. чертеж), при этом золотник 4 может находиться в произвольном (случайном) положении относительно корпуса 3. При таком положении бойка 2 пояском 8 перекрывают канал 12. При подаче рабочей жидкости в напорную магистраль 21 она через канал 20 попадает в напорную камеру 10 и воздействует на золотник 4, перемещая его в крайнее правое положение. При этом (см. чертеж) каналы 17 и 16 перекрываются пояском 16 и торцом золотника соответственно. Полость слива 6 через канал 14, трубопровод 23, канал 18, проточку 9, канал 19 сообщается со сливной магистралью 25. Одновременно рабочая жидкость из напорной магистрали 21 через канал 13 поступает в полость взвода 5, вследствие чего боек 2 начинает перемещаться вправо, дополнительно сжимая газ в полости аккумулятора 7 и вытесняя жидкость из полости слива в сливную магистраль 25, как описано выше. Происходит взвод (холостой ход) бойка 2, в начале которого поясок 8 открывает канал 12 сообщая полость взвода 5 с каналом 17 через трубопровод 22. В конце холостого хода полость слива 6 отсекается от канала 14 пояском 8. Далее жидкость из полости слива через канал 15, трубопровод 24 и канал 16 попадает в камеру управления 11 и воздействует на правый торец золотника. The shock device operates as follows. In the initial position under the pressure of the compressed gas of the accumulator 7, the striker 2 is in the extreme left position (see drawing), while the spool 4 can be in an arbitrary (random) position relative to the housing 3. In this position, the striker 2 with a belt 8 block the channel 12. When the working fluid is supplied to the pressure line 21, it passes through the channel 20 into the pressure chamber 10 and acts on the spool 4, moving it to the extreme right position. In this case (see the drawing), the channels 17 and 16 are overlapped by the belt 16 and the end face of the valve, respectively. The discharge cavity 6 through the channel 14, the pipe 23, the channel 18, the groove 9, the channel 19 communicates with the drain line 25. At the same time, the working fluid from the pressure line 21 through the channel 13 enters the platoon cavity 5, as a result of which the firing pin 2 begins to move to the right, further compressing gas in the cavity of the battery 7 and displacing the liquid from the drain into the drain line 25, as described above. There is a platoon (idle) of the striker 2, at the beginning of which the belt 8 opens the channel 12 communicating the platoon cavity 5 with the channel 17 through the pipe 22. At the end of the idling, the discharge cavity 6 is cut off from the channel 14 by the belt 8. Next, the liquid from the discharge cavity through the channel 15 , the pipeline 24 and the channel 16 enters the control chamber 11 and acts on the right end of the spool.

За счет большей силы со стороны камеры управления 11, чем в напорной камере 10 золотник 4 перемещается в крайнее левое положение. При этом поясок 26 отсекает каналы 18 и 19, а каналы 17 и 16 сообщаются через камеру управления 11. Таким образом, полость взвода 5 через канал 12, трубопровод 22, канал 17, управляющую камеру 11, канал 16, трубопровод 24 и канал 15 сообщается с полостью слива 6. После этого давления жидкости в полостях 5 и 6 выравниваются и боек 2 за счет наличия активной площадки со стороны полости слива и под действием энергии сжатого газа аккумулятора 7 ускоренно перемещается влево. Due to the greater force from the side of the control chamber 11 than in the pressure chamber 10, the spool 4 moves to the leftmost position. In this case, the belt 26 cuts off the channels 18 and 19, and the channels 17 and 16 communicate through the control chamber 11. Thus, the platoon cavity 5 through the channel 12, pipe 22, channel 17, control camera 11, channel 16, pipe 24 and channel 15 is communicated with a discharge cavity 6. After this, the liquid pressures in the cavities 5 and 6 are equalized and the striker 2 due to the presence of an active area from the discharge cavity and under the action of the compressed gas energy of the battery 7 is accelerated to the left.

Происходит рабочий ход бойка 2, во время которого поясок 8 сначала открывает канал 14, затем в момент нанесения удара бойком по инструменту перекрывает канал 12, разобщая полость взвода 5 и полость слива 6, в результате давление в камере управления 11 падает и золотник под действием силы со стороны напорной камеры 10 перемещается в крайнее правое положение. Далее цикл работы устройства ударного действия повторяется. The striker 2 has a working stroke, during which the belt 8 first opens the channel 14, then at the moment of striking the striker with the tool, it closes the channel 12, separating the platoon cavity 5 and the discharge cavity 6, as a result, the pressure in the control chamber 11 drops and the spool under the action of force from the pressure chamber 10 is moved to the extreme right position. Next, the cycle of the shock device is repeated.

Заявляемое устройство по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) использует энергию рабочей жидкости для совершения бойком рабочего хода путем разобщения золотником полости слива и сливной магистрали. Это повышает эффективность работы ударного устройства, его КПД. The inventive device in comparison with a device for a similar purpose (prototype) uses the energy of the working fluid to make brisk working stroke by separating the spool of the drain cavity and the drain line. This increases the efficiency of the shock device, its efficiency.

Claims (1)

Устройство ударного действия, включающее корпус с бойком, образующим полости взвода, слива и аккумулятора, блок управления с золотником и камерой управления, соединенной с полостями взвода и слива посредством радиальных каналов, напорную и сливную магистрали, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, золотник блока управления выполнен двухступенчатым с кольцевой проточкой на ступени большего диаметра, посредством которой полость слива сообщена со сливной магистралью, а камера, образованная его меньшей ступенью, подсоединена к напорной магистрали. The shock device, comprising a housing with a striker forming a platoon, drain and battery cavity, a control unit with a slide valve and a control chamber connected to the platoon and drain cavities via radial channels, a pressure and drain line, characterized in that, in order to increase work efficiency of the device, the control valve spool is made two-stage with an annular groove at a larger diameter step, by means of which the drain cavity is in communication with the drain line, and the chamber formed by its smaller dull, connected to the pressure line.