ВИБРОБЕЗОПАСНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ С РАЗОМКНУТОЙ КИНЕМАТИКОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ
VIBRATION SAFE PNEUMATIC MACHINE OF IMPACT TYPE WITH OPENED KINEMATICS OF FUNCTIONAL LINKS

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к пневматическим машинам ударного действия, которые используются в строительстве, энергетике, коммунальном хозяйстве, горном деле и т.д. для обработки бетонных конструкций, разрушения полускальных пород, твердых и мерзлых грунтов.
Известна пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол, состоящий из трех телескопически установленных друг в друге звеньев, залитых ударопрочным эластомером, образующим корпус, в стенках которого выполнены продольные питающие и ресиверные каналы, ударный механизм, стакан, размещенный в рукоятке, выполненной из эластомера и закрепленной на торце корпуса, внутри которого установлен механизм воздухораспределения. (1)
Ее недостатком является то, что телескопически установленные друг в друге звенья ствола сопрягаются между собой без зазора по образующим поверхностям цилиндров и тем самым сохраняется возможность передачи радиальной вибрации на корпус машины, кроме этого, при холостых ударах ударник бьет по торцу буксы, что может привести к разрушению ее и выбиванию из ствола.
Известна также пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол, состоящий из телескопически установленных по меньшей мере трех звеньев, залитых ударопрочным и термостойким эластомером, образующим корпус, рукоятки, демпфирующую муфту, установленную между динамическим и инерционным звеньями, а также кольцевую полость между ними, залитую эластомером. (2)
Однако она также имеет недостатки, к которым можно отнести то, что демпфирующая муфта, выполненная в виде тора, является самостоятельным элементом, установленным между динамическим и инерционным звеньями и не связана в единое целое с эластомером, формирующим корпус машины, что не обеспечивает прочность установки динамического звена в инерционном звене.
Наиболее близкой по своей технической сути к предлагаемой является вибробезопасная пневматическая машина ударного действия, содержащая ствол с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательных перемещений сменным инструментом, корпус, с размещенным в нем подвижным ударником, имеющий выхлопные, питающие и перепускные отверстия, шумопоглощающий дефлектор, а также механизмы воздухораспределения и подачи сжатого воздуха, звено промежуточное и рукоятку как орган управления. (3)
Однако и она имеет недостатки, существенным из которых является то, что в условиях отрицательных температур происходит сжатие эластомера, образующего ствол и корпус машины, и ударник заклинивает.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение надежности и долговечности машины, а также простота конструкции и технологичности ее изготовления.
Поставленный технический результат достигается вибробезопасной пневматической машиной ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев, содержащей ствол, включающий в себя динамическое, инерционное и демпфирующее звенья, выполненный с впускными, выпускными и перепускными отверстиями и залитый ударопрочным эластомером, например полиуретаном, в котором образованы продольные питающие, выхлопные и ресиверные каналы и который одновременно является корпусом машины, ударник, размещенный в стволе с возможностью возвратно-поступательного перемещения и делящий его на камеры прямого и обратного ходов, промежуточное звено, в котором размещено воздухораспределительное устройство и выполнена питающая камера, штуцер в виде шарикового затвора, радиально установленный в питающей камере, пусковой механизм, включающий рукоятку, в которой размещено промежуточное звено и соосно установлен плунжер, который размещен одновременно и в питающей камере, для взаимодействия с шариковым затвором, отличающаяся тем, что динамическое звено, выполнено в виде цилиндрической втулки со сквозными радиальными отверстиями, которая, в свою очередь, размещена в инерционном звене с образованием кольцевой полости между ними и, в котором также выполнены сквозные радиальные отверстия на всю его длину, а роль демпфирующего буфера играет целиковый эластомер, который заливается в кольцевую полость между динамическим и инерционным звеньями при изготовлении корпуса.
Благодаря тому, что динамическое звено выполнено в виде цилиндрической втулки со сквозными радиальными отверстиями, туда при заливке затекает эластомер, который при полимеризации образует в этих отверстиях подобие заклепок - квазизаклепки. Эти заклепки надежно удерживают втулку в среде эластомера от проворота и от поступательных перемещений. Одновременно втулка на упругих заклепках гасит энергию обратных ударов инструмента в среде окружающего эластомера. Происходит диссипация высокочастотных колебаний.
Благодаря тому, что полость кольцевая между динамическим и инерционным звеньями также заливается монолитным эластомером, обеспечивается более высокая прочность крепления динамического звена в инерционном по сравнению с отдельно установленной демпфирующей муфтой между ними.
