Гидропневматическое устройство ударного действия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ(71) Заявитель Бобруйский машиностроительный завод(73) Патентообладатель Бобруйский машиностроительный завод(57) 1. Гидропневматическое устройство ударного действия, содержащее цилиндрический полый корпус, разделенный радиальной перегородкой на две, сообщающиеся между собой полости, одна из которых рабочая, а другая пневматическая аккумулирующая, установленный в последней ступенчатый боек с образованием дополнительной рабочей полости между радиальной перегородкой и торцом большей ступени бойка, гидропневматический аккумулятор с поршнем, разделяющим среды, механизм взвода, фиксации в исходном положении и спуска бойка, механизм прижима устройства к обрабатываемой поверхности и гидрораспределитель для управления устройством, отличающееся тем, что гидропневматический аккумулятор размещен в рабочей полости корпуса, а механизм взвода, фиксации в исходном положении и спуска бойка выполнен в виде тяги, которая пропущена через радиальную перегородку корпуса устройства и один конец которой жестко соединен с поршнем гидропневматического аккумулятора, а другой, снабженный выступом, расположен с возможностью взаимодействия с бойком, причем дополнительная рабочая полость сообщена с атмосферой посредством запорного клапана, взаимодействующего с бойком. 2604 1 2. Гидропневматическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм прижима устройства к обрабатываемой поверхности выполнен в виде поршневого цилиндра одностороннего действия, шток которого размещен в корпусе устройства соосно бойку и направлен в сторону, противоположную действию бойка, а его поршневая полость сообщена с гидравлической полостью гидропневматического аккумулятора.(56) 1.871978, МПК В 21 7/24, 1981. 2.919860, МПК 25 9/00, 1982. Изобретение относится к обработке материалов давлением и может быть использовано в качестве исполнительного органа кузнечных, горных и строительно-дорожных машин, в которых необходимо создание ударных нагрузок. Известно гидропневматическое устройство ударного действия, содержащее цилиндрический корпус с пневматической аккумулирующей и гидравлической взводящей полостью, разделенными плавающей диафрагмой, взаимодействующей со ступенчатым бойком, установленным в цилиндре, смонтированные в крышке силового цилиндра соосно бойку торцовое уплотнение и толкатель, связанный с гидроприводом через распределитель, а также постоянно соединенный своей пневматической полостью с аккумулирующей полостью силового цилиндра гидропневматический аккумулятор, дифференциальный золотник, управляемый от распределителя и соединяющий гидравлические полости силового цилиндра и аккумулятора между собой и с напорной и сливной магистралями гидропривода 1. Недостатком данного устройства является низкая надежность, обусловленная наличием двух отдельных механизмов корпуса с бойком и гидропневматического аккумулятора, связанных между собой гидролиниями сложной системы управления. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является гидропневматическое устройство, содержащее цилиндрический корпус, размещенный в нем боек и механизм его фиксации в исходном положении, гидроцилиндры взвода бойка, шарнирно закрепленные на кронштейне, подвижно установленном на корпусе, и своими штоками взаимодействующие с упорами на корпусе, прижимая его к обрабатываемой поверхности 2. Недостатком данного устройства является также невысокая надежность, обусловленная наличием дополнительных (не менее 2-х) гидроцилиндров взвода бойка и прижима устройства к обрабатываемой поверхности, штоки и корпусы которых могут быть подвергнуты случайным ударам. Кроме того, при шарнирном закреплении гидроцилиндров взвода бойка возможна произвольная установка их штоков в выдвинутом положении относительно оси бойка, что может быть причиной ударов бойка о штоки, способствуя их быстрому износу и выходу из строя. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в гидропневматическом устройстве ударного действия, содержащем цилиндрический полый корпус, разделенный радиальной перегородкой на две сообщающиеся между собой последовательно расположенные полости рабочую и пневматическую аккумулирующую, в которой установлен ступенчатый боек с образованием дополнительной рабочей полости между радиальной перегородкой и торцом большей ступени бойка, гидропневматический аккумулятор с поршнем-разделителем сред,механизм взвода 4 фиксации в исходном положении и спуска бойка, механизм прижима устройства к обрабатываемой поверхности, гидрораспределитель управления устройством, гидропневматический аккумулятор размещен в рабочей полости корпуса, а механизм взвода, фиксации в исходном положении и спуска бойка выполнен в виде тяги, которая пропущена через радиальную перегородку корпуса устройства и один конец которой жестко соединен с поршнем гидропневматического аккумулятора, а другой, снабженный выступом,расположен с возможностью взаимодействия с бойком, причем дополнительная рабочая полость сообщена с атмосферой посредством запорного клапана, взаимодействующего с бойком. Кроме того, механизм прижима устройства к обрабатываемой поверхности выполнен в виде поршневого цилиндра одностороннего действия,шток которого размещен в корпусе устройства соосно бойку и направлен в сторону, противоположную действию бойка, а его поршневая полость сообщена с гидравлической полостью гидропневматического аккумулятора. На чертежах схематично представлено устройство. На фиг. 1 изображено устройство с исходным для удара положением бойка на фиг. 2 - то же, в момент прижима устройства к обрабатываемой поверхности, начала спуска бойка на фиг. 3 - устройство в момент прижима его к