гидравлический молоток

Формула изобретения

1. Гидравлический молоток, содержащий корпус с размещенными в нем втулками с системой распределительных каналов и камер, золотником и ступенчатым ударником, стволом и гайкой, замыкающими втулки в корпусе, рабочий инструмент со стороны ствола, удерживаемый пружинным устройством, подвижную в осевом направлении рукоятку со стаканом, охватывающим корпус, пружиной с предварительным поджатием между дном стакана и гайкой, штуцерами подвода и отвода рабочей жидкости, отличающийся тем, что гайка выполнена с центральным глухим отверстием, открытым со стороны дна стакана рукоятки, и радиальными сквозными отверстиями на уровне центрального глухого отверстия гайки, корпус и стакан рукоятки снабжены радиальными сквозными отверстиями и в собранном виде геометрические оси их радиальных сквозных отверстий образуют общую геометрическую ось с общим сквозным отверстием, в котором установлен фиксатор цилиндрической формы с лыской на его боковой поверхности, ориентированной в сторону дна стакана, а предварительно поджатая пружина размещена в глухом отверстии гайки с опиранием на лыску фиксатора.

2. Молоток по п.1, отличающийся тем, что радиальные сквозные отверстия стакана рукоятки выполнены в виде продольных овальных щелей с возможностью взаимодействия их боковых сторон с фиксатором.

3. Молоток по п.1 или 2, отличающийся тем, что длина лыски фиксатора по его образующей выполнена большей размера опорного участка предварительно поджатой пружины и не превышающей диаметрального размера центрального глухого отверстия в гайке.

4. Молоток по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что на одном из торцов фиксатора выполнена канавка для взаимодействия с соответствующим по форме выступом устройства для поворота им фиксатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горным и строительным машинам ударного действия с гидроприводом и может быть использовано при конструировании как ручных, так и неручных машин для разрушения крепких пород и материалов естественного и искусственного происхождения.

Известен молоток (см., например, патент США N 2034400, НКл. 121-31, 1937 г. ), у которого рукоятка с возможностью продольного перемещения крепится к корпусу посредством фиксирующих винтов, проходящих через сквозные отверстия в виде скругленных щелей, выполненных в стакане рукоятки.

Недостатком этого молотка является отсутствие фиксации положения винтов, в результате чего они выкручиваются из тела корпуса, рукоятка перекашивается или снимается с корпуса и молоток теряет свою работоспособность. К недостаткам следует отнести также использование резьбового крепления на корпусе, являющимся источником колебаний с частотой 20 - 30 Гц, что не обеспечивает надежность крепления фиксирующих винтов. Кроме отмеченного следует отметить значительное затрачиваемое время на монтаж и демонтаж рукоятки, поскольку винты необходимо завинчивать и вывинчивать.

Известен также молоток (см. , например, патент ФРГ N 1300476, B 25 D, 1970 г. ), у которого рукоятка крепится относительно корпуса неподвижно посредством стержня с лыской, устанавливаемого на боковых поверхностях между стаканом рукоятки и корпусом. Поворот стержня лыской к корпусу обеспечивает возможность разъединения стакана с корпусом.

Недостатком этого молотка является жесткое и неподвижное соединение стакана рукоятки и корпуса, что обусловливает полную передачу вибрации от корпуса стакану рукоятки. К недостаткам следует отнести также воздействие вибрационных и ударных нагрузок на стержень, наружная поверхность которого будет деформироваться с изменением формы, что будет затруднять или сделает невозможным демонтаж рукоятки молотка.

Известен также гидравлический отбойный молоток (см., например, в кн. В. Ф. Горбунов, Д.Н. Ешуткин, Г.Г. Пивень, Г.С. Тен. Гидравлические отбойные и бурильные молотки. - Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1983,с.93,61), содержащий ствол, корпус, с установленными в нем золотником и ступенчатым ударником, образующим в корпусе камеру обратного хода, камеру рабочего хода и вспомогательную камеру, в корпусе выполнены каналы управления, золотник и корпус образуют камеру управления, рабочий инструмент установлен в буксе ствола и удерживается концевой пружиной, рукоятка охватывает корпус и снабжена амортизационной пружиной, установленной между корпусом и днищем стакана рукоятки, а корпус со стороны рукоятки - гайкой.

