Пневматический молот
PNEUMATIC HAMMER

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия и может быть применено в строительстве, в горном деле и машиностроении.
Известен пневматический молот (а.с. СССР №1158341, 1985 года МПК B25D 9/26) содержащего корпус, с впускными и выпускными каналами, размещенный в нем ударник, разделяющий полость корпуса на камеры рабочего и холостого ходов, периодически сообщающиеся между собой с помощью канала вытеснения, выполнено в одном из элементов молотка, и рабочий инструмент, причем выход канала вытеснения расположен на поверхности или корпуса, или ударника на участке между выпускными каналами и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом. Вход канала вытеснения при выполнении последнего в ударнике расположено на внутренней цилиндрической поверхности со стороны камеры холостого хода. Канал вытеснения представляет собой глухой паз на цилиндрической поверхности ударника с выходом на его торец со стороны камеры холостого хода.
Данное устройство характеризуется недостатками:
- канал вытеснения на поверхности корпуса, или ударника на участке между выпускными каналами и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом исключает рост противодавления в камере холостого хода, но одновременно снижает начальный импульс давления воздуха со стороны камеры холостого хода, что увеличивает время холостого хода следовательно снижает частоту ударов и ударную мощность молотка в целом;
- выход канала вытеснения расположен на поверхности корпуса, или ударника на участке между выпускным каналом и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом что обуславливает в конце рабочего хода и начале холостого хода ударника, сообщение камеры холостого хода с атмосферой и непроизводительный расход воздуха из сети, а следовательно увеличивает общий расход воздуха снижая экономичность молотка в целом.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому, изобретению выбранному в качестве прототипа является пневматический молоток с наружным расположением канала на ударнике (патент РФ №2583572, 2016 г., МПК Е21В 1/30, B25D 9/26, Е21С 37/22) содержит цилиндрический корпус, рабочий инструмент удерживаемый относительно цилиндрического корпуса, рукоятка с устройством впуска и стаканом с воздухоподводящим и выпускным каналами, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналам и осевым отверстием, в котором установлена и закреплена, трубка с продольным выпускным каналом и радиальным каналом входящим в ее боковую поверхность, кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованную, цилиндрическим корпусом и стаканом рукоятки в перегородкой и сообщенную воздухоподводящим каналом с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего ухода со стороны перегородки и постоянно сообщенную с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке и камеру холостого хода со стороны рабочего инструмента, периодически сообщенную посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в стакане рукоятки и воздухоотбойным кольцом в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка с отсекающей кромкой а на боковой поверхности ударника выполнен перепускной канал с постоянно открытым выходом на торец ударника со стороны камеры рабочего хода и радиальным выходом в его боковой поверхности в упомянутую выточку камеры холостого хода с возможностью периодического сообщения камеры рабочего и холостого ходов между собой в положении закрытого радиального выпускного канала трубки торцом ударника со стороны камеры холостого хода.
Данное устройство характеризуется недостатками:
- неустойчивое положение ударника при потери соосности между трубкой и ударником, поскольку опорой для ударника в его положении перед соударением с хвостовиком рабочего инструмента, и потерей контакта после соударения при холостом ходе ударника, приводит к деформации трубки, остановки ударника значительные величины противодавления воздуха в конце холостого хода в камере рабочего хода и конце рабочего хода в камере холостого хода приводящее к преждевременному торможению ударника сокращению участка его хода, потере скорости соударения и энергии удара.
Задачей заявляемого изобретения является:
Повышение устойчивости ударника, за счет придания его штоковой части опорные контактные плоскости с поверхностью внутреннего канала цилиндрического корпуса путем выполнения штоковой части ударника с поперечным сечением в виде эллипса с большой осью равной диаметру поршневой части ударника; обеспечением расчетных величин перемещения ударника со снижением противодавления воздуха в камерах в конце рабочего и холостого ходов за счет выполнения дренажного канала- паза постоянно сообщающего камеры рабочего и холостого ходов путем его выполнения на поршневой части ударника.
