SU815276A2 - Pneumatic hammer - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к горным и строительным материалам ударного действи  и может быть использовано при создании ручных пневматических молотков с бесклапанным воздухораспределением , а также т желых пневмоударных машин.The invention relates to rock and construction materials of impact action and can be used to create hand-held pneumatic hammers with valveless air distribution, as well as heavy air-impact machines.

По основному авт. св. № 658268 известен пневматический молоток с бесклапанным воэдухораспределением, содержащий корпус с центральным ступенчатым каналом, в котором с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещени  установлен ступенчатый ударник со ступенчатым каналом, образующий со стенками корпуса KciMepy рабочего хода, камеру холостого хода, посто нно сообщенную при работе с источником сжатого воздуха, камеру атмосферного давлени  и аккумул ционную камеру, воздухоподвод щие и выхлопные каналы , руко тку и рабочий инструмент. В стенке корпуса, раздел ющей аккумул ционную камеру и камеру холостого хода, выполнены дроссельные каналы дл  посто нного сообщени  этих камер между собой.According to the main author. St. No. 658268 is known for a pneumatic hammer with valveless air distribution, comprising a housing with a central stepped channel in which a stepped impactor with a stepped channel is installed with the possibility of reciprocating axial movement, forming an idling chamber with the walls of the working stroke KciMepy, constantly communicating during operation with a compressed air source, an atmospheric pressure chamber and an accumulation chamber, air supply and exhaust ducts, a handle and a working tool. In the wall of the housing separating the accumulation chamber and the idling chamber, throttle channels are made to permanently communicate these chambers with each other.

Известный молоток обладает высокими эксплуатационными качествамиKnown hammer has high performance

в частности, сравнительно мгшым удельным расходом сжатого воздуха и повышенной знергией единичного удара 1.in particular, relatively low specific consumption of compressed air and increased energy of a single strike 1.

Однако при работе молотка имеет место значительный шум выхлопа отработавшего воздуха и, кроме того, вследствие поворота потока в ступенчатом канале ударника, гидравлические потери в последнем повышены, что снижает энергию единичного удара и КПД, т.е. обуславливает неполное использование энергии сжатого воздуха и ухудшает наполнение камеE j рабочего хода энергоносителем. However, when the hammer is operated, there is significant exhaust air exhaust noise and, moreover, due to the rotation of the flow in the stepped channel of the impactor, the hydraulic losses in the latter are increased, which reduces the energy of a single blow and efficiency, i.e. causes incomplete use of the energy of compressed air and impairs the filling of the chamber E j of the working stroke with energy carrier.

Цель изобретени  - повышение энергии единичного удара пневматического молотка, а также снижение уровн  шума при работе и повышение общего КПД.The purpose of the invention is to increase the energy of a single blow of a pneumatic hammer, as well as to reduce the noise level during operation and to increase the overall efficiency.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в пневматическом молотке выходы канала ступенчатого ударника на боковоЯ поверхности его меньшей ступени и на торцовой поверхности боль-, шей ступени имеют форму эллипса.The goal is achieved by the fact that in a pneumatic hammer the outputs of the channel of a stepped striker on the side surface of its lower stage and on the end surface of the larger stage have an ellipse shape.

Удлиненное эллиптическое отверсти наклонного канала ударника увеличивает врем  сообщени  камеры рабочего хода с камерами сетевого давлени The elongated elliptical orifice of the inclined channel of the impactor increases the communication time between the working chamber and the network pressure chambers.

и аккуму;  ционной. в результате увеличиваетс  врем  наполнени  камеры .рабочего хода сжатым воздухом, возрастает среднее давление воздуха в этой камере при движении ударника к инструменту, а значит и энерги  Iединичного удара.and battery; the as a result, the filling time of the chamber with compressed air increases, the average air pressure in this chamber increases as the impactor moves to the tool, and hence the energy of a single impact.

Косой срез наклонного канала ударника обуславливает уменьшение уровн  шума выхлопа на 3-4 децибелла, как в низкочастотной, так и в высокочастотной част х спектра, вследствие плавного нарастани  и убывани  давлени  выхлопа и снижени  его пиквого- значени .The oblique slice of the sloping channel of the impactor causes the exhaust noise level to decrease by 3-4 decibels, both in the low-frequency and high-frequency parts of the spectrum, due to the smooth increase and decrease of the exhaust pressure and a decrease in its peak value.

Удлиненный косой срез наклонного канала ударника, обуславливает плавно изменение площади отверсти  при впуске сжатрго воздуха и выхлопе,что существенно улучшает вибрационно-силовые характеристики молотка.An extended oblique slice of the inclined channel of the impactor, smoothly causes a change in the area of the hole when the compressed air is admitted and exhaust, which significantly improves the vibration and force characteristics of the hammer.

