RU2732551C1

RU2732551C1 - Device for pneumatic impact mechanism

Info

Publication number: RU2732551C1
Application number: RU2019111317A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Александрович Абраменков; Алексей Сергеевич Дедов; Надежда Сергеевна Алсуфьева; Кира Александровна Шишкина; Александр Валерьевич Серебренников
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-09-21

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction and mining, in particular, to pneumatic devices of percussive action. Device comprises a cylindrical housing with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a cover with an inlet, a working tool with a shank, step striker with rod and piston parts, rod installed in central hole of annular flange with piston part with inclined channel-groove, constantly located in through axial hole of step striker, bushing of cylindrical housing with hole for passage of rod part of stepped striker, forming in bushing annular neck, limiting value of movement of step striker, barrel fixed to cylindrical housing with air supply channel, annular distribution chamber in cylindrical housing bushing, network air chamber between shell and cover, between the cover and the annular flange between the cover plate and the antechamber, and the idle stroke chamber on the side of the working tool shank retained by the spring relative to the cylindrical body. Channel-groove on rod piston part side surface features varying geometrical cross-section increasing from piston part side surface on rod side to the piston part end on the side of through axial bore of stepped hammer. Between ring part of stepped striker and cylindrical housing on the side of annular isthmus of sleeve there is an annular controlled chamber of working stroke. On stepped striker rod part side surface cylindrical annular channel-bypass of air bypass along generatrix of rod part of step striker is made and so that length of annular channel-groove of air bypass depending on position of stepped striker is sufficient for periodic air bypass when annular distribution chamber and annular controlled chamber of working stroke are interconnected.

EFFECT: higher efficiency of using internal air energy of annular controlled chamber of working stroke, higher efficiency of pneumatic percussive mechanism operating process, reduction of negative effect of stress concentrators in material of stepped striker structure and increase of its service life.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение, относится к области строительства и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия.The invention relates to the field of construction and mining, in particular to pneumatic impact devices.

Известно устройство пневматического ударного механизма (а.с. СССР 359382, 1972 г. Е21С 3/24), содержащее цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью со сквозным осевым отверстием и втулкой с канал-пазом, установленной в сквозном осевом отверстии и закрепленной относительно кольцевого фланца, стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, и взаимодействующий с каналом-пазом втулки, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части ступенчатого ударника, стакан с каналом подвода воздуха, опирающийся на кольцевой фланец и закрепленный относительно цилиндрического корпуса, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса и камеру сетевого воздуха в стакане, разделенные кольцевым фланцем, кольцевую камеру пневматического буфера со стороны штоковой части ступенчатого ударника и камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса. Канал-паз во втулке, при взаимодействии с поршневой частью стержня, обеспечивает открытие и закрытие сквозного осевого отверстия ударника. Втулка цилиндрического корпуса, образующаяся кольцевой перешеек со стороны камеры пневматического буфера, ограничивает величину перемещения ступенчатого ударника.Known device pneumatic percussion mechanism (A.S. USSR 359382, 1972 E21C 3/24), containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a working tool with a shank, a stepped striker with a rod part with a through axial hole and a bushing with a groove-channel installed in the through axial hole and fixed relative to the annular flange, a rod with a piston part permanently located in the through axial hole of the stepped striker and interacting with the bushing groove channel, a cylindrical body bushing with a hole for passing the rod part of the stepped striker, a cup with an air supply channel, resting on an annular flange and fixed relative to the cylindrical body, an annular distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body and a network air chamber in the cup, separated by an annular flange, an annular chamber of a pneumatic buffer on the side of the rod end of a stepped blow nick and idling chamber from the side of the shank of the working tool held by a spring relative to the cylindrical body. The groove-channel in the bushing, when interacting with the piston part of the rod, provides the opening and closing of the through axial hole of the striker. The sleeve of the cylindrical body, formed by the annular isthmus on the side of the pneumatic buffer chamber, limits the amount of movement of the stepped striker.