обрабатываемой поверхности и удара бойка по ней. Гидропневматическое устройство ударного действия содержит цилиндрический полый корпус 1, внутри которого смонтированы боек 2, гидропневмоаккумулятор с поршнем-разделителем сред 3, ступенчатый поршень 4 с пружиной 5 механизма прижима устройства к обрабатываемой поверхности, запорный клапан 6, а также к корпусу 1 подсоединены гидрораспределитель управления устройством 7 и обратный пневмоклапан 8. Корпус 1 радиальной перегородкой 9 разделен на две, сообщающиеся между собой каналами 10, полости рабочую 11, в 2 2604 1 которой размещен гидропневмоаккумулятор с поршнем-разделителем сред 3, и пневматическую аккумулирующую 12, в которой соосно ей установлен ступенчатый боек 2. Боек в торце своей большей ступени имеет кольцевой выступ 13, который в исходном для удара положении бойка 2 прижат к уплотнительному кольцу 14,выполненному из упругого материала (например, резины) и закрепленному в перегородке 9 корпуса, образуя дополнительную рабочую полость 15. Кольцевой выступ 13 по диаметру несколько больше диаметра меньшей ступени бойка 2. В свою очередь поршень-разделитель сред 3 по диаметру также больше диаметра меньшей ступени бойка. Полость 15 (фиг. 1) при положении бойка 2 в исходном положении через запорный клапан 6 сообщается с атмосферой. В поршне-разделителе сред 3 соосно ему жестко закреплена одним концом тяга 16, пропущенная через отверстие в перегородке 9 в полость 12 с возможностью осевого перемещения, а другим концом, имеющим выступ 17, свободно с зазором входит в образованную по оси в бойке 2 полость 18,имеющую при входе бурт 19. Запорный клапан 6 торцом своего толкателя 20 взаимодействует с торцом большей ступени бойка 2. Ступенчатый поршень одностороннего действия 4 в исходном положении находится под действием пружины 5. Полость 21, ограниченная поршнем-разделителем сред 3 и поршнем 4, заполнена жидкостью и соединяется через гидрораспределитель 7 с напорной и сливной магистралью гидропривода (на чертеже не показан). Аккумулирующая полость 12 постоянно заполнена сжатым газом, например, воздухом, сообщаясь с напорной магистралью через обратный клапан 8. На дне полости 12 установлен амортизатор 22, выполненный из упругого материала, и предназначенный для гашения энергии удара бойка в случае проскока бойка мимо обрабатываемой поверхности. Нижняя часть корпуса 1 имеет опору 23, которой устройство устанавливается и прижимается к обрабатываемой поверхности. Гидропневматическое устройство ударного действия работает следующим образом. Перед началом работы устройства полость 12 заполняется сжатым газом и устройство устанавливается на обрабатываемую поверхность 24. Для гашения динамических реактивных сил над устройством размещен жесткий упор 25. При заполнении полостей 11 и 12 сжатым газом вследствие разности диаметров бойка 2 и поршняразделителя сред 3 последний начинает перемещаться вверх, вытесняя жидкость из полости 21, и посредством тяги 16, упираясь выступом 17 в бурт 19 бойка 2, поднимает его и кольцевым выступом 13 прижимает к уплотнительному кольцу 14 в перегородке 9. Одновременно своим торцом большей ступени боек 3 нажимает на толкатель 20 запорного клапана 6, открывает его, сообщая дополнительную рабочую полость 15 с атмосферой, сбрасывая в ней давление до атмосферного. В таком взведенном состоянии боек 2 может удерживаться без помощи тяги 16 за счет сил, действующих на кольцевой выступ бойка, образуемый разностью диаметров ступеней бойка со стороны аккумулирующей полости 12. Для произведения удара бойком 2 по обрабатываемой поверхности 24 (фиг. 2) полость 21 с помощью гидрораспределителя 7 соединяется с напорной магистралью и заполняется жидкостью высокого давления. При этом ступенчатый поршень 4, сжимая пружину 5, поднимается, упираясь в неподвижный упор 25, прижимая устройство к обрабатываемой поверхности 24, а поршень-разделитель сред 3, перемещаясь вниз, сжимает газ в полости 11, который, перетекая по каналам 120, сжимает одновременно газ в аккумулирующей полости 12. При дальнейшем перемещении поршня-разделителя сред 3 вниз в конце его хода тяга 16, перемещаясь одновременно с ним, своим выступом 17 нажимает на дно осевой полости 18 бойка 2 и отрывает боек с его кольцевым выступом 13 от уплотнительного кольца 14. При этом давление сжатого газа в аккумулирующей полости 12 и дополнительной рабочей полости 15 мгновенно выравнивается, а запорный клапан 6 перекрывает выход газа в атмосферу. На торец бойка 2 мгновенно начинает воздействовать выталкивающая сила, боек разгоняется и совершает рабочий ход. Для возврата бойка 2 в исходное для следующего удара положение достаточно путем переключения гидрораспределителя 7 соединить гидравлическую полость 21 со сливной магистралью. При этом поршеньразделитель сред 3 под воздействием остаточного давления сжатого газа в аккумулирующей полости 12 поднимается вверх, вытесняя жидкость из полости 21. Поршень 4 под воздействием пружины 5 опускается в исходное положение. Затем цикл повторяется. Практически расход сжатого газа, аккумулируемого в полости 12, незначителен и обусловлен он выхлопом небольшой порции сжатого газа в атмосферу через запорный клапан 6 из рабочей полости 15 и полости 18 в бойке 2, а также утечкой сжатого газа через уплотнения взаимоподвижных поверхностей. С целью увеличения силы удара бойка необходимо повысить степень сжатия газа в аккумулирующей полости 12. Это достигается увеличением соотношения объема полости 11 к объему полости 12 в первую очередь за счет увеличения диаметра цилиндра полости 11. Такое конструктивное решение позволит значительно упростить устройство, повысить его надежность. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4