Наличие пр мого канала в ударнике уменьшает гидравлические потери в не ( отсутствует поворот потока воздуха в канале), что позвол ет более полно использовать энергию сжатого воздуха , т.е. увеличить КПД молотка.The presence of a straight channel in the impactor reduces the hydraulic losses in the not (there is no rotation of the air flow in the channel), which allows more complete use of the energy of compressed air, i.e. increase the efficiency of the hammer.

Пр мойнаклонный канал обуславливает при прочих равных услови х значительно меньшую концентрацию напр жени  в ударнике и меньше ослабл ет его сечени , т.е. обуславливает большую долговечность молотка.With other things being equal, the reclining channel causes a much lower stress concentration in the impactor and weakens its cross sections, i.e. causes greater durability of the hammer.

На чертеже изображен пневматический молоток.The drawing shows a pneumatic hammer.

Молоток содержит корпус 1, в центральном ступенчатом канале которого с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещени  установлен ступенчатый ударник.2с наклонным каналом 3, руко тку 4 с пусковым устройством ( на чертеже не показано) и.рабочий инструмент 5 с устройством б дл  его удержани . Корпус 1, кроме центрального, имеет воздухоподвод идае 7 и выхлопные 8 каналы, которые закрыты разрезным кольцом 9. The hammer includes a housing 1 in which a stepped impactor 2 with an inclined channel 3 is installed with reciprocating axial movement with a possibility of reciprocating axial movement, a handle 4 with a starting device (not shown) and working tool 5 with device b for holding it. Case 1, except for the central one, has air inlet 7 and exhaust 8 channels, which are closed by a split ring 9.

Канал 3 ступенчатого ударника 2 наклонен к геометрической оси последнего под.углом 10-15 и имеет выход 10 в форме эллипса на торцовую поверхность 11 его большей ступени и в форме эллипса (косого среза) 12 - на боковую поверхность меньшей ступ ни ударника 2. При этом больша  ось эллиптического отверсти  косого 12 больше диаметра канала 3 в 5,76-3,86 раза и параллельна геометрической оси ударника 2.Channel 3 of the stepped impactor 2 is inclined to the geometric axis of the latter by an angle of 10–15 and has an exit 10 in the form of an ellipse on the front surface 11 of its larger step and in the form of an ellipse (oblique cut) 12 - on the lateral surface of the smaller step of the impactor 2. At In this case, the major axis of the elliptical orifice of the oblique 12 is 5.76-3.86 times greater than the diameter of channel 3 and parallel to the geometrical axis of the impactor 2.

Ударник 2 образует со стенками корпуса 1 камеру 13 рабочего хода, кольцевую камеру 14 холостого хода, посто нно сообщенную при работе с источником сжатого воздуха, камеру 15 атмосферного давлени  и аккумул ционную камеру 16,The drummer 2 forms with the walls of the casing 1 a working stroke chamber 13, an idle annular chamber 14 continuously communicated when operating with a source of compressed air, an atmospheric pressure chamber 15 and an accumulation chamber 16,

В стенке 17 корпуса 1, раздел ющей аккумул ционную камеру 16 и камеру 14 холостого хода, выполненыIn the wall 17 of the housing 1, which separates the storage chamber 16 and the idling chamber 14, are made

дроссельные каналы 18, посто нно сообщающие между собой эти камеры.Throttle channels 18, which constantly communicate with each other.

Аккумул ционна  камера 16 и камера 14 холостого хода посредством канала 3 ударника 2 периодически сооба аютс  с камерой 13 рабочего хода. Последн   посредством того же канала 3 также периодически сообщаетс с камерой 15. Камера 15 посредством выхлопных каналов 8 посто нно сообщена с атмосферой, а камеры 14 и 16 с. атмосферой посто нно разобщены. При включенном пусковом устройстве камера 14 посредством каналов 7 посто нно сообщена с сетью сжатого воздухThe accumulation chamber 16 and the idling chamber 14 through the channel 3 of the striker 2 periodically communicate with the camera 13 of the working stroke. The latter, via the same channel 3, also periodically communicates with the chamber 15. The chamber 15, via the exhaust ducts 8, is constantly in communication with the atmosphere, and the chambers 14 and 16 s. the atmosphere is constantly disconnected. When the launcher is on, the chamber 14 is constantly communicated via channels 7 with the compressed air network.

На чертеже обозначены также кольцевой торец 19 ударника 2 и стенка 20 корпуса 1.The drawing also indicates the annular end 19 of the striker 2 and the wall 20 of the housing 1.

Пневматический молоток работает следующим образом.Pneumatic hammer works as follows.

