Гидромолот
HYDRAULIC HAMMER

Изобретение относится к горной и строительной отраслям промышленности, в частности к гидравлическим ударным механизмам, и предназначено для использования в качестве сменного оборудования к строительно-дорожным машинам для разрушения прочных горных пород, дорожных покрытий, бетонных сооружений и тому подобных работ.
Из уровня техники известен гидрообъемный ударный механизм буровой машины, состоящий из корпуса, в котором размещены инструмент, составная гильза и поршень-боек, включающий боек с напрессованной на его штоковую часть втулкой и объемный поршень. В центральной продольной расточке бойка помещен подпружиненный двухпоясковый двухпозиционный золотник. Устройство имеет гидроаккумулятор. Поршень-боек образует с гильзой камеру холостого хода, постоянно соединенную с напорной линией гидросистемы, камеру рабочего хода и сливную полость, постоянно соединенную со сливом гидросистемы. В поршне-бойке выполнены рабочие каналы, сливной канал, управляющий канал, система напорных каналов. Золотник имеет поясковую камеру и штоковую управляющую камеру. Жидкость в ударный механизм подается по напорной линии. Слив жидкости происходит по сливной линии. Золотник выполнен с односторонним штоком и имеет торцовые камеры (SU 899891, 23.01.1982).
Недостатком данного гидрообъемного ударного механизма является сложность конструкции, низкая эффективность производства и эксплуатации гидромолота.
Известно устройство ударного действия, включающее корпус, образующий с поршнем-бойком полость, периодически сообщенную через блок управления с напорной или сливной магистралями, и инструмент. Блок управления выполнен в виде размещенного в расточке корпуса подпружиненного золотника с первым и вторым каналами, проточкой и двумя торцевыми расточками, и двух разных по диаметру плунжеров, размещенных в расточках золотника и образующих с ним полости управления, причем в расточке золотника со стороны пружины размещен меньший по диаметру плунжер. Первый канал и проточка золотника периодически сообщают расположенную со стороны пружины полость управления с напорной или сливной магистралями, а второй канал золотника сообщает другую полость управления с напорной магистралью (SU 1372039, 07.02.1988).
Однако в данной конструкции не устранены указанные выше недостатки.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) заявленного изобретения можно принять гидромолот, включающий вращатель бурового става с гидромотором и ударный механизм, в корпусе которого размещен поршень-боек, образующий с ним сливную, напорную и аккумулирующие камеры, выполненный с энергоподводящим каналом и имеющий установленный в осевой расточке подпружиненный золотник управления. В ударном механизме выполнена вспомогательная полость, образованная кольцевой расточкой корпуса и наружной поверхностью поршня-бойка и постоянно сообщенная с гидромотором вращателя бурового става и гидроаккумулятором, который монтирован в магистрали гидромотора. В поршне-бойке выполнены дополнительные каналы для периодического сообщения его знергоподводящего канала с напорной камерой или вспомогательной полостью в зависимости от положения золотника управления (SU 663831, 25.05.1979).
Недостатками данной конструкции гидромолота являются сложность конструкции, низкая эффективность производства и эксплуатации гидромолота.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании гидромолота, который устранял бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в упрощении конструкции, повышении надежности работы, эффективности производства и эксплуатации гидромолота.
Указанный технический результат в гидромолоте, содержащем корпус с напорным и сливным каналами и с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения бойком для передачи импульса силы рабочему инструменту, имеющим напорный канал, переливной канал, сливной канал и канал управления, и в верхней части которого выполнено отверстие, в котором расположен золотник управления, содержащий каналы управления и образующий с бойком полость управления, при этом боек образует с корпусом напорную полость, переливную полость и сливную полость, причем напорная полость через напорный канал корпуса соединена с напорной магистралью, а сливная полость через сливной канал корпуса соединена со сливной магистралью.
Боек содержит нижний шток, верхний шток и поршень.
Диаметр нижнего штока больше диаметра верхнего штока.
Золотник управления поджат пружиной, упирающейся в пробку, установленную в верхнем штоке бойка.
Золотник управления под действием пружины прижат к торцу отверстия в бойке со стороны полости управления.
Рабочий инструмент установлен в нижней части корпуса.
В верхней части корпуса расположен аккумулятор энергии.
Аккумулятор энергии представляет собой пневмоаккумулятор или гидроаккумулятор.
Один из каналов управления в золотнике управления выполнен продольным, а другой - поперечным.
Золотник управления выполнен с поясками.
Отверстие в бойке, в котором расположен золотник управления, выполнено с проточками.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема гидромолота.