Недостатками устройства является: кольцевая камера, образованная цилиндрическим корпусом и штоковой частью ударника, которая не участвует в образовании силового импульса давления воздуха с ее стороны, что препятствует повышению энергии удара.The disadvantages of the device are: an annular chamber formed by a cylindrical body and a rod part of the striker, which does not participate in the formation of a force pulse of air pressure from its side, which prevents an increase in the impact energy.

Наиболее близким по технической сущности заявленному устройству, выбранному в качестве прототипа, является устройство пневматического ударного механизма (патент РФ 2547876, 2015 г. Е21В 1/30, Е21С 37/22), содержащее цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части и образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса. Камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса. Стержень установлен в центральном отверстии кольцевого фланца с расчетным калиброванным зазором относительно поверхности штоковой части стержня, снабженного со стороны камеры сетевого воздуха буртиком со сквозными отверстиями с проходным сечением не менее проходного сечения калиброванного зазора и проходного сечения сквозных отверстий впуска в камеру сетевого воздуха, образованную кольцевым фланцем и установленной крышкой со стопором, ограничивающим и величину осевого перемещения стержня, опертой и закрепленной стаканом относительно кольцевого фланца и цилиндрического корпуса, а канал, соединяющий периодически камеру холостого хода и кольцевую распределительную камеру. Выполнен на поршневой части стержня в виде канал-паза с изменяющимся геометрическим сечением, увеличивающимся от боковой поверхности поршневой части со стороны стержня до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия ступенчатого ударника.The closest in technical essence to the claimed device, selected as a prototype, is a pneumatic percussion mechanism (RF patent 2547876, 2015 E21B 1/30, E21C 37/22), containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole , a working tool with a shank, a stepped striker with a rod part, a rod with a piston part installed in the central hole of an annular flange, a rod with a piston part permanently located in the through axial hole of a stepped striker, an annular chamber of a pneumatic buffer, a cylinder body sleeve with a hole for passing the rod part and forming an annular isthmus on the side of the annular chamber of the pneumatic buffer, limiting the amount of displacement of the stepped striker, a glass with a channel for air supply, fixed relative to the cylindrical body, an annular distribution chamber in the vtu on a cylindrical body. Network air chamber from the side of the annular flange, the idling chamber from the side of the shank of the working tool held by a spring relative to the cylindrical body. The rod is installed in the central hole of the annular flange with a calculated calibrated clearance relative to the surface of the rod part of the rod, provided on the side of the network air chamber with a collar with through holes with a flow section of at least the flow area of the calibrated gap and the flow area of the through holes of the network air inlet formed by the annular flange and an installed cover with a stopper, limiting the value of the axial movement of the rod, supported and fixed by the glass relative to the annular flange and the cylindrical body, and a channel connecting periodically the idle chamber and the annular distribution chamber. It is made on the piston part of the rod in the form of a channel-groove with a varying geometric section that increases from the lateral surface of the piston part from the rod side to the end of its piston part from the side of the through axial hole of the stepped striker.

Недостатком этого устройства является наличие кольцевой камеры пневматического буфера, в котором создаются импульс давления в период холостого хода, обуславливающий преждевременное торможение ударника и уменьшение его перемещения, за счет чего уменьшается участок разгона ступенчатого ударника при рабочем ходе, снижается скорость его соударения с хвостовиком рабочего инструмента и снижается, переданная ему, энергия удара.The disadvantage of this device is the presence of an annular chamber of a pneumatic buffer, in which a pressure pulse is created during the idle period, causing premature braking of the striker and a decrease in its movement, due to which the acceleration section of the stepped striker during the working stroke decreases, the speed of its collision with the shank of the working tool decreases, and the impact energy transferred to it decreases.