Поставленная задача решается тем, что пневматический молот содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент с хвостовиком, удерживаемый относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска и стаканом с воздухоподводящим и выпускным каналами, перегородку с дросселем впуска, выпускным каналом и осевым отверстием в котором установлена и закреплена трубка с продольным выпускным каналом, радиальным выпускным каналом, выходящим на ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованным в стенке стакана рукояти предкамеру образованную стаканом рукояти и перегородкой и сообщенную посредством воздухоотводящего канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющей полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода со стороны перегородки постоянно сообщенной с предкамерой посредством дросселя впуска в перегородке и камеру холостого хода со стороны рабочего инструмента, периодически сообщенную посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в стакане рукояти в атмосферную камеру, образованную стаканом рукояти и воздухоотбойным кольцом, на боковой поверхности ударника выполнен перепускной канал в виде канал-лыски с постоянно открытым выходом в торце ударника со стороны камеры рабочего хода и радиальным выходом на его боковой поверхности в упомянутую выточку камеры холостого хода с периодическим сообщением камеры рабочего и холостого ходов между собой в положении закрытого радиального выпускного канала трубки ударником со стороны камеры холостого хода, согласно изобретению перепускной канал выполнен в виде двух противолежащих криволинейных серповидной формой в плане канал-лысок образованных плоскостями с кривизной больших дуг эллипса с большей осью в поперечном сечении в штоковой части ударника равной диаметру его поршневой части и дренажным канал-пазом на боковой поверхности поршневой части ударника сообщающим постоянно камеры рабочего и холостого ходов между собой.
На фиг 1 представлен продольный разрез пневматического молота с дренажным канал-пазом на боковой поверхности поршневой части ударника. На фиг. 2 - поперечный разрез по А-А поршневой части ударника с дренажным канал-пазом. На фиг 3 - поперечный разрез по Б-Б с сечением в в виде эллипса с образованием двух противолежащих криволинейных серпообразной формы в плане канал-лысок на боковой поверхности штоковой части ударника.
Пневматический молот содержит цилиндрический корпус 1 с коаксиальный выточкой 2 (см. фиг. 1, 2), рабочий инструмент 3 с хвостовиком 4, удерживаемый пружиной 5, перегородку 6 с дросселем 7 впуска, выпускным каналом 8 и его продолжением 9 с выходом в продольный выпускной канал 10; трубку 11 с выпускным радиальным каналом 12; ударник 13 с поршневой частью 14 и штоковой частью 15 и сквозным осевым отверстием 16 разделяющий полость 17 цилиндрического корпуса 1 на камеру 18 рабочего хода со стороны перегородки 6 и камеру 19 холостого хода со стороны хвостовика 4 рабочего инструмента 3, дренажный канал-паз 20 на боковой поверхности поршневой части 14 ударника 13; рукоять 21 со стаканом 22 содержащая канал 23 впуска воздуха из сети в предкамеру 24; кольцевую выпускную камеру 25 образованную между стаканом 22 и цилиндрическим корпусом 1, выпускной канал 26 в стакане 22, атмосферную камеру 27 огражденную воздухоотбойным кольцом 28.
Рукоять 21 уплотненно опирается на перегородку 6 и торец цилиндрического корпуса 1 и закреплена резьбовым соединением с ним посредством стопора 29 с фиксацией стопорным кольцом 30.
Штоковая часть 15 ударника 13 образована в поперечном сечении Б-Б (см. фиг. 1 и 3) эллипсом с большей осью равной диаметру поршневой части 14 ударника 13. На боковой поверхности штоковой части 15 ударника 13 две противолежащие криволинейные серповидной формы в плане канал-лыски 31, сообщают между собой камеры 18 и 19 периодически, в зависимости от положения ударника 13 а посредством дренажного канал-паза 20 камеры 18 и 19 сообщены между собой постоянно. Площадь поперечного сечения дренажного канал-паза 20 меньше площади сечения канал-лыски 31.
Пневматический молот работает следующим образом.
После включения устройства подачи сетевого воздуха (на чертеже не показано и может быть любым известным по конструктивному решению) воздух поступает по впускному каналу 23 рукояти 21 в предкамеру 24 откуда по дросселю 7 впуска к перегородке 6 в камеру 18 рабочего хода в цилиндрическом корпусе 1.
В положении ударника 13 (см. фиг. 1 и 2) опертого на хвостовик 4 рабочего инструмента 3 воздух из камеры 18 рабочего хода поступает по криволинейным серповидной формы в плане канал-лыскам 31 на боковой поверхности штоковой части 15 ударника 13 и обтекая ограничительную кромку коаксальной выточки 2 в цилиндрическом корпусе 1 со стороны хвостовика 4 рабочего инструмента 3 поступает в коаксальную выточку 2 камеры 19 холостого хода. Одновременно по криволинейным, серповидной формы в плане канал-лыскам 31 и дренажному канал-пазу 20 на поршневой части 14 ударника 13 воздух из камеры 18 рабочего хода поступает в выточку 2 камеры 19 холостого хода.
