ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ МОЛОТОК С ВНУТРЕННИМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ КАНАЛА В УДАРНИКЕ
PNEUMATIC HAMMER WITH INTERNAL ARRANGEMENT OF CHANNEL IN STRIKER

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия и может быть применено в строительстве, горном деле и машиностроении.
Известен пневматический молоток (авт.св. СССР №1158341, МПК B25D 9/26, 1985), содержащий корпус с впускными и выпускными каналами, размещенный в нем ударник, разделяющий полость корпуса на камеры рабочего и холостого ходов, периодически сообщающиеся между собой с помощью канала вытеснения, выполненного в одном из элементов молотка, и рабочий инструмент, причем выход канала вытеснения расположен на поверхности или корпуса, или ударника на участке между выпускными каналами и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом. Также вход канала вытеснения при выполнении последнего в ударнике расположен на внутренней цилиндрической поверхности со стороны камеры холостого хода. Также канал вытеснения представляет собой глухой паз на цилиндрической поверхности ударника с выходом на его торец со стороны камеры холостого хода.
Данный пневматический молоток обладает недостатками:
- канал вытеснения на поверхности или корпуса, или ударника на участке между впускными каналами и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом исключает рост противодавления в камере холостого хода, но одновременно снижает начальный импульс давления воздуха со стороны камеры холостого хода, что увеличивает время холостого хода, а следовательно снижает частоту ударов и ударную мощность молотка в целом;
- выход канала вытеснения расположен на поверхности или корпуса, или ударника на участке между выпускным каналом и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом, что обуславливает, в конце рабочего хода и начале холостого хода ударника сообщение камеры холостого хода с атмосферой и непроизводительный расход воздуха из сети, а следовательно увеличивает общий расход воздуха и снижает экономичность молотка в целом.
Известен также пневматический молоток (авт.св. СССР №1172692, МПК B25D 9/04, 1986, прототип), содержащий цилиндрический корпус с рукояткой, выпускным каналом, проточной камерой, постоянно сообщающейся воздухоподводящим каналом с сетью сжатого воздуха, ударник, разделяющий полость корпуса на камеру рабочего хода, постоянно сообщающуюся с проточной камерой и попеременно с атмосферой, и камеру холостого хода, попеременно сообщающуюся с атмосферой, и дроссель, причем в корпусе между камерой рабочего хода и проточной камерой установлена перегородка с центральным отверстием с установленным и закрепленным в отверстии коаксиально корпусу стержнем, в котором выполнены дополнительные воздухоподводящие канал к камере холостого хода, постоянно сообщающий ее с проточной камерой, и выпускной канал, на одном из торцов которого установлен дроссель, а другой сообщен с атмосферой, ударник установлен коаксиально стержню с возможностью перемещения вдоль него.
Этот пневматический молоток принят в качестве прототипа, как имеющий наибольшее количество существенных признаков, общих с заявляемым.
Прототипу свойственны следующие недостатки:
- в рабочем цикле камер рабочего и холостого ходов осуществляется впуск воздуха в каждую из камер и выпуск отработавшего воздуха осуществляется также из каждой камеры, что приводит к значительному непроизводительному расходу воздуха из сети при сообщении каждой из камер с атмосферой, чем снижается экономичность рабочего цикла и молотка в целом;
- канал впуска в камеру холостого хода и канал выпуска из камер рабочего и холостого ходов выполнены в одной трубке воздухоподвода и воздухоотвода отработавшего воздуха, что приводит к увеличению поперечных размеров трубки;
- канал выпуска в трубке для камер рабочего и холостого ходов обуславливает увеличение поперечных размеров канала для обеспечения выпуска отработавшего воздуха в течение одного цикла, что требует дополнительного увеличения поперечных размеров трубки, молотка и массы молотка в целом.
Отмеченные недостатки исключаются полностью или частично, если впуск воздуха в камеру холостого хода осуществить посредством перепуска воздуха из камеры рабочего хода, а выпуск отработавшего воздуха осуществить только из камеры холостого хода.
Техническая задача для заявляемого пневматического молотка предусматривает снижение расхода воздуха, уменьшение поперечных размеров трубки, ударника и корпуса молотка за счет периодического выпуска отработавшего воздуха из камеры холостого хода посредством выполнения выпускного канала в трубке и перепускного канала с отсечной кромкой на боковой поверхности ударника.
Сущность заявляемого технического решения пневматического молотка заключается в следующем.