Задачей заявляемого изобретения является замена функций кольцевой камеры пневматического буфера на функции кольцевой управляемой камеры рабочего хода с перепуском воздуха из кольцевой распределительной камеры, за счет выполнения на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника управляемого канал-выточки перепуска воздуха, разделенных перешейками с изменяющейся площадью геометрического сечения периодически, в зависимости от положения ступенчатого ударника, сообщающими кольцевую распределительную камеру и кольцевую управляемую камеру рабочего хода между собой. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для пневматического ударного механизма, содержащем цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой и поршневой частями, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью с наклонным канал-выточкой, постоянно находящийся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части ступенчатого ударника и образующем во втулке кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха в крышке со стороны кольцевого фланца, камеру-ресивер между стаканом и крышкой, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса, при чем канал-паз на боковой поверхности поршневой части стержня выполнен с изменяющимся геометрическим сечением, увеличивающимся от боковой поверхности поршневой части со стороны стержня до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия ступенчатого ударника, согласно изобретению, между штоковой частью ступенчатого ударника и цилиндрическим корпусом со стороны кольцевого перешейка втулки образована кольцевая управляемая камера рабочего хода, а на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника выполнена цилиндрическая кольцевая канал-выточка перепуска воздуха вдоль образующей штоковой части ступенчатого ударника и так, что протяженность кольцевой канал-выточки перепуска воздуха, в зависимости от положения ступенчатого ударника, достаточна для периодического перепуска воздуха при сообщении кольцевой распределительной камеры и кольцевой управляемой камеры рабочего хода между собой.The objective of the claimed invention is to replace the functions of the annular chamber of the pneumatic buffer with the functions of an annular controlled chamber of the working stroke with air bypass from the annular distribution chamber, due to the execution on the lateral surface of the rod part of the stepped striker of the controlled channel-groove of the air bypass, separated by isthmuses with a varying geometric section area periodically , depending on the position of the stepped striker, communicating the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke with each other. The problem is solved by the fact that in a device for a pneumatic percussion mechanism containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a working tool with a shank, a stepped striker with rod and piston parts, a rod with a piston part installed in the central hole of the annular flange with an inclined groove channel, permanently located in the through axial hole of the stepped striker, the sleeve of the cylindrical body with a hole for passing the rod part of the stepped striker and forming an annular isthmus in the hub, limiting the displacement of the stepped striker, fixed relative to the cylindrical body a glass with an air supply channel, annular the distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body, the network air chamber in the lid on the side of the annular flange, the receiver chamber between the bowl and the lid, the idling chamber on the side of the shank of the working tool, holding by the spring relative to the cylindrical body, wherein the channel-groove on the lateral surface of the piston part of the rod is made with a varying geometric section that increases from the lateral surface of the piston part from the rod side to the end of its piston part from the side of the axial through hole of the stepped striker, according to the invention, between the part of the stepped striker and the cylindrical body on the side of the annular isthmus of the bushing formed an annular controlled chamber of the working stroke, and on the side surface of the rod part of the stepped striker there is a cylindrical annular channel-recess of the air bypass along the generatrix of the rod part of the stepped striker and so that the length of the annular channel-recesses of the bypass air, depending on the position of the stepped striker, is sufficient for periodic air bypass when the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke are communicated with each other.

Такое исполнение технического решения позволяет при холостом ходе ступенчатого ударника кольцевую управляемую камеру рабочего хода наполнять воздухом плавно, до окончания воздуха из кольцевой распределительной камеры, что удлиняет участок его перемещения и при рабочем ходе на большем участке разгона обуславливает возрастание импульса кинетической энергии удара, передаваемого хвостовику рабочего инструмента.This execution of the technical solution allows, during the idle stroke of the stepped striker, the annular controlled chamber of the working stroke is smoothly filled with air until the air from the annular distribution chamber is exhausted, which lengthens the section of its movement and, during the working stroke, in a larger section of acceleration, causes an increase in the momentum of the kinetic energy of the impact transmitted to the shank tool.

Целесообразно выступающие кромки кольцевых канал-выточек выполнить так, чтобы боковые плоскости, обращенные внутрь штоковой частью ступенчатого ударника были представлены в виде сопряженных плоскостей с кривизной окружности, радиусом равным наибольшей глубине канал-выточки.It is expedient to design the protruding edges of the annular channel-grooves so that the lateral planes facing inward by the rod part of the stepped striker are presented in the form of conjugate planes with a curvature of a circle with a radius equal to the greatest depth of the channel-groove.