Принятые обозначения:
1 - Корпус
2 - Боек
3 - Золотник управления
4 - Рабочий инструмент
5 - Напорный канал корпуса 1
6 - Сливной канал корпуса 1
7 - Нижний шток
8 - Верхний шток
9 - Поршень
10 - Отверстие (продольное осевое)
11, 12, 13 - Проточки в отверстии 10 бойка 2
14 - Напорный канал в бойке 2
15 - Переливной канал в бойке 2
16 - Сливной канал в бойке 2
17 - Канал управления в бойке 2
18 - Продольный паз
19, 20 - Проточки золотника управления
21 - Продольный канал управления
22 - Поперечные каналы управления
23 - Напорная полость
24 - Переливная полость
25 - Сливная полость
26 - Аккумулятор энергии
27, 28 - Полость управления
29 - Пружина
30 - Пробка
31 - Напорная магистраль
32 - Сливная магистраль
Гидромолот содержит корпус 1, боек 2, золотник управления 3 и рабочий инструмент 4.
В корпусе 1 выполнены напорный канал 5 и сливной канал 6.
Боек 2 содержит нижний шток 7, верхний шток 8 и поршень 9, причем диаметр нижнего штока 7 больше диаметра верхнего штока 8. В верхней части бойка 2 выполнено (продольное осевое) отверстие 10 с проточками 11, 12 и 13. Кроме того, боек 2 имеет напорный канал 14, переливной канал 15, сливной канал 16 и канал управления 17. На наружной поверхности верхнего штока 8 выполнен продольный паз 18, соединенный с каналом управления 17.
Золотник управления 3 имеет проточки 19 и 20 и каналы управления: продольный канал управления 21 и поперечный канал управления 22.
Боек 2 установлен в корпус 1 и образует с ним напорную полость 23, переливную полость 24, сливную полость 25 и полость аккумулятора энергии 26.
Золотник управления 3 установлен в отверстии 10 бойка 2 и образует с ним полости управления 27 и 28. Золотник управления 3 поджат пружиной 29, упирающейся в пробку 30.
Напорная полость 23 через напорный канал 5 соединяется с напорной магистралью 31. Сливная полость 25 через сливной канал 6 соединяется со сливной магистралью 32.
В нижней части гидромолота установлен рабочий инструмент 4.
Аккумулятор энергии 26 представляет собой пневмоаккумулятор (полость аккумулятора энергии 26 заполнена сжатым газом) или гидроаккумулятор.
Гидромолот работает следующим образом.
В исходном положении боек 2 под действием давления газа в полости аккумулятора энергии 26 прижат к рабочему инструменту 4. Золотник управления 3 под действием пружины 29 прижат к торцу отверстия 10 со стороны полости управления 27.
Рабочая жидкость из напорной магистрали 31 через напорный канал 5 корпуса 1 под давлением поступает в напорную полость 23. Давление жидкости, воздействуя на поршень 9, заставляет боек 2 перемещаться в сторону аккумулятора энергии 26, сжимая, например, находящийся там газ. Происходит взвод бойка. При этом рабочая жидкость из переливной полости 24 через переливной канал 15 в бойке 2, проточки 12, 20 и 13, сливной канал 16 в бойке 2, сливную полость 25, сливной канал 6 корпуса 1 уходит в сливную магистраль 32.
В конце взвода бойка 2 сливной канал 16 в бойке 2 поднимается выше верхней кромки сливной полости 25. В результате переливная полость 24 отсоединяется от сливной магистрали 32. При дальнейшем взводе бойка 2 жидкость, находящаяся в переливной полости 24, через каналы управления 22 и 21 золотник управления 3, вытесняется в полость управления 27 и, воздействуя на золотник управления 3, перемещает его вверх до упора в пробку 30, сжимая пружину 29. При этом жидкость из полости управления 28 через канал 17 в бойке 2 вытесняется в сливную полость 25. Таким образом, напорная полость 23 через напорный канал 14 в бойке 2, проточки 11, 19, 12 и переливной канал 15 в бойке 2 соединяется с переливной полостью 24. Давление в полостях 23 и 24 выравнивается. Боек 2 под действием давления газа в полости аккумулятора энергии 26 останавливается, а затем разгоняется в противоположном направлении, совершая рабочий ход до удара по инструменту 4. В процессе рабочего хода жидкость, находящаяся в напорной полости 23, и жидкость, поступающая через канал 5 корпуса 1 из напорной магистрали 31, вытесняется в переливную полость 24. При этом благодаря разности диаметров нижнего штока 7 и верхнего штока 8 давление жидкости, поступающей в переливную полость 24, воздействует на боек 2, увеличивая энергию удара.
В конце рабочего хода нижняя кромка паза 18 опускается ниже верхней кромки переливной полости 24. Полость управления 27 через каналы управления 21 и 22 золотника управления 3, проточку 12, переливной канал 15 в бойке 2, переливную полость 24, продольный паз 18 и канал управления 17 в бойке 2 соединяется с полостью управления 28. Давление жидкости в полостях управления 27 и 28 выравнивается, и золотник управления 3 под действием пружины 29 перемещается в исходное положение.
Далее цикл работы повторяется.
В заявленном изобретении достигается повышение эффективности работы гидромолота.