РУЧНОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С ВИБРОЗАЩИТОЙ

Полезная модель относится к ручным инструментам ударного действия и может быть использована в области строительства и машиностроения.
При использовании ручного пневматического инструмента необходимо обеспечить максимальное гашение вибраций между рукояткой и корпусом ударной машины. Известен пневматический молоток с виброзащитой (см. патент РФ на полезную модель №135954, МПК B25D 9/14), состоящий из рукоятки, корпуса неподвижного и корпуса подвижного, цилиндрической пружины рукоятки и цилиндрической пружины корпуса, рабочего инструмента. При работе такого пневматического инструмента предполагается гашение вибраций за счет нахождения либо пружины рукоятки, либо пружины корпуса, либо обеих пружин одновременно в относительно разжатом состоянии.
Недостатками данного устройства является неполное гашение всего спектра вибрационных колебаний по причине постоянного воздействия на рукоятку инструмента сил упругости пружин и возможности появления резонансных явлений.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является ручной инструмент ударного действия (см. авт. свидетельство СССР на изобретение №368019, МПК B25D 17/24), содержащий цилиндрический корпус, кожух, механизм постоянной положительной жесткости в виде цилиндрических пружин и механизм постоянной отрицательной жесткости, содержащий сепаратор с шариками и пружинами.
Недостатками данного устройства является неполнота гашения колебаний ввиду невозможности обеспечения нулевой жесткости колебательной системы во всем диапазоне рабочего хода ударного инструмента при использовании цилиндрических пружин механизма постоянной положительной жесткости и возможность усталостного разрушения кожуха, являющегося наряду с сепараторами составной частью механизма постоянной отрицательной жесткости и непосредственно участвующего в гашении колебаний.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности виброгашения и повышение долговечности ручного инструмента ударного действия.
Для решения поставленной задачи ручной пневматический инструмент с виброзащитой, содержащий цилиндрический корпус с кольцевыми выступами и виброзащитное устройство с механизмом постоянной положительной жесткости и механизмом постоянной отрицательной жесткости в виде корректирующего упругого элемента, корректирующий упругий элемент выполнен в виде цилиндрической пружины и установлен с возможностью перемещения по участку корпуса между выступами, выполненного эллипсоидной формы, а механизм постоянной положительной жесткости выполнен в виде конической пружины и снабжен амортизатором.
Сущность технического решения ручного пневматического инструмента с виброзащитой поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - график, иллюстрирующий суммарное изменение жесткости упругих элементов.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с выступами (ограничителями) 2, кожуха 3, гайки 4, механизма постоянной положительной жесткости в виде конической пружины 5 и амортизатора 6, механизма постоянной отрицательной жесткости, выполненного в виде цилиндрической пружины 7, установленной с возможностью перемещения по участку корпуса 1, выполненного эллипсоидной формы между выступами 2. Цилиндрический корпус выполнен в виде единой с выступами конструкции.
Амортизатор 6, коническая пружина 5 механизма постоянной положительной жесткости, компенсирующий упругий элемент 7 механизма постоянной отрицательной жесткости, цилиндрический корпус 1 помещаются внутрь кожуха 3, и фиксируются гайкой 4. Профиль эллипсоидной поверхности корпуса 1 рассчитывается и изготавливается таким образом, чтобы при заданной величине угла наклона касательной к ее поверхности а обеспечить суммарную нулевую жесткость упругих элементов ручного пневматического инструмента.
Устройство работает следующим образом.
После монтажа, присоединения рукоятки и подключения пневматического инструмента к воздушной магистрали ручной пневматический инструмент с виброзащитой готов к работе. При перемещении цилиндрического корпуса 1 коническая пружина 5 механизма постоянной положительной жесткости сжимается, а компенсирующий упругий элемент 7 механизма постоянной отрицательной жесткости перемещается по эллипсоидной поверхности цилиндрического корпуса. Величина перемещения компенсирующего упругого элемента определяется расстоянием между ограничителями цилиндрического корпуса 2. При этом компенсирующий упругий элемент 7, выполненный в виде цилиндрической пружины, гасит передаваемые на кожух усилия и исключает появление усталостных разрушений. Дополнительное гашение ударных воздействий при максимальном перемещении цилиндрического корпуса 1 обеспечивается амортизатором 6.
Принцип работы ручного пневматического инструмента иллюстрируется графиком (см. фиг. 2).
1
2
П
К
Σ
При перемещении цилиндрического корпуса 1 в пределах рабочего хода от положения х до положения x упругая характеристика F(x) конической пружины механизма постоянной положительной жесткости 5 имеет вид параболической зависимости С. Компенсирующий упругий элемент 7 механизма постоянной отрицательной жесткости, перемещаясь по эллипсоидной поверхности цилиндрического корпуса с определенным углом наклона касательной к ее поверхности α, обладает характеристикой отрицательной жесткости С. В итоге, суммарная жесткость упругих элементов С имеет в диапазоне рабочего хода цилиндрического корпуса нулевое значение, что обеспечивает постоянную величину приложенной к корпусу 1 силы F и, тем самым, полное гашение (отсутствие) колебаний, а также невозможность появления резонансных явлений. В случае выхода величины перемещении цилиндрического корпуса 1 за пределы рабочего хода гашение колебаний дополнительно компенсируется амортизатором 6.
Заявленное устройство в сравнении с прототипом позволяет обеспечить максимальное гашение вибраций во всем диапазоне рабочего хода ударного инструмента и повысить долговечность ручного инструмента ударного действия.
Использование конической пружины механизма постоянной положительной жесткости, компенсирующего упругого элемента, выполненного в виде цилиндрической пружины, перемещающейся по участку цилиндрического корпуса с эллипсоидной поверхностью, и амортизатора позволяет повысить параметры виброзащиты путем обеспечения суммарной нулевой жесткости элементов колебательной системы ручного пневматического инструмента и долговечность его узлов путем компенсации упругим элементом передающихся на кожух усилий.