Предложенное техническое решение кольцевых канал-выточки перепуска воздуха с кривизной сопрягаемых плоскостей кольцевых канал-выточек уменьшают местные гидравлические сопротивления канал-выточек и увеличивает коэффициент расхода воздуха, что позволяет уменьшить геометрические размеры площадей сечений цилиндрической кольцевой канал-выточки при необходимом и достаточном расходе воздуха. Дополнительно исключаются концентраторы напряжений на участках канал-выточек при плавном переходе сопряжений плоскостей, что обеспечивает большую прочность и ресурс ступенчатого ударника.The proposed technical solution of the annular channel-groove of the air bypass with the curvature of the mating planes of the annular channel-groove reduces the local hydraulic resistance of the channel-groove and increases the coefficient of air flow, which makes it possible to reduce the geometric dimensions of the cross-sectional areas of the cylindrical annular channel-groove with the necessary and sufficient air flow. In addition, stress concentrators are excluded in the channel-groove sections with a smooth transition of plane mates, which ensures greater strength and resource of the stepped striker.

На Фиг. 1 представлен общий вид устройства для пневматического ударного механизма в продольном разрезе с цилиндрической кольцевой канал-выточкой перепуска на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника.FIG. 1 shows a general view of a device for a pneumatic percussion mechanism in longitudinal section with a cylindrical annular channel-recess of the bypass on the side surface of the rod part of the stepped striker.

Устройство для пневматического ударного механизма, содержащее цилиндрический корпус 1 с втулкой 2.установленный в нем с возможностью перемещаться ступенчатый ударник 3 со штоковой частью 4 и поршневой частью 5, имеющий сквозное осевое отверстие 6, частично входящая в него поршневая часть7 стержня 8. Штоковая часть 9 стержня 8 снабжена фланцем 10 штоковой части 9 стержня 8 с каналами 11 перепуска и кольцевой обечайкой 12. Поршневая часть 7 стержня выполнена с наклонным канал-пазом 13 с увеличивающимся проходным сечением от боковой поверхности со стороны штоковой части 9 до окончания поршневой части 7 со стороны сквозного осевого отверстия 6 с радиальными каналами 14 выпуска в ступенчатом ударнике 3. Перемещение стержня 8 в продольном направлении ограничивает выступ 15 крышки 16 с каналами 17 перепуска со стороны фланца 10 штоковой части 9 стержня 8, сохраняя проходные сечения каналов 11 перепуска воздуха в фланце 10 и каналов 17 перепуска в крышке 16. Стакан 18 разъемно соединен с цилиндрическим корпусом 1, в котором установлен кольцевой фланец 19 с центральным отверстием 20 для установки в нем с зазором штоковой части 9 стержня 8. Стакан 18 уплотненно опирается последовательно на крышку 16, с кольцевой обечайкой 21 опирается на кольцевой фланец 19 и цилиндрический корпус 1.Диаметральный зазор, образованный центральным отверстием 20 кольцевого фланца 19 и штоковой частью 9 стержня 8 гарантирует сохранение кольцевой площади проходного сечения при любых поперечных перемещениях стержня 8. Ступенчатый ударник 3 разделяет полость цилиндрического корпуса 1 на кольцевую распределительную камеру 22 во втулке 2, кольцевую управляемую камеру 23 рабочего хода и камеру 24 холостого хода, в которой установлен хвостовик 25 рабочего инструмента 26, удерживаемого относительно цилиндрического корпуса 1, например пружиной 27.A device for a pneumatic percussion mechanism containing a cylindrical body 1 with a sleeve 2. installed in it with the ability to move a stepped striker 3 with a rod part 4 and a piston part 5, having a through axial bore 6, the piston part 7 of the rod 8 partially entering it. The rod part 9 rod 8 is equipped with a flange 10 of the rod part 9 of the rod 8 with bypass channels 11 and an annular shell 12. The piston part 7 of the rod is made with an inclined groove channel 13 with an increasing flow section from the side surface on the side of the rod part 9 to the end of the piston part 7 on the side of the through axial hole 6 with radial outlet channels 14 in the stepped striker 3. The movement of the rod 8 in the longitudinal direction limits the protrusion 15 of the cover 16 with the bypass channels 17 from the side of the flange 10 of the rod part 9 of the rod 8, while maintaining the flow sections of the air bypass channels 11 in the flange 10 and channels 17 bypass in the lid 16. The glass 18 is detachably connected to the cylinder a circular housing 1, in which an annular flange 19 with a central hole 20 is installed for installation in it with a gap of the rod part 9 of the rod 8. The glass 18 is sealed in series on the cover 16, with the annular shell 21 rests on the annular flange 19 and the cylindrical body 1. the gap formed by the central hole 20 of the annular flange 19 and the rod part 9 of the rod 8 guarantees the preservation of the annular flow area for any transverse movements of the rod 8. The stepped striker 3 divides the cavity of the cylindrical body 1 into an annular distribution chamber 22 in the sleeve 2, an annular controlled chamber 23 of the working stroke and an idle chamber 24, in which the shank 25 of the working tool 26 is mounted, held relative to the cylindrical body 1, for example, by a spring 27.

