ударный механизм

Формула изобретения

УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус, размещенный в нем приводной вал с закрепленным на нем кривошипом, кинематически связанный с кривошипом рабочий инструмент и кинематически связанный с кривошипом и рабочим инструментом механизм сохранения энергии с пружиной, и два упора, каждый из которых предназначен для фиксации соответствующего конца пружины, отличающийся тем, что кинематическая связь кривошипа с рабочим инструментом выполнена в виду рукояти, закрепленной одним концом на оси приводного вала с возможностью поворота вокруг него, механизма поворота рукояти, шарнирно соединенного с корпусом и полой рукоятью, коромысла, один конец которого установлен с возможностью поворота в полой рукояти, а другой предназначен для соединения с рабочим инструментом и установлен с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной в средней части коромысла, обоймы с роликами, предназначенными для взаимодействия с кривошипом, упоры выполнены каждый в виде чашки с кольцевой проточкой, предназначенной для фиксации соответствующего конца пружины, механизм сохранения энергии содержит стакан, установленный в части рукояти, обращенной к рабочему инструменту, две цапфы, симметрично установленные по обе стороны от стакана в плоскости, перпендикулярной к оси стакана, шток с опорным фланцем на одном конце и с выступающим за дно стакана другим концом, и упор, расположенный соосно со штоком, жестко с ним связанный и предназначенный для взаимодействия своим торцом с дном близлежащей чашки, а кинематическая связь механизма сохранения энергии с кривошипом и рабочим инструментом выполнена в виде шарнирного соединения другого конца штока с осью коромысла и шарнирного соединения цапф с рукоятью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машинам ударного действия и может быть использовано для разрушения горных пород в строительном и горном деле для уплотнения и трамбования покрытий и оснований дорог в дорожном строительстве, для пластической обработки металлов в машиностроении и т.п. операциях.

Известно устройство ударного действия, например, молоток с пружинно-кулачковым ударным механизмом, содержащий корпус, в котором размещен двигатель, соединенный с шатунно-кривошипным механизмом, связанным с ползуном и бойком, и рабочий инструмент [1]

Наиболее близким к изобретению является ударный механизм, содержащий корпус, в котором размещен приводной вал с закрепленным на нем кривошипом, кинематически связанным через механизм взвода, пружину и боек с рабочим инструментом и механизмом сохранения энергии, имеющим пружину и два упора для фиксации соответствующих концов пружины. Один из упоров выполнен в виде ползуна, связанного шатунами с приводным валом [2]

Недостатком прототипа является его малая надежность, обусловленная отсутствием устройства, предохраняющего ударный механизм во время работы с материалом, прочность которого незначительна, так как в этом случае кинетическая энергия инструмента через ограничители хода передается на корпус.

Целью изобретения является повышение надежности путем стабилизации работы на холостом ходу или на непрочных грунтах.

Это достигается тем, что кинематическая связь кривошипа с рабочим инструментом выполнена в виде рукояти, закрепленной одним концом на оси приводного вала с возможностью поворота вокруг него, механизма поворота рукояти, шарнирно соединенного с корпусом и полой рукоятью, коромысла, один конец которого установлен с возможностью поворота в полой рукояти, а другой предназначен для соединения с рабочим инструментом, и установленной с возможностью поворота вокруг оси, закрепленной в средней части коромысла, обоймы с роликами, предназначенными для взаимодействия с кривошипом, упоры выполнены каждый в виде чашки с кольцевой проточкой, предназначенной для фиксации соответствующего конца пружины, механизм сохранения энергии имеет стакан, установленный в части рукояти, обращенной к рабочему инструменту, две цапфы, симметрично установленные по обе стороны от стакана в плоскости, перпендикулярной оси стакана, шток с опорным фланцем на одном конце и с выступающим за дно стакана другим концом и упор, расположенный соосно штоку, жестко с ним связанный и предназначенный для взаимодействия своим торцом с дном близлежащей чашки, а кинематическая связь механизма сохранения энергии с кривошипом и с рабочим инструментом выполнена в виде шарнирного соединения цапф с рукоятью.