Благодаря тому, что инерционное звено выполнено в виде тонкостенной цилиндрической гильзы большего по сравнению с втулкой динамического звена диаметра, на поверхности которой также выполнены сквозные радиальные отверстия на всю длину и при заливке в них также образуются эластичные заклепки, происходит равномерная фиксация гильзы от проворота и от поступательных перемещений и усилия от колебательных движений гильзы распределяются на все заклепки и на окружающий эластомер равномерно, что обеспечивает надежность и долговечность машины.
Простота и технологичность изготовления вытекают из того, что кроме двух втулок, практически не требующих мехобработки, больше металлических деталей в конструкции машины нет, исключая пику и ударник, которые являются сменными элементами. При этом минимум отходов от мехобработки и ноль отходов от литья эластомера.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина соответствует критерию изобретения «НОВИЗНА».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в смежных областях техники не позволили авторам выявить технические решения, содержащие сходные признаки, а поэтому заявляемое решение соответствует критерию изобретения «СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструктивная схема вибробезопасной машины ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев. На фиг.2 - сечение фиг.1 по А-А.
Вибробезопасная пневматическая машина ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев содержит составной ствол, включающий в себя динамическое - 1, инерционное - 2 и демпфирующие - 3 звенья, выполненный с впускными - 4, выпускными - 5 и перепускными - 6 отверстиями и залитый ударопрочным эластомером -7, в котором образованы продольные питающие - 8, выхлопные - 9 и ресиверные - 10 каналы и который одновременно является корпусом - 11 машины, ударник - 12, размещенный в стволе с возможностью возвратно - поступательного перемещения и делящий его на камеры прямого - 13 и обратного - 14 ходов, промежуточное звено - 15, в котором размещено воздухораспределительное устройство - 16 и выполнена питающая камера - 17, штуцер - 18 в виде шарикового затвора, радиально установленный в питающей камере, пусковой механизм, включающий рукоятку 19, в которой размещено промежуточное звено и соосно установлен плунжер - 20, который помещен одновременно и в питающую камеру для взаимодействия с шариковым затвором. При этом в динамическом звене выполнены сквозные радиальные отверстия - 21 для фиксации его в эластомере - 7, который образует эластичные заклепки в этих отверстиях и который заполняет кольцевую полость - 22 между динамическим и инерционным звеньями, одновременно являясь монолитным буфером. - 23. И в инерционном звене также выполнены сквозные радиальные отверстия - 24 на всю его длину, в которых образуются эластичные заклепки, обеспечивающие фиксацию его от проворота и от продольных перемещений, а также равномерно распределяют ударную нагрузку между ним и корпусом машины - 11.
Работает заявляемая вибробезопасная пневматическая машина ударного действия с разомкнутой кинематикой функциональных звеньев следующим образом. Устанавливают машину рабочим инструментом на обрабатываемый объект, выжимают рукоятку и машина запускается. Сжатый воздух через пусковой механизм, питающую камеру и механизм воздухораспределения попеременно подается, в зависимости от положения ударника, в камеры прямого и обратного ходов. Ударник соответственно совершает возвратно-поступательные движения и, с одной стороны, при соударении с торцом хвостовика рабочего инструмента выполняет полезную работу, а с другой - выполняет холостой ход, а увеличенный объем камер прямого и обратного ходов за счет сообщающихся с ними соответствующих ресиверных каналов позволяет увеличить амплитуду колебаний ударника и уменьшить компрессию под ударником в камере обратного хода, что важно для увеличения энергии удара и стабильной работы машины.
Основным преимуществом заявляемой машины по сравнению с прототипом является повышение надежности и долговечности, упрощение конструкции и улучшение технологичности, а также снижение веса и улучшение эргономических характеристик.
Это достигается тем, что в динамическом и инерционном звеньях ствола выполнены сквозные радиальные отверстия, которые заливаются эластомером и в этих местах образуются эластичные заклепки, которые фиксируют и надежно удерживают соответствующие звенья от ротации и от продольных перемещений, а эластомер, залитый монолитом в кольцевую полость, обеспечивает не только взаимное податливое крепление этих звеньев между собой, но и формирует демпфирующий буфер, что делает конструкцию более прочной. А два трубчатых элемента, динамическое и инерционное звенья, выполненные с минимальной механической обработкой и коаксиально установленные одно в другом, определяют простоту конструкции и технологичность машины при изготовлении.
Источники информации
1. Патент №2309038 РФ на изобретение; B25D 9/00; B25D 17/24; Е21С 37/24.
2. Патент №2346803 РФ на изобретение; B25D 9/04; B25D 17/24; Е21С 37/24.
3. Патент №90126 РФ на полезную модель Е21С 37/24; B25D 9/00; B25D 17/00.