Между стаканом 18 и крышкой 16 образована камера 28 сетевого воздуха, который поступает через канал 29 впуска в стакане 18. Между крышкой 16 и кольцевым фланцем 18 образована предкамера 30, в которой размещен фланец 10 с каналами 11 перепуска. Каналы 17 перепуска воздуха сообщают между собой камеру 28 сетевого воздуха с предкамерой 30, а перепускаемый каналы 11 во фланце 10 сообщают предкамеру 30 с промежуточной камерой 31, которая через центральное отверстие 20 в кольцевом фланце 19 сообщается с кольцевой распределительной камерой 22 во втулке 2. В зависимости от положения ступенчатого ударника 3 камера 24 холостого хода периодически через канал 32 выпуска, а кольцевая управляемая камера 23 рабочего хода периодически через выпускной канал 33 в стенке цилиндрического корпуса 1 сообщается с атмосферой.A chamber 28 of network air is formed between the bowl 18 and the lid 16, which flows through the inlet channel 29 in the bowl 18. Between the lid 16 and the annular flange 18, a pre-chamber 30 is formed, in which the flange 10 with bypass channels 11 is located. The air bypass channels 17 communicate with each other the network air chamber 28 with the pre-chamber 30, and the by-pass channels 11 in the flange 10 communicate the pre-chamber 30 with the intermediate chamber 31, which communicates through the central hole 20 in the annular flange 19 with the annular distribution chamber 22 in the bushing 2. In Depending on the position of the stepped striker 3, the idle chamber 24 is periodically through the outlet channel 32, and the annular controlled chamber 23 of the working stroke periodically communicates with the atmosphere through the outlet channel 33 in the wall of the cylindrical body 1.

На штоковой части 4 ступенчатого ударника 3 выполнена цилиндрическая канал-выточка 34, перепуска воздуха между кольцевой распределительной камерой 22 и кольцевой управляемой камерой 23 рабочего хода.On the rod part 4 of the stepped striker 3, a cylindrical groove 34 is made, air bypass between the annular distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke.