После включени  пускового устройства , руко тки 4 сжатый воздух поступает по каналг1м 7 в камеру 14 холостого хода. Давление сжатого воздуха на кольцевой торец 19 ударника 2 со стороны камеры 14 обуславливает движение ударника 2 от инструмента 5. Начнетс  холостой ход. В начале холостого хода ударник 2 не испытывает противодавлени  со стороны камеры 13, так как она в это врем  посредством канала 3 ударника 2, камеры 15 и выхлопных каналов 8 сообщена с атмосферой.After turning on the starter, handle 4, the compressed air enters through canal 7 into chamber 14 of idling. The pressure of compressed air at the annular end 19 of the firing pin 2 from the side of the chamber 14 causes the movement of the firing pin 2 from the tool 5. The idling will begin. At the beginning of idling, the impactor 2 does not experience any back pressure from the side of chamber 13, since at that time it is in communication with the atmosphere through channel 3 of impactor 2, chamber 15 and exhaust channels 8.

С момента включени  пускового устройства сетевой воз-дух из Кс1меры 14 по дроссельным каналам 18 начинает натекать в аккумул ционную камеру 16, повыша  в ней давление.From the moment the starter is turned on, the mains air from Ks1mera 14 through the throttle channels 18 begins to flow into the accumulation chamber 16, increasing the pressure in it.

- После перекрыти  эллиптического выхода 12 канала 3 ударника 2 стенко 20 корпуса давление отсеченного в ка мере 13 воздуха начинает возрастать Через малый промежуток времени эллиптическое отверстие 12 канала 3 ударника 2 вскрываетс  со стороны аккумул ционной камеры 16 и воздух из нее поступает в камеру 13, скачкообразно увеличив противодавление на ударник 2. .- After the elliptical outlet 12 of the duct 3 of the striker 2 of the housing wall 20 closes, the pressure of the air cut off in the chamber 13 begins to increase. increasing the back pressure on the drummer 2..

Однако этот Скачок противодавл.-;ни  сравнительно небол.шой, так как в момент сообщени  аккумул ционной камеры 16 с камерой 13 объем последней в несколько (3-4) раз превышает объем аккум-ул ционной камеры.Поэтому отмеченный скачок пpoтивoдaвJзeни  в камере 13 в начале холостого хода не приводит к ухудшению вибрационных параметров молотка.However, this Jump against the back pressure .-; is not relatively small, since at the time of the message of the accumulation chamber 16 with the camera 13, the volume of the latter is several (3-4) times the volume of the battery cell. Therefore, the marked jump of the resistance of the camera 13 at the beginning of idling does not lead to deterioration of the vibration parameters of the hammer.

При дальнейшем движении ударника 2 противодавление на него со стороны камеры 13 возрастает интенсивно , ,н6 плавно . Этому способствует непрерывное натекание в камеру 13 сетевого воздуха через дроссели 18, аккумул ционную камеру 16 и канал 3 ударника. Благодар  значительному проходному сечению канала 3 ударникаWith further movement of the drummer 2, the back pressure on it from the side of chamber 13 increases rapidly, n6 smoothly. This is facilitated by the continuous leakage into the chamber 13 of the supply air through the throttles 18, the accumulation chamber 16 and the channel 3 of the striker. Thanks to the significant flow area of the channel 3 drummer

2 давление в камерах 13 и 16 посто нно уравниваетс  в течение почти всего периода их сообщени .2, the pressures in the chambers 13 and 16 are constantly equalized for almost the entire period of their communication.

По мере возрастани  в камере 13 противодавлени  движение ударника 2 замедл етс . В некоторый момент эллиптический выход 12 канала 3 ударника 2частично перекрываетс  стенкой 20 корпуса 1, однако толщина этой стенки меньше длины эллиптического выхода 12 канала 3. Поэтому в начальный момент сообщени  камеры 14 с эллиптическим выходомAs the backpressure chamber 13 increases, the movement of the striker 2 slows down. At some point, the elliptical output 12 of the channel 3 of the striker 2 partially overlaps with the wall 20 of the housing 1, however, the thickness of this wall is less than the length of the elliptical output 12 of the channel 3. Therefore, at the initial moment of communication of the camera 14 with the elliptical output

12канала 3 сетевой воздух из нее устремл етс  по каналу 3 не. только в камеру 13, но и в аккумул ционную камеру 16, дополнительный объем которой снижает скачкообразное возрастание противодавлени  в камере12, channel 3, the network air from it rushes through channel 3 not. only into chamber 13, but also into accumulator chamber 16, the additional volume of which reduces the spasmodic increase in back pressure in the chamber

13рабочего хода, что улучшает вибрационную характеристику молотка. Продолжа  за счет сил инерции движение , ударник 2 в конце холостого хода разобщает на короткий промежуток времени камеры 14 и 16.13 working stroke, which improves the vibration characteristics of the hammer. Continuing the motion due to inertial forces, the striker 2 at the end of idling divides the chambers 14 and 16 for a short time.

