УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ
SHOCK MECHANISM

Настоящее изобретение относится к строительной технике, а именно к ударным механизмам: дизель, пневмо и гидромолотам.
Наиболее близким к изобретению аналогом является «рабочий орган к машине для уплотнения грунтов» (заявка №3506673, БИ №13, 1984), содержащий корпус, ударник, наковальню, центральный расположенный в корпусе приводной вал, привод и механизм подъема ударника в виде подпружиненных кулачковых полумуфт, нижняя из которых закреплена на валу, причем ударник и верхняя полумуфта выполнены соответственно с конусным гнездом и выступом. Недостатком известного рабочего органа является низкая эффективность его работы.
Прототипом предлагаемого устройства является «рабочий орган к машине для уплотнения грунтов» (заявка №5008949, БИ №19, 1994), содержащий корпус, ударник, наковальню, центрально расположенный в корпусе посредством опоры приводной вал, рабочий уплотняющий элемент, привод и механизм подъема ударника в виде примыкающих одна к другой посредством втулки и пружины двух кулачковых винтовых полумуфт с возможностью взаимодействия между собой, ударник и верхняя полумуфта выполнены соответственно с конусным отверстием и выступом, причем рабочий орган снабжен герметичной камерой, заполненной смазкой, верхняя полумуфта и втулка выполнены с дополнительными винтовыми кулачками с возможностью взаимодействия между собой, а основные кулачки полумуфт размещены в герметичной камере, при этом ударник со стороны привода снабжен роликами, а приводной вал выполнен со шлицами, взаимодействующими с роликами. Недостатком известного рабочего органа является низкая надежность его работы.
Цель изобретения - повышение надежности работы, ресурса и расширение технологических возможностей применения рабочего органа.
Поставленная цель достигается: передачей крутящего момента на приводной вал рабочего органа через шариковую опору; снабжением центрирующей опорой пружины, установленной между нижней опорой и ударником; уменьшением динамических нагрузок на корпус рабочего органа за счет амортизаторов; возможностью облегченного монтажа различного рабочего инструмента к резьбовым отверстиям нижнего фланца.
Предлагаемое изобретение поясняется конкретным примером его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1. Ударный механизм.
Фиг.2. Разрез А-А на фиг.1.
Фиг.3. Узел I на фиг.2.
Фиг.4. Разрез Б-Б на фиг.2.
Фиг.5. Разрез В-В на фиг.2.
Фиг.6. Узел II на фиг.2.
Фиг.7. Узел III на фиг.2.
Ударный механизм (фиг.1, 2) содержит: корпус 1; ударник 2; наковальню 3; центрально расположенные в корпусе верхнюю 4 и нижнюю 5 опоры; приводной вал 6; привод 7 и механизм подъема ударника в виде примыкающих одна к другой посредством втулки 8 (фиг.3, 4) и пружины 9 двух кулачковых полумуфт 10 и 11 с возможностью их взаимодействия между собой. Ударник 2 и верхняя полумуфта 10 выполнены соответственно с конусным отверстием 12 и выступом 13. Кулачковые полумуфты 10 и 11 размещены в герметичной камере 14, заполненной смазкой, верхняя полумуфта 10 и втулка 8 снабжены дополнительными винтовыми кулачками 15 и 16 с возможностью их взаимодействия между собой. Приводной вал 6 соединен с приводом 7 посредством упругой муфты 15, а между нижней опорой 5 и ударником 2 установлена пружина 17.
В центре ударника 2 (фиг.5, 6) размещена шариковая опора 18 с возможностью циркуляции шариков в пазах 19 приводного вала 6. Пружина 17 (фиг.1, 7), установленная между нижней опорой и ударником, дополнительно снабжена центрирующей опорой 20, свободно перемещающейся вдоль приводного вала. Наковальня 3 (фиг.3, 4) установлена между верхним 21 и нижним 22 фланцами, соединенными между собой с помощью направляющих шпилек 23 и амортизаторов 24 для исключения передачи динамических нагрузок на корпус 1, причем нижний фланец 22 снабжен резьбовыми отверстиями 25 для крепления к нему сменного рабочего инструмента.
Ударный механизм работает следующим образом.
С помощью зацепа 26 или захвата за корпус 1 базовой машиной рабочий орган устанавливается на объект, которому необходимо передать энергию удара, например: свая, грунт, шпунт и т.д., затем подключают привод 7, который приводит во вращение через упругую муфту 15 приводной вал 6, который в свою очередь через шариковую опору 18 приводит во вращение ударник 2 и верхнюю кулачковую полумуфту 10. В результате чего происходит проскальзывание зубьев основных кулачков полумуфт 10 и 11 относительно друг друга, при этом ударник 2, поднимаясь вверх на высоту зубьев, вводит в зацепление зубья дополнительных кулачков 15 и 16 под действием сжатой пружины 9. В этот момент происходит подъем ударника 2, и одновременно под действием пружины 9 вводятся в зацепление зубья основных кулачков полумуфт 10 и 11, т.е. механизм подъема приходит в исходное положение. Затем при падении ударника 2 конусное его гнездо 12 входит в конусный выступ 13 верхней полумуфты 10, и, таким образом, кинетическая энергия удара ударника 2 передается кулачковым механизмом через наковальню 3 на нижний фланец 22. Одновременно в момент удара происходит мгновенное торможение верхней полумуфты 10, в результате чего ударник 2 подбрасывается вверх, сжимая пружину 17. Затем ударник падает вниз, и цикл повторяется. В момент удара упругая муфта 15 смягчает скручивающее усилие, возникающее между ударником 2, приводным валом 6 и приводом 7. Наличие дополнительных винтовых зубьев 15 и 16 обеспечивает постоянный и надежный контакт основных зубьев полумуфт 10 и 11 в момент удара. Наличие герметичной камеры 14 обеспечивает постоянную смазку основных зубьев полумуфт 10 и 11. Оснащение ударника шариковой опорой 18 повышает КПД рабочего органа за счет снижения сил трения при падении и взлете ударника - это повышает ресурс работы. Центрирующая опора 20 стабилизирует пружину 17, установленную на приводном валу 6, за счет чего повышается надежность работы рабочего органа. Снабжение рабочего органа амортизаторами 24, которые уменьшают динамические нагрузки на корпус ударного механизма, позволяет использовать его в качестве навесного оборудования, что обеспечивает расширение области его применения. Наличие резьбовых отверстий 25 на нижнем фланце 22 для возможности монтажа различного рабочего инструмента расширяет технологические возможности, так как рабочий орган можно использовать также для забивки свай, шпунта, труб, металлических стержней, рыхления мерзлых и скальных грунтов, уплотнения грунтов, разрушения твердых покрытий, устройства вертикальных и наклонных скважин и пр.