Устройство пневматического ударного механизма работает следующим образом. После включения пускового устройства (на чертеже не показано, может быть любым) воздух из сети поступает по каналу 29 в стакане 18 в камеру 28 сетевого воздуха. Далее через канал 17 в крышке 16 с кольцевой обечайкой 21 в предкамеру 30, откуда по каналу 11 перепуска во фланце 10 с обечайкой 12 в промежуточную камеру 3, и по отверстию 20 в кольцевом фланце 19 в кольцевую распределительную камеру 22, из которой по канал-пазу 13 на поршневой части 7 стержня 8 с увеличивающейся площадью геометрического сечения от боковой поверхности поршневой части 7 стержня 8 до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия 6 воздух поступает по сквозному осевому отверстию 6 и его радиальным каналам 14 ступенчатого ударника 3 в камеру 24 холостого хода. Исполнение канал-паза 13 с изменяющимся геометрическим сечением, позволяет снизить противодавление воздуха в камере 24 холостого воздуха за счет малого количества воздуха в начальный период впуска через меньшее проходное сечение канал-паза 13, что снижает сопротивление движению ступенчатого ударника 3, сохраняет его предударную скорость к моменту удара по хвостовику 25 рабочего инструмента 26. В положении, показанном на чертеже, кольцевая управляемая камера 23 рабочего хода сообщена с атмосферой посредством выпускного канала 33. Вначале движения ступенчатого ударника 3, когда канал-паз 13 на поршневой части 7 стержня 8 открыт, продолжается наполнение воздухом камеры 24 холостого хода, обеспечивая расчетную величину импульса холостого хода. Давление воздуха в камере 24 холостого хода повышается и под действием импульса давления с ее стороны ступенчатый ударник 3 начинает движение в сторону кольцевой распределительной камеры 22, совершая холостой ход. При последующем движении, ступенчатый ударник 3 открывает канал 30 в цилиндрическом корпусе 1, перекрывает канал-паз 13 поршневой части 7 стержня 8, а затем давление воздуха в камере 24 холостого хода выравнивается до атмосферного. Перемещаясь, ступенчатый ударник 3 перекроет выпускной канал 33 и в кольцевой управляемой камере 23 рабочего хода после разобщения ее с атмосферой, начинается сжатие отсеченного в ней воздуха и воздуха, начинающего поступать через цилиндрическую кольцевую канал-выточку 34 перепуска, из кольцевой распределительной камеры 22 в кольцевую управляемую камеру 23 рабочего хода. В результате этого происходит выравнивание давления воздуха в обеих камерах. Выравнивание давления воздуха будет осуществляться несмотря на поступление воздуха в кольцевую распределительную камеру 22 посредством центрального отверстия 20 и канала 11 во фланце 10 стержня 8 из предкамеры 30 и через каналы 17 перепуска и камеры 28 сетевого воздуха, которая будет заполняться воздухом посредством канала 29 в стакане 18. При изменяющейся площади сечения канал-выточки 34 перепуска в кольцевой распределительной камере 22 и кольцевой управляемой камере 23 рабочего хода, давление воздуха, несмотря на его изменение, будет поддерживаться практически одинаковым. Увеличивающееся давление воздуха в кольцевой распределительной камере 22 и кольцевой управляемой камере 23 рабочего хода будет затормаживать перемещение ступенчатого ударника 3. При отсутствии давления воздуха со стороны камеры 24 холостого хода, ступенчатый ударник 3, исчерпав энергию импульса холостого хода, остановится в расчетном положении, завершив холостой ход.The pneumatic percussion mechanism works as follows. After turning on the starting device (not shown in the drawing, it can be any), the air from the network enters through channel 29 in the glass 18 into the network air chamber 28. Further through the channel 17 in the cover 16 with the annular shell 21 into the pre-chamber 30, from where through the channel 11 bypass in the flange 10 with the shell 12 into the intermediate chamber 3, and through the hole 20 in the annular flange 19 into the annular distribution chamber 22, from which through the channel - groove 13 on the piston part 7 of the rod 8 with an increasing geometric cross-sectional area from the lateral surface of the piston part 7 of the rod 8 to the end of its piston part from the side of the through axial hole 6, air enters through the through axial hole 6 and its radial channels 14 of the stepped striker 3 into the chamber 24 idle move. The execution of the channel-groove 13 with a variable geometric section allows to reduce the air backpressure in the chamber 24 of the idle air due to the small amount of air in the initial period of inlet through the smaller flow section of the channel-groove 13, which reduces the resistance to the movement of the stepped striker 3, keeps its pre-impact velocity to the moment of impact on the shank 25 of the working tool 26. In the position shown in the drawing, the annular controlled chamber 23 of the working stroke is communicated with the atmosphere through the outlet channel 33. At the beginning of the movement of the stepped striker 3, when the channel-groove 13 on the piston part 7 of the rod 8 is open, it continues filling the idle chamber 24 with air, providing the calculated value of the idle pulse. The air pressure in the idle chamber 24 rises and under the action of a pressure pulse from its side, the stepped striker 3 begins to move towards the annular distribution chamber 22, idling. During the subsequent movement, the stepped striker 3 opens the channel 30 in the cylindrical body 1, closes the channel-groove 13 of the piston part 7 of the rod 8, and then the air pressure in the idle chamber 24 is equalized to atmospheric. Moving, the stepped striker 3 will close the outlet channel 33 and in the annular controlled chamber 23 of the working stroke after it is disconnected from the atmosphere, the compression of the air cut off in it and air begins to flow through the cylindrical annular channel-recess 34 of the bypass from the annular distribution chamber 22 into the annular controlled chamber 23 of the working stroke. As a result, the air pressure in both chambers is equalized. Air pressure equalization will be carried out despite the flow of air into the annular distribution chamber 22 through the central hole 20 and channel 11 in the flange 10 of the rod 8 from the prechamber 30 and through the bypass channels 17 and the network air chamber 28, which will be filled with air through channel 29 in the cup 18 With a changing cross-sectional area of the bypass groove 34 in the annular distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke, the air pressure, despite its change, will be maintained practically the same. The increasing air pressure in the annular distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke will slow down the movement of the stepped striker 3. In the absence of air pressure from the side of the idling chamber 24, the stepped striker 3, having exhausted the energy of the idle stroke, will stop in the calculated position, completing the idle move.