Со стороны рукоятки корпус снабжен также радиальным резьбовым фиксатором, являющимся одновременно штуцером подвода энергоносителя к золотниковому распределителю камеры управления.

Указанный гидравлический молоток является наиболее близким по технической сути и конструктивному решению по отношению к предлагаемому, а поэтому принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является консольное опирание стакана рукоятки, которое вызывает перекос и боковое трение между стаканом рукоятки и корпусом, что обусловливает требуемое повышенное усилие нажатия на рукоятку и ухудшение ее виброзащитных свойств. К недостаткам следует также отнести интенсивный износ резьбового соединения фиксатора (штуцера подвода энергоносителя) при сборке-разборке и потеря им крепежных и уплотняющих свойств, которые приводят к утечкам и снижению энергетических характеристик молотка, а его санитарно-гигиенические свойства могут иметь отрицательные показатели.

Целью предлагаемого технического решения является улучшение условий эксплуатации молотка путем повышения надежности крепления и работы рукоятки.

Для достижения цели гидравлический молоток, содержащий корпус с размещенными в нем втулками, с системой распределительных каналов и камер, золотником и ступенчатым ударником, стволом и гайкой, замыкающими втулки в корпусе, рабочий инструмент со стороны ствола, удерживаемый пружинным устройством, подвижную в осевом направлении рукоятку со стаканом, охватывающим корпус, пружиной с предварительным поджатием между дном стакана и гайкой, штуцерами подвода и отвода рабочей жидкости, причем гайка выполнена с центральным глухим отверстием, открытым со стороны дна стакана рукоятки и радиальными сквозными отверстиями на уровне центрального глухого отверстия гайки, корпус и стакан рукоятки снабжены радиальными сквозными отверстиями и в собранном виде геометрические оси их радиальных сквозных отверстий образуют общую геометрическую ось с общим сквозным отверстием, в котором установлен фиксатор цилиндрической формы с лыской на его боковой поверхности, ориентированной в сторону дна стакана, а предварительно поджатая пружина размещена в глухом отверстии гайки с опиранием на лыску фиксатора.

Целесообразно радиальные сквозные отверстия стакана рукоятки выполнить в виде продольных овальных щелей с возможностью взаимодействия их боковых сторон с фиксатором.

Целесообразно также длину лыски фиксатора по его образующей выполнить большей размера опорного участка предварительно поджатой пружины и не превышающей диаметрального размера центрального глухого отверстия в гайке.

Целесообразно также на одном из торцов фиксатора выполнить канавку для взаимодействия с соответствующим по форме выступом устройства для поворота им фиксатора.

Пример исполнения гидравлического молотка и крепления рукоятки поясняется чертежами: на фиг. 1 показан частичный продольный разрез молотка, а на фиг. 2, 3, 4 показаны частичные разрезы фрагментов крепления рукоятки.