Пневматический молоток содержит цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый относительно цилиндрического корпуса, рукоятку с устройством впуска и корпусом с воздухоподводящим и выпускным каналами, перегородку с впускным дросселем и осевым отверстием с установленной и закрепленной в нем трубкой, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукоятки кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованную корпусом рукоятки и перегородкой проточную камеру, сообщенную воздухоподводящим каналом с сетью сжатого воздуха, продольный канал выпуска в трубке с радиальным выходом на ее боковую поверхность, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода со стороны перегородки, постоянно сообщенную с проточной камерой посредством впускного дросселя в перегородке, и камеру холостого хода со стороны рабочего инструмента, периодически сообщающуюся посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в корпусе рукоятки в атмосферную камеру, образованную корпусом рукоятки и воздухоотбойным кольцом, причем цилиндрический корпус со стороны камеры холостого хода снабжен выточкой, а в теле ударника выполнен перепускной канал круглого сечения с постоянным выходом на торец ударника со стороны камеры рабочего хода и радиальным выходом на боковую поверхность ударника и в выточку камеры холостого хода, выполненный в виде либо прямого канала, либо коленчатого канала, периодически сообщающим камеры рабочего и холостого ходов между собой в положении закрытого радиального выпускного канала в трубке торцом ударника со стороны камеры холостого хода.
Исполнение пневматического молотка с перепускным каналом на боковой поверхности ударника поясняется чертежами его частичного разреза: на фиг. 1 - выполнение перепускного канала в виде прямого канала круглого сечения, наклонного к оси ударника с радиальным выходом на его боковую поверхность; на фиг. 2 - выполнение в виде коленчатого круглого сечения с радиальным выходом на боковую поверхность ударника.
Обозначения основных элементов молотка на всех чертежах приняты одинаковыми.
Пневматический молоток содержит цилиндрический корпус 1 с коаксиальной выточкой 2, рабочий инструмент 3, удерживаемый пружиной 4 относительно корпуса 1, перегородку 5 с впускным дросселем 6, выпускным каналом 7, в трубке 8 с продольным выпускным каналом 9 и боковым отводным каналом 10, сообщающим постоянно каналы 7 и 9 между собой, радиальный канал 11 на боковой поверхности трубки 8, сообщенный постоянно с продольным выпускным каналом 9, ударник 12 с осевым сквозным каналом 13 и перепускным каналом 14, выполненным в теле ударника 12 в виде либо прямого канала (см. фиг. 1) круглого сечения, наклонного к оси ударника 12 с радиальным выходом на его боковую поверхность и в выточку 2 камеры 15 холостого хода с постоянно открытым выходом на его торец со стороны камеры 16 рабочего хода, либо коленчатого канала (см. фиг. 2) с радиальным выходом на боковую поверхность ударника 12 и в выточку 2 камеры 15 холостого хода с постоянно открытым выходом на его торец со стороны камеры 16 рабочего хода.
При положении контакта ударника 12 и рабочего инструмента 3 камера 15 холостого хода с выточкой 2 со стороны рабочего инструмента 3 и камера 16 рабочего хода со стороны перегородки 5 посредством перепускного канала 14, выполненного в теле ударника 12 в виде либо прямого канала (см. фиг. 1) круглого сечения, наклонного к оси ударника 12 с радиальным выходом на его боковую поверхность и в выточку 2 камеры 15 холостого хода с постоянно открытым выходом на его торец со стороны камеры 16 рабочего хода, либо коленчатого канала (см. фиг. 2) с радиальным выходом на боковую поверхность ударника 12 и в выточку 2 камеры 15 холостого хода с постоянно открытым выходом на его торец со стороны камеры 16 рабочего хода, сообщаются между собой.
Рукоятка 17 посредством резьбового соединения на ее корпусе 18 и цилиндрическом корпусе 1 уплотненно прижимает перегородку 5 к торцу цилиндрического корпуса 1 со стороны камеры 16 рабочего хода. Рукоятка 17 и ее корпус 18 содержат впускной канал 19, выпускной канал 20 в стенке корпуса 18 и проточную камеру 21 сетевого воздуха.
Между корпусом 18 рукоятки 17 и цилиндрическим корпусом 1 образована кольцевая выпускная камера 22, которая посредством канала 20 в корпусе 18 сообщена с атмосферной камерой 23, образованной корпусом 18 и установленным разъемно с ним воздухоотбойным кольцом 24. Корпус 18 рукояти 17 фиксируется относительно цилиндрического корпуса 1 фиксатором 25, удерживаемым относительно цилиндрического корпуса 1 и корпуса 18 рукоятки 17 кольцевым кожухом 26.