В момент сообщение камеры 19 холостого хода и камеры 18 рабочего хода меняются функции камер. Камера 19 холостого хода приобретает функции замкнутой камеры, камера 18 рабочего хода - функции проточной камеры. В следствии этого, в камере 19 холостого хода давление воздуха повышается и становится большим давления воздуха в камере 18 рабочего хода. Под действием давления воздуха на торец ударника 13 со стороны камеры 19 холостого хода ударник 13 начинает движение в сторону камеры 18 рабочего хода с меньшим давлением воздуха в камере 19 холостого хода при большем его расширении совершая холостой ход.
Ударник 13 продолжая движение при взаимодействии с ограничительной кромкой 3 выточки 2, перекрывается со стороны камеры 19 холостого хода радиальные выходы двух противолежащих криволинейных, серповидной формы в плане, канал-лысок 31 и в камере 19 холостого хода начинается процесс расширения имеющегося в ней воздуха, а в камере 18 рабочего хода начинается процесс сжатия оставшегося в ней воздуха и воздуха, поступающего через дроссель 7 впуска в перегородке 6 из предкамеры камеры 24 при одновременном снижении давления воздуха за счет перепуска его части через дренажный канал-паз 20 в камеру 19 холостого хода, что позволяет ударнику 13 без преждевременного торможения перемещаться до расчетной величины его хода.
Продолжая движение ударник 13 торцом со стороны камеры 19 холостого хода откроет радиальный выпускной канал 12 на боковой поверхности трубки 11 и посредством продольного выпускного, канала 10 в трубке 11, а также выпускных каналов 9 и 8 в перегородке 6, выпускная кольцевая камера 25, посредством выпускного канала 26 в стакане 22 рукояти 21 и атмосферной камеры 27, образованной стаканом 2 и воздухоотбойным кольцом 28, давление воздуха в камере 19 холостого хода выравнивается до величины атмосферного давления, что обеспечивает так же снижение противодавления воздуха в камере 18 рабочего хода сообщенный дренажный канал-пазом 20 с камерой 19 холостого хода.
Продолжая движение ударник 13 израсходует импульс хлостого хода и под действием давления воздуха со стороны камеры 18 рабочего хода остановиться в расчетном положении. При возрастающем давлении воздуха поступающего по дросселю 7 впуска из предкамеры 24 в камеру 18 рабочего хода ударник 13 начнет ускорение движение в сторону камеры 19 холостого хода, совершая рабочий ход.
Одновременно с поступлением воздуха в камеру 18 рабочего хода через дроссель 7 впуска в перегородке 6 из предкамеры 24, воздух в камере 18 рабочего хода с увеличением ее объема будет расширяться.
Продолжая движение, ударник 13 перекрывает радиальный выпускной канал 12 в трубке 11, после чего камера 19 холостого хода посредством канала 10 в трубке 11 и далее через каналы 9 и 8 в перегородке 6, кольцевую выпускную камеру 25. Выпускное отверстие 26 в стенке стакана 22 в атмосферную камеру 27 огражденную воздухоотбойным кольцом 28, камера 19 холостого хода разобщается с атмосферой и в ней начинается процесс сжатия воздуха.
При последующем перемещении ударник 13 откроет при взаимодействии с ограничительной кромкой выточки 2 со стороны камеры 19 холостого хода и посредством двух противолежащих криволинейных серпообразной формы в плане канал-лысок 31 при открытом дренажном канал-пазе 20 воздух начинает поступать в камеру 19 холостого хода из камеры 18 рабочего хода.
В результате такого сообщения, в камере 19 холостого хода, будет продолжаться процесс сжатия отсеченного в ней воздуха и воздуха поступающего из камеры 18 рабочего хода, с последующим частичным его вытеснением, через дренажный канал-паз 20 в камеру 18 рабочего хода что снижает противодавление воздуха в камере 19 холостого хода и позволяет исключить преждевременное торможение ударника 13. Отмеченное обусловливает большую скорость соударения ударника 13 с хвостовиком 4 рабочего инструмента 3 и обеспечивает увеличение энергии удара.
Преодолевая противодавление воздуха со стороны камеры 19 холостого хода, ударник 13 наносит удар по хвостовику 4 рабочего инструменту 3.
Рабочий процесс пневматического молота будет повторяться и очередной холостой ход ударника 13 будет осуществляться за счет импульса давления воздуха камеры 19 холостого хода и импульса отскока ударника 13 хвостовика 4 от рабочего инструмента 3.
Использование заявленного изобретения позволяет:
сохранить соосность и устойчивость взаимного положения цилиндрического корпуса ударника и трубки, проходящей через осевой сквозной канал в ударнике; уменьшить удельный расход воздуха за счет более глубокого его расширения в камерах рабочего и холостого ходов, а также понижения сил противодавления воздуха исключается преждевременное торможение ударника с одновременным повышением его скорости и энергии удара при соударение с хвостовиком рабочего инструмента.