пневмомолот

Формула изобретения

Пневмомолот, содержащий корпус с выхлопными отверстиями, зубило, ударник с бойком, перемещающийся в подвижном стволе, уплотнительные резиновые кольца, корпус золотника, ступенчатый кольцевой золотник, механизм автоматического запуска, состоящий из крышки молота с патрубком, крышки подвижного ствола, стакана с радиальными отверстиями и крышки с клапаном, отличающийся тем, что ступенчатый кольцевой золотник выполнен с соотношением наибольшего наружного диаметра к наименьшему внутреннему диаметру в пределах 1,4-1,65 и из материала плотностью в пределах 1,2-4,6 г/см³, например из алюминиевого сплава, механизм автоматического запуска содержит кольцевую щель, образованную обращенными поверхностями стакана с радиальными отверстиями и крышки пневмомолота, с площадью сечения щели в пределах 10-15% от суммарной площади сечения радиальных отверстий стакана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия, пневматическим молотам (далее пневмомолот), работающим на сжатом воздухе, поступающем от подвижной компрессорной станции или заводской пневмомагистрали.

Известен пневмомолот [1], выбранный в качестве прототипа. Работа пневмомолота допускается при температуре окружающего воздуха от минус 10^oС до плюс 45^oС и давлении сжатого воздуха (0,50,1) МПа.

Пневмомолот состоит из трех основных узлов, размещенных в общем корпусе: узла крепления инструмента, ударного механизма с воздухораспределительным устройством и механизма автоматического запуска пневмомолота в работу.

В узле крепления инструмента размещены детали крепления инструмента, например зубила. Ударный механизм состоит из ствола, являющегося рабочим цилиндром пневмомолота, в котором под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательное движение ударник. В стенках ствола предусмотрены окна и каналы для подвода и выхлопа сжатого воздуха. Управление и распределение сжатого воздуха осуществляется распределительным устройством, состоящим из корпуса золотника и ступенчатого кольцевого золотника. Механизм автоматического запуска состоит из стакана с радиальными отверстиями, крышки ствола с пазами для прохода сжатого воздуха, крышки пневмомолота с воздухоподводящим патрубком. Полый стакан вворачивается в ствол и своим наружным концом входит в крышку пневмомолота. Уплотнение стакана производится клапаном, закрепленным на торце стакана крышкой с помощью винтов. В уплотнениях применены резиновые кольца.

Недостатками известного пневмомолота является то, что:

- пневмомолот не работоспособен при давлении сжатого воздуха в пневмомагистрали ниже 0,4 МПа и температурах окружающей среды более плюс 45^oС;

- применяемые уплотнительные резиновые кольца и клапан стакана (выполненный также из резины) накладывают температурные ограничения на работу пневмомолота и их необходимо заменять в процессе эксплуатации;

- возникают дополнительные вибрационные перегрузки на зубиле из-за пикового повышения давления воздуха в стволе пневмомолота перед ударником в момент удара ударника по зубилу и резкого падения давления при отходе ударника от зубила;

- прерывается поступление сжатого воздуха в пневмомолот во время снятия нагрузки с зубила, что приводит, соответственно, к прерыванию охлаждения пневмомолота и исчезновению воздушной завесы над выхлопными отверстиями в корпусе пневмомолота, через которые возможно проникновение пыли.

Цели настоящего изобретения:

- создание пневмомолота, сохраняющего работоспособность с высокой надежностью, при давлениях сжатого воздуха в пневмомагистрали от 0,2 до 0,6 МПа и при температурах окружающего воздуха до плюс 150^oС, в т.ч. при разработке горячих массивов, например, металлургических печей с температурами до плюс 500^oС;

- исключение резкого нарастания давления воздуха в стволе пневмомолота в момент удара ударником по зубилу;

- исключение в уплотнительных соединениях резиновых колец;

- исключение клапана;

- уменьшение возможности попадания пыли в пневмомолот при снятии нагрузки с зубила путем создания постоянной воздушной завесы над выхлопными отверстиями в корпусе пневмомолота.

