УДАРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к ударным устройствам, предназначенным для разрушения породных массивов и может использоваться в горной промышленности как на подземных, так и на открытых горных работах, а также в строительстве дорог, траншей, подземных сооружений и т.п.
Известно гидропневматическое ударное устройство, содержащее корпус, внутри которого установлен поршень со штоком, надпоршневая полость представляет собой пневмоаккумулятор, а подпоршневая полость связана с гидроприводом, при этом внутри штока поршня расположен боек, взаимодействующий с рабочим инструментом [1].
Это известное устройство обладает небольшими габаритными размерами и небольшой массой и позволяет обеспечить довольно высокую частоту нанесения ударов, однако характеризуется небольшой энергией единичного удара и подводимой мощности к рабочему инструменту, имеет низкий КПД и малый коэффициент передачи в массив ударного импульса.
Известна также ударная установка фирмы Круп, содержащая монтируемый на базовой машине (гидравлическом экскаваторе) корпус, в котором размещен гидропривод ускорения бойка, взаимодействующего с рабочим инструментом [2].
Эта известная установка позволяет получать единичные удары с достаточно высокой энергией, однако повышение энергии удара обеспечивается за счет повышения мощности гидропривода и увеличения массово-габаритных параметров установки.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является ударная установка, содержащая корпус, под крышкой которого расположен пневмоаккумулятор с установленной под ним опорной плитой, с которой связан рабочий инструмент, закрепленные на основании корпуса и взаимодействующие с опорной плитой гидроцилиндры сжатия пневмоаккумулятора, механизм стопорения опорной плиты и спусковой механизм [3].
Эта известная ударная установка относится к установкам метательного типа, в которых в отличие от традиционных [1, 2] не используется промежуточный элемент - боек, КПД такой установки существенно выше, как и энергия единичного удара, не ограничиваемая скоростью относительного перемещения бойка и рабочего инструмента.
При этом известная установка проста в конструктивном отношении и имеет приемлемые массо-габаритные характеристики. Однако для повышения энергоемкости установки за счет увеличения объема выполненного сильфонообразным пневмоаккумулятора возрастут его объем и величина перемещения опорной плиты, что может сказаться на устойчивости его формы в процессе работы и привести к снижению надежности функционирования. Кроме того, при увеличении мощности установки и усилий снижается и надежность функционирования стопорного механизма, выполненного в виде подпружиненной защелки, входящей в вырез на рабочем инструменте.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении эффективности процесса безвзрывного разрушения горных пород, мерзлых грунтов и других твердых тел при ведении горных и строительных работ, а технический результат, который может быть достигнут при использовании полезной модели заключается в увеличении импульса силы единичного удара и повышении надежности функционирования установки.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в ударной установке, содержащей корпус, под крышкой которого закреплен пневмоаккумулятор с расположенной под ним опорной плитой, с которой связан рабочий инструмент, установленные на основании корпуса и взаимодействующие с опорной плитой гидроцилиндры сжатия пневмоаккумулятора, механизм стопорения опорной плиты и спусковой механизм, предлагается на крышке корпуса установить ресивер, полость которого сообщена с полостью пневмоаккумулятора, а механизм стопорения опорной плиты выполнить в виде складывающихся рычагов, один из которых шарнирно соединен с опорной плитой, второй - с основанием корпуса, а соединяющий их свободные концы шарнир выполнен с упором, ограничивающим возможность их поворота в одном из направлений.
Пневмоаккумулятор может быть выполнен в виде армированной гибкой оболочки сильфонообразного типа с установленными между ее гофрами бандажами в виде жестких пластин.
Для надежной постановки на упор механизма стопорения при подъеме опорной плиты в верхнее положение один из рычагов механизма взаимодействует с подпружиненным толкателем, закрепленным на корпусе установки.
Спусковой механизм может быть выполнен в виде побудителя поворота рычагов в направлении, допускаемом соединяющим их шарниром.
Один из возможных вариантов реализации заявляемой полезной модели представлен на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 показан вид спереди на установку.
На фиг.2 - то же в сжатом положении пневмоаккумулятора.
Ударная установка содержит корпус 1 с расположенной сверху крышкой 2, под которой закреплен пневмоаккумулятор 3 с установленной под ним опорной плитой 4. На опорной плите 4 в стакане 5 закреплен рабочий инструмент 6, который может быть плоским, долотообразным или конусным (на чертежах не показано). Рабочий инструмент 6 перемещается возвратно-поступательно в направляющей втулке 7, закрепленной на основании 8 корпуса 1. Ha основании 8 установлены также гидроцилиндры 9, штоки 10 которых взаимодействуют с опорной плитой 4.
Между опорной плитой 4 и основанием 8 корпуса 1 шарнирно закреплены складывающиеся рычаги 11 и 12, общий шарнир 13 которых выполнен с упором 14, препятствующим их вращению в одном из направлений в положении, близком к положению максимального подъема опорной плиты 4.
Для надежной постановки на упор 14 рычагов 11 и 12 при подъеме гидроцилиндрами 9 опорной плиты 4 на корпусе 1 установлен подпружиненный толкатель 15, взаимодействующий с рычагом 11.
Пневмоаккумулятор 3, заполняемый сжатым газом (азотом или воздухом), выполнен в виде набора, например, из трех пневмоподушек 16, герметично соединенных между собой с образованием центрального канала 17. Оболочка каждой из пневмоподушек 16 может быть выполнена из армированной резины или иного гибкого материала, а между пневмоподушками 16 вклеены (привулканизированы) жесткие пластины 18, выполняющие функцию бандажа.
На крышке 2 корпуса 1 установлен ресивер 19, полость которого сообщена с полостью пневмоаккумулятора 3.
Для приведения ударной установки в рабочее положение и сжатия газа в полости пневмоаккумулятора 3 и ресивера 19 задействуются гидроцилиндры 9, которые штоками 10 поднимают опорную плиту 4 вверх, сжимая пневмоподушки 16 (фиг.2). При этом складывающиеся рычаги 11 и 12 располагаются по одной вертикальной линии и в момент прохода точки максимального подъема опорной плиты 4 под действием толкателя 15 «встают» на упор 14.
После этого ударная установка находится во взведенном состоянии. При ее подведении к породному массиву гидроцилиндры 9 переключаются и их штоки 10 опускаются вниз и в процессе их опускания срабатывает спусковой механизм, который может быть выполнен, например, в виде закрепленного на штоке 10 кронштейна 20. Кронштейн 20 толкает («ломает») рычаги 11 и 12, снимая их с упора 14 и осуществляя метательное перемещение рабочего органа 6 под действием сжатого газа в пневмоаккумуляторе 3 и ресивере 19 на опорную плиту 4.
Заявляемая установка, использующая армированные силовые оболочки в качестве мощной пневмопружины, являющейся мощным пневмоаккумулятором энергии, силовым приводом для разгона рабочего инструмента 6 и демпфером для гашения обратной ударной волны, позволяет достичь скорость удара рабочего инструмента 6 о породный массив до 120 м/сек с энергией до 300 тыс. кгс·м, имея при этом КПД порядка 0,95, относительно небольшие габаритные размеры, достаточно простую и надежную в эксплуатации конструкцию.
Источники информации:
[1]. RU, 2342530, Е21С 37/00, 2007.
[2]. US, 5174387, B25D 9/26, 1992.
[3]. SU, 1735576, Е21С 37/00, 1990 (прототип)
[4]. SU, 1068591, Е21С 3/20, 1982.
[5]. ЕР, 0522344, B25D 17/08, 1992.