Сразу же, после остановки, под действием импульса давления воздуха со стороны кольцевой распределительной камеры 22 и кольцевой управляемой камеры 23 рабочего хода, ступенчатый ударник 3 начинает свое перемещение в сторону хвостовика 25 рабочего инструмента 26, совершая рабочий ход.Immediately after stopping, under the action of an air pressure pulse from the side of the annular distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke, the stepped striker 3 begins its movement towards the shank 25 of the working tool 26, making a working stroke.

Перемещаясь в сторону хвостовика 25 цилиндрическая кольцевая канал-выточка 34 перепуска на боковой поверхности штоковой части 4 ступенчатого ударника 3, перекроется перешейком втулки 2 корпуса 1 и воздух из кольцевой распределительной камеры 22 прекратит поступление в кольцевую управляемую камеру 23 рабочего хода, что обусловит расширение в ней воздуха, а в кольцевой распределительной камере 22 его повышение до величины давления воздуха в камере 28 сетевого воздуха.Moving towards the shank 25, the cylindrical annular channel-groove 34 of the bypass on the side surface of the rod part 4 of the stepped striker 3, will overlap with the isthmus of the sleeve 2 of the housing 1 and the air from the annular distribution chamber 22 will stop flowing into the annular controlled chamber 23 of the working stroke, which will cause expansion in it air, and in the annular distribution chamber 22 its increase to the value of the air pressure in the chamber 28 network air.

При последующем перемещении ступенчатый ударник 3 своей поршневой частью 5 перекроет выпускной канал 32 в корпусе 1 и в камере 24 холостого хода, начинается процесс сжатия отсеченного в ней воздуха, и воздуха, начинающего поступать после открытия канал-паза 13 на поршневой части 7 стержня 8, в основной канал 6 и, посредством радиальных каналов 14 в поршневой части 5 ступенчатого ударника 3. Непосредственно в камеру 24 холостого хода. Перемещаясь в сторону хвостовика 25, ступенчатый ударник 3 поршневой частью 5 откроет выпускной канал 33 и из кольцевой управляемой камеры 23 рабочего хода начинается выпуск отработавшего воздуха с понижением его давления до величины атмосферного. Далее ступенчатый ударник 3, преодолевая сопротивление противодавления воздуха со стороны камеры 24 холостого хода, наносит удар по хвостовику 25 рабочего инструмента 26. В результате соударения с хвостовиком 26 ступенчатый ударник 3 передает кинетическую энергию рабочему инструменту 26 и после отскока от хвостовика 25, ступенчатый ударник 3 начинает свое движение под действием импульса отскока и импульса давления воздуха со стороны камеры 24 холостого хода, совершая холостой ход следующего рабочего цикла, который будет повторяться.With the subsequent movement, the stepped striker 3 with its piston part 5 will block the outlet channel 32 in the housing 1 and in the idle chamber 24, the process of compression of the air cut off in it begins, and the air that begins to flow after opening the channel-groove 13 on the piston part 7 of the rod 8, into the main channel 6 and, through the radial channels 14 in the piston part 5 of the stepped striker 3. Directly into the idle chamber 24. Moving towards the shank 25, the stepped striker 3 with the piston part 5 will open the outlet channel 33 and the exhaust air is discharged from the annular controlled chamber 23 of the working stroke with a decrease in its pressure to atmospheric. Further, the stepped striker 3, overcoming the resistance of the counter-pressure of the air from the side of the idling chamber 24, strikes the shank 25 of the working tool 26. As a result of the collision with the shank 26, the stepped striker 3 transfers kinetic energy to the working tool 26 and after rebounding from the shank 25, the stepped striker 3 begins its movement under the action of a rebound pulse and an air pressure pulse from the side of the idle chamber 24, idling the next working cycle, which will be repeated.