а счет разности сил давлени , действуюиЕих на тореи 21 и кольцевой торец 19 ударника 2, он после остановки начинает ускоренное движение в сторону инструмента 5, соверша  рабочий ход.and due to the difference in pressure forces acting on the torei 21 and the annular end 19 of the impactor 2, after stopping, it begins an accelerated motion in the direction of the tool 5, making a working stroke.

Эллиптический выход 12 канала 3 вновь сообщает на короткое врем  KctMepH 14 и 16, но давление в них в этот период практически одинаково и близко к сетевому. Проход  стенку 20 корпуса 1, эллиптический выход 12 канала 3 полностью вскрываетс  со стороны аккумул ционной камеры 16, и, наклоненный в ней воздух , а также -сетевой воздух, поступающий по дроссельным каналам 18, обеспечивает, посредством канала 3, поддержание в камере Ij при рабочем ходе более высокого давлени .Elliptical output 12 of channel 3 again reports KctMepH 14 and 16 for a short time, but the pressure in them during this period is almost the same and close to the network one. The passage of the wall 20 of the housing 1, the elliptical outlet 12 of the channel 3 is completely opened from the side of the accumulation chamber 16, and the air inclined therein, as well as the network air entering through the throttle channels 18, ensures, through channel 3, in the chamber Ij working stroke of higher pressure.

Более высокое среднее давление на уларник 2 в период рабочего хода обусловленное использованием в рабочем цикле несколько большего количества воздуха, благодар  перепуску через эллиптический выход 12 канала 3 сжатого воздуха в камеру 16 из камеры 14 в конце холостого и начале рабочего ходов ударника 2, аHigher average pressure on the cradle 2 during the working stroke due to the use of a slightly larger amount of air in the working cycle, due to the passage through the elliptical outlet 12 of the channel 3 of compressed air into the chamber 16 from the chamber 14 at the end of the idle and the beginning of the working stroke of the striker 2, and

также вследствие увеличени  времени впуска, обеспечивает пропорционгшьное увеличение энергии единичного удара без увеличени  удельного расхода энергоносител .also due to an increase in the intake time, it provides a proportional increase in the energy of a single blow without an increase in the specific consumption of energy carrier.

В период, предшествующий выхлопу из камеры 13, эллиптический выход 12 канала 3 ударника перекрываетс  стенкой 20 корпуса 1, и аккумул ционна  камера 16 разобщаетс  с каме .рой 13. Дальнейшее движение ударника In the period preceding the exhaust from the chamber 13, the elliptical outlet 12 of the channel 3 of the striker overlaps with the wall 20 of the housing 1, and the accumulator chamber 16 is disconnected from the chamber 13. Further movement of the striker

0 и обеспечивает вскрытие эллиптического выхода 2 канала 3 со стороны камеры 15. Происходит выхлоп из камеры 13. При этом выход 12 3 ударника 2 вскрываетс  в 15 0 and provides an opening of the elliptical output 2 of channel 3 from the side of chamber 15. The exhaust from chamber 13 occurs. At the same time, the output 12 3 of the striker 2 is opened in 15

5 при постепенно увеличивающейс  глубине канала 3. Это более плавное открытие канала 3 в. ударнике обеспечивает более пла1вное ларастание переднего фронта давлени  на выхлопе 5 at a gradually increasing depth of channel 3. This is a smoother opening of channel 3 in. drummer provides more smooth larastia front pressure front at the exhaust

0 и уменьшает его пиковое значение, что снижает уровень шума в низкочастотной части спектра.0 and reduces its peak value, which reduces the noise level in the low-frequency part of the spectrum.

Наличие эллиптического отверсти  (косого cpeaia) обуславливает также плавный отрыв струи от ударника, The presence of an elliptical hole (oblique cpeaia) also causes a smooth separation of the jet from the firing pin,

5 т.е. уменьшает 1радиент скбрости истечени  воздуха из канала 3. Последнее снижает эффект острых кромоки уменьшает уровень шума в высокочастотной части спектра.5 i.e. reduces 1 ratio skbrosty expiration of air from the channel 3. The latter reduces the effect of sharp edges reduces the noise level in the high-frequency part of the spectrum.

QQ

После выхлопа, преодолева  сопротивление сжатого воздуха со стороны кольцевой камеры 14, 2 наносит удар по хвостовику инструмента 5, и цикл повтор етс .After exhausting, overcoming the compressed air resistance from the side of the annular chamber 14, 2 strikes the shank of the tool 5, and the cycle repeats.

5five

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 1. USSR author's certificate 50 658268, кл. В 21 С 3/24, 22.12.76.50 658268, cl. B 21 C 3/24, 12.22.76.