Указанные цели достигаются:

- во-первых, увеличением остаточного объема в стволе пневмомолота перед ударником в момент удара ударника по зубилу. Это решается, например, выполнением длины бойка ударника в пределах 0,45...0,78 диаметра ударника. Увеличенный объем играет роль пневмоаккумулятора, обеспечивающего работу пневмомолота при давлениях сжатого воздуха начиная от 0,2 МПа и исключающего резкое повышение давления в стволе в момент удара ударником по зубилу, тем самым снимающего вибрационную составляющую от резкого сжатия воздуха в малом объеме, особенно при давлениях выше 0,4 МПа;

- во-вторых, обеспечением работоспособности ступенчатого кольцевого золотника при давлении сжатого воздуха начиная от 0,2 МПа за счет выполнения золотника с соотношением его наибольшего наружного диаметра к наименьшему внутреннему диаметру 1,4...1,65 и из материалов плотностью в пределах 1,2... 4,6 г/см³, например из алюминиевого сплава;

- в-третьих, выполнением стакана с радиальными отверстиями совместно с крышкой и с исключением клапана. Это позволяет повысить надежность конструкции, исключить затраты на замену клапана;

- в-четвертых, организацией кольцевой щели, образованной обращенными поверхностями стакана с радиальными отверстиями и крышкой пневмомолота, с сечением, составляющим 10. . . 15% от суммарной площади сечения радиальных отверстий стакана. Через эту кольцевую щель при снятой нагрузке с зубила (т. е. во время пауз в работе) сжатый воздух поступает в пневмомолот. Этим обеспечивается охлаждение пневмомолота и одновременно этот воздух, проходя через пневмомолот, заставляет ударник совершать возвратно-поступательные движения, но при этом ударник не наносит по зубилу силовых ударов. Так как ударник находится в движении, то ему легче вступить в работу при подаче полного расхода сжатого воздуха, когда зубило нагружается, т.е. прижимается к разрушаемому материалу. Продувка воздуха без пауз создает также постоянную воздушную завесу над выхлопными отверстиями корпуса пневмомолота, препятствующую проникновению пыли в пневмомолот;

- в-пятых, выполнением уплотнительных соединений щелевыми [2], без использования резиновых колец. Это исключает затраты на замену этих колец и позволяет эксплуатировать пневмомолот при температуре окружающего воздуха до плюс 150^oС.

В совокупности все пять факторов повышают показатели предлагаемого пневмомолота по сравнению с пневмомолотом СП-66А, обеспечивают его работоспособность начиная с давления от 0,2 МПа и температурах окружающего воздуха до плюс 150^oС. Допускают производить разработку горячих массивов, например, металлургических печей с температурой до плюс 500^oС.

Одновременно при работе предлагаемого образца пневмомолота выявлено, что данный пневмомолот может отделять наружные слои огнеупорных кладок металлургических печей от основного массива без нарушения его целостности. Это является следствием того, что с зубила снята часть вибрационных перегрузок, возникающих в момент удара ударника по зубилу.

Все соотношения параметров подобраны экспериментальным путем при отработке конструкции предлагаемого пневмомолота на стенде и реальной работе.

Предлагаемый пневмомолот разработан по заказу металлургов.

Заявленные технические признаки существенны, т.к. они влияют на достигаемый технический результат.

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное устройство, не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное устройство обладает новизной и не следует явным образом из существующего уровня техники.

Изобретение может быть применено при изготовлении пневмомолотов.

Изобретение поясняется чертежом, где в разрезе показана конструкция предлагаемого пневмомолота.