Пневматический молоток работает следующим образом.
После включения устройства подачи сетевого воздуха (на чертеже не показано и может быть любым известным по конструктивному решению) воздух поступает по впускному каналу 19 рукоятки 17 в проточную камеру 21, откуда по впускному дросселю 6 в перегородке 5 в камеру 16 рабочего хода в цилиндрическом корпусе 1.
При положении пневматического молотка, представленном на фиг. 1, воздух из камеры 16 рабочего хода по перепускному каналу 14, выполненному в теле ударника 12 в виде либо прямого канала (см. фиг. 1), либо коленчатого канала (см. фиг. 2) с радиальным выходом на его боковую поверхность поступает в камеру 15 холостого хода, образованную выточкой 2 в цилиндрическом корпусе 1. В момент сообщения камеры 15 холостого хода и камеры 16 рабочего хода меняются функции камер: камера 15 холостого хода приобретает функции замкнутой камеры, камера 16 рабочего хода - функции проточной камеры. Вследствие отмеченного, в камере 15 холостого хода давление воздуха повышается и становится большим давления в камере 16 рабочего хода. Под действием давления воздуха на торец ударника 12 со стороны камеры 15 холостого хода ударник начнет движение в сторону камеры 16 рабочего хода с меньшим давлением воздуха, совершая холостой ход.
Ударник 12, продолжая движение при взаимодействии с выточкой 2, перекрывает со стороны камеры 15 холостого хода радиальный выход перепускного канала 14, и поступление воздуха в камеру 15 холостого хода из камеры 16 рабочего хода прекратится. В камере 15 холостого хода начинается процесс расширения имеющегося в ней воздуха, а в камере 16 рабочего хода начинается процесс сжатия оставшегося в ней воздуха и воздуха, продолжающего поступать через впускной дроссель 6 в перегородке 5 из проточной камеры 21.
Продолжая движение, ударник 12 торцом со стороны камеры 15 холостого хода откроет радиальный выпускной канал 11 на боковой поверхности трубки 8 и посредством продольного выпускного канала 9, канала 10 в трубке 8, а также выпускного канала 7 в перегородке 5, выпускной кольцевой камеры 22, выпускного канала 20 в корпусе 18 рукоятки 17 и атмосферной камеры 23, образованной корпусом 18 и воздухоотбойным кольцом 24, воздух из камеры 15 холостого хода будет выпускаться в атмосферу, и давление воздуха в камере 15 холостого хода выравнивается до величины атмосферного давления.
Продолжая движение, ударник 12 под действием сил инерции преодолевает сопротивление воздуха со стороны камеры 16 рабочего хода, затормаживается и останавливается в расчетном положении.
После остановки ударник 12 под действием давления воздуха со стороны камеры 16 рабочего хода начнет ускоренное движение в сторону камеры 15 холостого хода, совершая рабочий ход.
Одновременно с поступлением воздуха в камеру 16 рабочего хода через впускной дроссель 6 в перегородке 5 из проточной камеры 21, воздух в камере 16 рабочего хода будет расширяться.
Продолжая движение, ударник 12 перекроет радиальный выпускной канал 11 в трубке 8, после чего камера 15 холостого хода разобщится с атмосферой и в ней будет осуществляться процесс сжатия отсеченного в ней воздуха.
При последующем перемещении ударник 12 откроет при взаимодействии с выточкой 2 со стороны камеры 15 холостого хода радиальную часть перепускного канала 14, выполненного в виде либо прямого канала (см. фиг. 1), либо коленчатого канала (см. фиг. 2), выполненного под углом к образующей поверхности ударника 12, либо винтового паза (см. фиг. 3), после чего воздух начнет поступать в камеру 15 холостого хода из камеры 16 рабочего хода.
В результате такого сообщения в камере 15 холостого хода будет продолжаться процесс сжатия отсеченного воздуха и воздуха, поступающего из камеры 16 рабочего хода.
Преодолевая противодавление воздуха со стороны камеры 15 холостого хода, ударник 12 наносит удар по рабочему инструменту 3.
Рабочий процесс пневматического молотка будет повторяться и очередной холостой ход ударника 12 осуществляется за счет импульса давления воздуха камеры 15 холостого хода и импульса отскока ударника 12 от рабочего инструмента 3.