На фиг. 1 показана фронтальная проекция общего вида ударного механизма; на фиг. 2 профильная проекция общего вида ударного механизма со стороны привода; на фиг. 3 механизм сохранения энергии в момент холостого хода ударного механизма, продольный разрез.

Ударный механизм включает корпус 1, в котором расположен приводной вал 2 с закрепленным на нем кривошипом 3, рукоять 4, один конец которой имеет шарнирные гнезда 5, установленные на наружной поверхности опор 6 подшипников корпуса, механизм 7 для поворота рукояти, который шарнирно соединен концами с корпусом 1 и рукоятью 4, коромысло 8, один конец которого с помощью оси 9 установлен в рукояти 4, а другой при помощи пальца 10 шарнирно соединен через шатун 11 пальцем 12 с ползуном 13, находящимся на направляющих 14, и с инструментом 15. В средней части коромысла 8 установлена ось 16, на которой расположена обойма 17 с роликами 18, выставленными по наружной поверхности кривошипа 3, пружины 19, установленной в стакан 20, на наружной поверхности которого диаметрально расположены цапфы 21, входящие во втулки 22, фиксируемые в отверстиях внутренних стенок рукояти. При этом торцы пружины снабжены двумя чашками 23 с кольцевыми проточками 24, а во внутренних отверстиях чашек расположен шток 25, снабженный упором 26 в средней части и расположенным с наружной стороны стакана 20, и отверстием 27, при помощи которого шток соединен осью 16 с коромыслом 8. Привод кривошипного вала 2 осуществлен через клиновой ремень 28 (или цепь) от шкива (или звездочки) 29, расположенного на корпусе 1, к шкиву 30, установленному на его цапфах.

Ударный механизм работает следующим образом. На раме любой базовой машины, например трактора, монтируется корпус 1, выполненный в виде стрелы с гидроцилиндром ее подъема. На стреле устанавливается приводной вал 2, на наружных поверхностях опор подшипников которого крепится рукоять 4, в которой шарнирно установлено коромысло 8. Механизм 7 поворота рукояти, выполненный, например, в виде гидроцилиндра, подключается к гидросистеме трактора. Собранный таким образом ударный механизм транспортируется к объекту разрушения или трамбования. Машинист опускает стрелу на обрабатываемый объект и устанавливает на нем рукоять 4 при помощи гидроцилиндра 7 так, чтобы нижний торец направляющих 14 опирался всей плоскостью на обрабатываемую поверхность объекта разрушения или трамбования. Затем включается привод и вал 2 с кривошипом 3, вращаясь, через обойму 17 с роликами 18 поднимает коромысло 8, на одном конце которого находится ударная масса (например, в виде ползуна 13 в направляющих 14 и шатун 11) с рабочим инструментом 15. После прохождения кривошипом верхней "мертвой" точки коромысло начинает движение вниз до тех пор, пока рабочий инструмент не встретится с обрабатываемым материалом. После этого кривошип "убегает" от роликовой обоймы 17, разрывая кинематическую цепь привода. Коромысло 8 неподвижно упирается в обрабатываемый материал.

Кривошип 3, продолжая вращаться, снова подходит под обойму 17 и, плавно соприкасаясь с роликами 18, постепенно поднимает коромысло 8. Далее процесс повторяется до тех пор, пока весь обрабатываемый материал в данном месте не дойдет до необходимой кондиции. Затем стрела поднимается и базовая машина перемещается на новый объект обработки.

Изобретение позволяет полностью гасить инерционные силы при движении коромысла к нижней "мертвой" точке и начинать следующий его подъем всегда с положения, когда скорость коромысла равна нулю. Благодаря надежному гашению инерционных колебаний автоматически замыкается кинематическая цепь ударного механизма в режиме холостого хода при любых оборотах кривошипа. Это обеспечивает стабильную работу ударного механизма, когда нет разрушаемого материала или прочность его незначительна. Таким образом достигается поставленная цель повышение надежности его работы в этих условиях.