ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве электромагнитного молотка электробура, в которых возвратно поступательное движение рабочего органа обеспечивает ударный эффект.
Известен электроинструмент ударного действия, содержащий электродвигатель, коническую передачу, кривошип, шток, пружину и боек [1]. Данный инструмент нашел широкое применение при производстве различного вида инженерных работ из-за простоты конструкций и низкой стоимости, однако наличие электродвигателя ограничивает его использование на территории труднодоступных районов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является, электроинструмент ударного действия, содержащий полюсы, обмотку, ярмо, якорь и инструмент [2]. Данный инструмент отличается тем, что намагничивающая обмотка холостого и рабочего хода заключена в магнитопроводе, состоящем из полюсов и ярма, прижатом во внутренней полости указанной обмотки расположен якорь, имеющий возможность перемещаться в осевом направлении и наносить удар по инструменту. Данный инструмент удобен в эксплуатации, имеет рациональные массогабаритные показатели, однако ему свойственны и недостатки, основным из которых является относительно низкая энергия удара.
Требуемый технический результат заключается в повышении энергии удара инструмента.
Требуемый технический результат достигается тем, что в электроинструменте ударного действия содержащим переднюю крышку, буферную пружину, буфер, упорное кольцо, распорные втулки,
цилиндрический корпус, ярмо, обмотку, полюсы, якорь, направляющую втулку, хвостовик рабочего органа и заднюю крышку, при этом буферная пружина размещена между передней крышкой и буфером, который расположен в упорном кольце, ввернутом в цилиндрический корпус, якорь выполнен с возможностью свободного перемещения через осевые отверстия катушки и направляющей втулки от буфера до хвоста рабочего органа, обмотка, полюсы и якорь выполнены составными, причем обмотка разделена на n отдельных катушек, где n-целое, нечетное число, каждая из катушек выполнена трапецеидальной, причем (n+1)/2 из общего числа - это катушки прямого хода, а остальные - катушки возвратного хода; ярмо выполнено кольцевым и разделено на n колец равной высоты, вставленных в корпус; полюсы разделены на n пар конусных полюсов; якорь разделен на n чередующихся звеньев, из которых (n+1)/2 звенья магнитные, а остальные звенья - диамагнитные, при этом каждая из указанных катушек размещена в броневом тороидальном магнитопроводе, образованным соответствующим кольцом кольцевого ярма и соответствующей указанному кольцу парой конических полюсов, все броневые тороидальные магнитопроводы равномерно распределены по длине корпуса, а каждый последующий броневой тороидальный магнитопровод отделен от предыдущего распорной втулкой тороидальной формы, причем высоты всех втулок одинаковы.
На чертеже представлен поперечный разрез электроинструмента ударного действия с пятью отдельными катушками, равномерно распределенными по длине корпуса.
Электороинструмент содержит переднюю крышку 1, буферную пружину 2, буфер 3, упорное кольцо 4, цилиндрический корпус 5, ярмо 6, кольцевые ярма 6, распорные втулки 7, катушки трапецеидальной формы 8, конусные полюсы 9, направляющюю втулку 10, магнитные звенья якоря 11, диамагнитные звенья якоря 12, хвостовик рабочего органа 13 и заднюю крышку 14, при этом передняя 1 и задняя 14 крышки ввернуты в корпус 5 (резьба не показана), буферная пружина 2 размещена между передней
крышкой 1 и буфером 3, который расположен в упорном кольце 4, ввернутом в цилиндрический корпус 5, кольцевое ярмо 6 для каждой трапецеидальной катушки 8 вставлено в корпус 5, причем каждая из указанных катушек 8 размещена между соответствующей парой конусных полюсов 9, между соседними броневыми тороидальными магнитопроводами установлены распорные втулки 7, имеющие одинаковую высоту, якорь содержащий магнитные 11 и диамагнитные 12 звенья находиться в направляющей втулке 10, где может свободно перемещаться от буфера 3 до хвостовика рабочего органа 13.
Все элементы электроинструмента серийно выпускаются отечественной промышленностью, при этом передняя 1 и задняя 14 крышки и корпус 5 выполнены из силумина, ярма 6 и конусные полюсы выполнены из сплошной конструкционной стали, магнитные звенья 11 якоря так же выполнены из конструкционной стали, а диамагнитные звенья якоря 12 - из диамагнитного материала, не уступающего стали по прочности, направляющая втулка 10 так же выполнена из диамагнитного материала, трапецеидальные катушки 8 намотаны медным проводом. Выполнение корпуса 5 цилиндрическим обусловлено удобством его использования при работе и необходимостью создания для каждой катушки 8 броневого тороидального магнитопровода обладающего минимальными потоками рассеяния. Катушки 8 нумеруются по порядку расположения от задней крышки 14. На чертеже приведен пример выполнения электроинструмента для числа катушек n=5, при этом катушки первая, вторая и четвертая являются катушками прямого хода, а катушки: третья и пятая являются катушками возвратного хода. В целом электроинструмент представляет собой совокупность тороидальных электромагнитов с втяжным прямоходовым составным якорем. Катушки 8 подключены к источнику постоянного тока (не показан) с помощью специальной схемы питания (не показана). В общем случае число катушек n может быть любым целым
нечетным, при этом число катушек прямого хода n' определяется в соответствии с математическим выражением: n'=(n+1)/2.
Электроинструмент ударного действия работает следующим образом. В исходном состоянии все элементы системы электроинструмента находятся в положении, показанном на чертеже, при этом крышки 1 и 14 ввернуты в корпус, буферная пружина 2 в разжатом состоянии, катушки 8 обесточены и в магнитопроводе каждой катушки, образованным кольцевым ярмом 6 и конусными полюсами 9, магнитного потока нет, втягивающая сила отсутствует и якорь составленный из магнитных 11 и диамагнитных 12 звеньев находиться в направляющей втулки 8 в произвольном положении, а хвостовик рабочего органа 13 в исходном положении.
При подаче на катушки возвратного хода (третья и пятая от задней крышки) якорь, составленный из звеньев 11 и 12, втягивается вверх (на чертеже) перемещаясь по направляющей втулке 10 и воздействуя на буфер 3, сжимает буферную пружину 2. В момент полного сжатия буферной пружины 2, снимается напряжение с возвратных катушек 8 (третья и пятая от задней крышки) и подается на катушки прямого хода (первая, вторая и четвертая от задней крышки 14), при этом указанный якорь меняет направление движения под действием электромагнитных сил трех катушек прямого хода силы разжатия буферной пружины 2. Под действием выше указанных сил составной боек разгоняется и в конце своего хода наносит удар по хвостовику рабочего органа 14. После выполнения удара напряжение с катушек прямого хода снимается и все элементы электроинструмента принимают первоначальное положение.
Таким образом, применение описанной конструкции электроинструмента позволит повысить энергию удара по хвостовику рабочего органа, которая формируется за счет как катушек прямого хода, так и за счет силы разжатия буферной пружины. Кроме того, предложенная конструкция позволяет выбрать практически любую частоту ударов, т.е. получить требуемое быстродействие ручного электроинструмента.
Источники, принятые во внимание:
[1] Мещеряков Л.К., Ушаков Б.Ф. Электрификация и автоматизация военно-инженерных работ, ч 2 М, ВИА, 1980, стр.21, рис.1.6
[2] Смелягин А.И. Синтез и исследование машин и механизмов с электромагнитным приводом. Новосибирск, изд. Новосибирского университета, 1991, стр.34, рис.3.8.1