Гидравлический молоток состоит из корпуса 1 и размещенных в нем втулки передней 2, втулки средней 3, золотника 4, втулки задней 5, ударника 6, ствола 7 с буксой 8. На боковой поверхности корпуса 1 расположены штуцер 9, подсоединенный к напорной магистрали, и штуцер 10, подсоединенный к сливной магистрали. Ствол 7 снабжен центральным отверстием для установки хвостовика инструмента 11, который удерживается относительно ствола в буксе 8 концевой пружины 12. На корпусе 1 со стороны, противоположной инструменту 11, установлена рукоятка, которая состоит из стакана 13 и скобы 14. Втулки 2, 3, 5 в корпусе 1 замыкаются со стороны стакана 13 рукоятки гайкой 15, со стороны инструмента стволом 7, который фиксируется относительно корпуса разрезным кольцом 16. Для закрепления стакана 13 на корпусе 1 с одновременной фиксацией гайки 15 служит фиксатор 17, который замыкается пружиной 18. Фиксатор 17 в средней своей части снабжен лыской 19, являющейся опорной площадкой для пружины 18, расположенной между фиксатором и дном стакана 13 рукоятки. Гайка 15 со стороны стакана рукоятки снабжена центральным глухим отверстием 20, которое пересекается в донной своей части радиальными сквозными отверстиями 21, а стенки отверстия 20 являются направляющими для пружины 18. Со стороны стакана 13 рукоятки в корпусе 1 выполнены радиальные сквозные отверстия 22. В стакане 13 на уровне отверстий 22 корпуса 1 и отверстий 21 в гайке 15 выполнены радиальные сквозные отверстия 23 в виде продолговатых скругленных щелей. В собранном виде молотка геометрические оси отверстий 21, 22 и 23 совпадают и располагаются на одной геометрической оси с фиксатором 17, который взаимодействует одновременно с гайкой 15, корпусом и стаканом 13 рукоятки. Для удобства монтажа и демонтажа фиксатора 17 в отверстиях 21, 22 и 23 и ориентации лыски 19 относительно пружины 18 на одном из торцев фиксатора выполнен паз 24 для взаимодействия с устройством для его поворота и установки в ориентированном положении. Длина фиксатора 17 не превышает размера стакана 13 рукоятки на участке выполнения радиальных сквозных отверстий 23, а протяженность лыски 19 не превышает диаметрального размера центрального глухого отверстия 20 гайки 15 и превышает диаметральный размер пружины 18 в плоскости ее опоры на лыску фиксатора. Диаметральный размер фиксатора 17 соответствует установочным размерам сквозных отверстий 21, 22 и 23, выполненных в гайке 15, корпусе 1 и стакане 13 рукоятки.

Молоток и крепление рукоятки работают следующим образом. При нажатии на скобу 14 рукоятки корпус 1 перемещается относительно инструмента 11, который удерживается относительно ствола 7 в буксе 8 концевой пружиной 12 и ударником 6, перекрывая каналы во втулке передней 2 (см. фиг. 1). При этом золотник 4 находится в положении, соответствующем, когда распределяющая камера золотника во втулке задней 45 сообщается со сливной магистралью гидросистемы посредством штуцера 10.

Ступенчатый ударник 6 под действием давления на его площадь со стороны хвостовика инструмента 11 совершает движение в сторону стакана 13 со скобой 14 рукоятки до момента, когда его отсечная кромка сообщит распределяющую камеру золотника 4 во втулке средней 3 с камерой во втулке задней 5 молотка. За счет перепада давления в сливных каналах золотника 4 он перемещается в сторону хвостовика инструмента 11, сообщая управляемую камеру ударника 6 с напорной магистралью гидросистемы посредством штуцера 9. За счет разности давлений и площадей ступенчатого ударника 6 он совершает рабочий ход и наносит удар по хвостовику инструмента 11, одновременно сообщая распределяющую камеру золотника 4 с камерой втулки задней 5. При этом золотник 4 под действием давления со стороны напорной магистрали перемещается в сторону стакана 13 со скобой 14 рукоятки, сообщая распределяющую камеру со сливной магистралью посредством штуцера 10. В последующее время рабочий цикл молотка повторяется, если не нарушается процесс включения, который зависит от надежности соединений втулки задней 5 и гайки 15, замыкающей втулки 2, 3 и 5 в корпусе 1 со стороны стакана 13 рукоятки и со стороны ствола 7 молотка. При этом камера, образованная стволом 7, ступенчатым ударником 6 и хвостовиком инструмента 11 должна постоянно сообщаться с атмосферой; чтобы не создавать в ней противодавления, приводящего к нежелательному торможению ударника и потере ударной мощности молотком. Для обеспечения надежности и устойчивости движения ударника 6 служит разрезное кольцо 16, предохраняющее камеру в стволе 7 со стороны хвостовика инструмента 11 от попадания твердых частиц, которые могут вызвать торможение ударника и нарушение расчетного режима его работы, потребующее многократного нажатия на рукоятку молотка для восстановления устойчивой и надежной работы молотка. В связи с отмеченным, гайка 15 уплотненно по отношению к втулке задней 3 закрепляется посредством резьбового соединения в корпусе 1 и так, чтобы геометрические оси радиальных отверстий 21 гайки отверстий 22 корпуса и отверстий 23 стакана 13 рукоятки совпадали (см. фиг. 2. 3.).