Предлагаемый пневмомолот содержит корпус 1 с выхлопными отверстиями 2, в котором размещены:

- ударный механизм, состоящий из подвижного ствола 3 с воздушными каналами 4, 5, 6, 7 и полостями 8, 9, являющегося рабочим цилиндром пневмомолота, в котором совершают возвратно-поступательное движение ударник 10 с бойком длиной "А", зубило 11;

- воздухораспределительное устройство, состоящее из корпуса золотника 12 с воздушными каналами 13, 14, 15, 16 и ступенчатого кольцевого золотника 17 с кольцевой проточкой 18;

- механизм автоматического запуска, состоящий из стакана 19 с радиальными отверстиями 20, крышки 21 ствола 3 с пазами 22 и радиальными отверстиями 23, 24, крышки 25 пневмомолота с камерой 26, кольцевой щели "В", образованной обращенными поверхностями стакана 19 и крышкой 25 пневмомолота;

- щелевые уплотнения 27, 28, 29.

Работа пневмомолота рассматривается в режимах рабочего хода, обратного хода и холостой работы.

Для запуска пневмомолота зубило 11 поджимается к разрушаемому объекту, материалу. При этом ствол 3, преодолевая давление сжатого воздуха в камере 26, перемещается на величину "L", открывая полномасштабное поступление сжатого воздуха из пневмомагистрали в пневмомолот через кольцевую щель "С". Далее воздух, проходя через радиальные отверстия 20 стакана 19 и пазы 22 крышки 21 ствола 3, подается к отверстиям 23 или 24 крышки 21 ствола 3 в зависимости от верхнего или нижнего положения золотника 17.

Рабочий ход.

Ударник 10 находится в верхнем положении, а золотник 17 передвинут в нижнее положение, закрывая отверстия 24. Сжатый воздух через отверстия 23 крышки 21 ствола 3, поступая в полость 9, разгоняет ударник 10 к зубилу 11, при этом воздух из полости 8 выходит через каналы 7, 13, 14 и кольцевую проточку 18 на золотнике 17 наружу через выхлопные отверстия 2 корпуса 1 пневмомолота. По ходу перемещения ударника 10 сжатый воздух через каналы 4 и 16, воздействуя на золотник 17, перемещает его в верхнее положение, при этом закрываются отверстия 23 и открываются отверстия 24. Далее ударник 10 двигается за счет расширения сжатого воздуха в полости 9 и сжимает воздух в полости 8. Канал 6 соединяется с атмосферой. Происходит удар.

Обратный ход.

После удара по зубилу 11 ударник 10 за счет упругой деформации отходит от зубила 11 и за счет расширения ранее сжатого воздуха в полости 8 и поступающего сжатого воздуха через отверстие 24, каналы 13 и 7 перемещается в верхнее исходное положение, вытесняя воздух из полости 9 через канал 5 в атмосферу. После закрытия ударником 10 канала 5 воздух в полости 9 сжимается и через каналы 4 и 16, воздействуя на золотник 17, перемещает его в сторону ударника 10, открывая снова отверстия 23 и перекрывая отверстия 24. Цикл повторяется.

Режим холостой работы.

При снятой нагрузке с зубила 11 сжатый воздух из камеры 26 через кольцевую щель "В" (в количестве 10...15% от общего расхода), поступая в пневмомолот, заставляет ударник 10 совершать возвратно-поступательные движения, т.е. рабочие и обратные ходы, но без силовых ударов по зубилу 11. Этот режим обеспечивает беспрерывность охлаждения пневмомолота и постоянство воздушной завесы над выхлопными отверстиями 2 корпуса 1 пневмомолота и готовность пневмомолота заработать в полную силу при подаче полного расхода воздуха, т. е. при поджатии зубила к разрушаемому материалу.

Источники информации

1. Паспорт СП-66А.00.000ПС. Молот пневматический СП-66А, ОКП 4814712011. - Киев: "Час", 1990.

2. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. Под общей редакцией Голубева А.И. и Кондакова Л.А. - М.: Машиностроение, 1986.