Использование заявляемого изобретения позволяет: увеличить КПД использования внутренней энергии воздуха кольцевой управляемой камеры рабочего хода; увеличить участок разгона ступенчатого ударника на большем участке его перемещения; увеличить импульс кинетической энергии, передаваемый хвостовику рабочего инструмента при расширении воздуха, при подаче его в период разгона ступенчатого ударника, чем повысить экономичность рабочего процесса пневматического ударного механизма; применение плавно сопрягаемых переходов цилиндрической кольцевой канал-выточки снижает отрицательное влияние концентраторов напряжений в материале конструкции ступенчатого ударника и повышает его ресурс.The use of the claimed invention allows: to increase the efficiency of using the internal energy of the air of the annular controlled chamber of the working stroke; to increase the section of acceleration of the stepped striker on a larger section of its movement; to increase the momentum of kinetic energy transmitted to the shank of the working tool when air expands, when it is supplied during the acceleration of a stepped striker, than to increase the efficiency of the working process of the pneumatic impact mechanism; the use of smoothly mating transitions of a cylindrical annular channel-groove reduces the negative effect of stress concentrators in the material of the construction of a stepped striker and increases its resource.

Claims

Устройство для пневматического ударного механизма, содержащее цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, крышку с впускным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой и поршневой частями, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью с наклонным канал-пазом, постоянно находящимся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части ступенчатого ударника, образующим во втулке кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха между стаканом и крышкой, предкамеру между крышкой и кольцевым фланцем, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса, причем канал-паз на боковой поверхности поршневой части стержня выполнен с изменяющимся геометрическим сечением, увеличивающимся от боковой поверхности поршневой части со стороны стержня до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия ступенчатого ударника, отличающееся тем, что между штоковой частью ступенчатого ударника и цилиндрическим корпусом со стороны кольцевого перешейка втулки образована кольцевая управляемая камера рабочего хода, а на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника выполнена цилиндрическая кольцевая канал-выточка перепуска воздуха вдоль образующей штоковой части ступенчатого ударника и так, что протяженность кольцевой канал-выточки перепуска воздуха в зависимости от положения ступенчатого ударника достаточна для периодического перепуска воздуха при сообщении кольцевой распределительной камеры и кольцевой управляемой камеры рабочего хода между собой.A device for a pneumatic percussion mechanism containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a cover with an inlet hole, a working tool with a shank, a stepped striker with rod and piston parts, a rod with a piston part with an oblique installed in the central hole of the annular flange channel-groove permanently located in the through axial hole of the stepped striker, the sleeve of the cylindrical body with a hole for passing the rod part of the stepped striker, forming an annular isthmus in the sleeve, limiting the displacement of the stepped striker, fixed relative to the cylindrical body a glass with a channel for air supply, annular distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body, the chamber of the network air between the bowl and the lid, the pre-chamber between the lid and the annular flange, the idling chamber from the side of the shank of the working tool held by a spring rel axially cylindrical body, and the channel-groove on the lateral surface of the piston part of the rod is made with a varying geometric section that increases from the lateral surface of the piston part from the rod side to the end of its piston part from the side of the through axial hole of the stepped striker, characterized in that between the rod part of the stepped of the striker and a cylindrical body on the side of the annular isthmus of the bushing an annular controlled operating stroke chamber is formed, and on the lateral surface of the rod part of the stepped striker there is a cylindrical annular channel-recess of the air bypass along the generatrix of the rod part of the stepped striker and so that the length of the annular channel-recess of the air bypass depending on the position of the stepped striker, it is sufficient for periodic air bypass when the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke communicate with each other.