При нажатии на скобу 14 рукоятки стакан 13 сжимает предварительно поджатую пружину 18 и за счет продолговатых овальных отверстий 23 (см. фиг. 4) стакан перемещается на выступах фиксатора 17. Пружина 18 оттарирована так, что усилие нажатия на скобу 14, близкое к 200 Н, обеспечивает его передачу посредством пружины 18 на лыску 19 фиксатора 17 и одновременно на гайку 15 и корпус 1, перемещение которого и вызывает соответствующее подключение распределительных камер золотника 4 и камер ступенчатого ударника 6 к сливной и напорной магистрали молотка. В связи с чем осуществляется запуск молотка в работу. Соосность радиальных отверстий 22 и 21 позволяет равномерно и соосно продольной оси молотка передать нагрузку от усилия нажатия на скобу 14 рукоятки без перекосов корпуса 1 относительно стакана 13, поскольку его радиальные отверстия 23 перемещаются относительно окончаний фиксатора 17 также равномерно.

При нажатии на скобу 14 пружина в стакане 13 и глухом отверстии 20 гайки 15, несмотря на перемещение стакана, не выбирается до положения упора его на окончания фиксатора 17, чем исключается передача обратных ударов от корпуса 1 рукоятке и оператору.

Разборка и сборка рукоятки с корпусом 1 и гайкой 15 осуществляется в следующем порядке. Устройство для поворота фиксатора 17 вставляется, например, своим выступом в канавку 24 фиксатора, поворачивается на 180 градусов и выталкивается из радиальных отверстий 21, 22 и 23. После этого рукоятка снимается, а пружина 18 извлекается из отверстия 20 гайки 15, что позволяет осуществить последующую разборку молотка. Сборка рукоятки осуществляется в обратном порядке. Элементы взаимодействия устройства для поворота фиксатора 17 могут быть выполнены по форме любыми: четырех- и шестигранными, в виде пазов, эллипсов и т. п., однако должны соответствовать исполнению на устройстве и торце фиксатора.

Исполнение лыски 19 с длиной по образующей фиксатора 17 несколько большей размера опорной части предварительно поджатой пружины 18, однако не превышающей диаметрального размера центрального глухого отверстия 20 в гайке 15, позволит исключить непредусмотренные радиальные перемещения фиксатора в отверстиях 21, 22 и 23, чем обеспечится надежная сборка и работа как рукоятки, так и молотка.

Исполнение отверстий 23 в стакане 13 в виде продолговатых овальных щелей позволяет рукоятке перемещаться вдоль продольной оси молотка, используя при этом амортизационные свойства пружины 18 для предотвращения ударов корпуса 1 о стакан 13. Овальные участки отверстия 23 позволяют в случае посадки стакана 13 на окончания фиксатора 17 (что может наблюдаться при условии нажатия на скобу 14 рукоятки, превышающим 200 Н или полном его снятии при отключении молотка) снизить силу соударения стакана с фиксатором. Лучшим исполнением формы овала отверстий 23 будет форма, соответствующая опорной части фиксатора 17.

Исполнение гайки 15 с центральным глухим отверстием 20 позволяет получить надежную направляющую с заданным ограничением перемещения пружины 18 в радиальном направлении, что исключает ее перекосы и обусловливает надежную работу как пружины, так и рукоятки.