ударно-поворотный механизм

Формула изобретения

1 Ударно-поворотный механизм, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, размещенные в нем шпиндель инструмента с хвостовиком, кинематически связанный со стержнем, который непосредственно соединен с двигателем, боек, концентрично размещенный на стержне, рычаги, шарнирно соединенные между собой и с бойком, дисковый кулачок с внешней конической поверхностью и внутренними криволинейными поверхностями и ролики, установленные с возможностью взаимодействия с этими внутренними криволинейными поверхностями, отличающийся тем, что он снабжен штифтом и центробежными грузами, стержень выполнен с проушинами для шарнирного соединения с одними из указанных рычагов, на которых неподвижно установлены центробежные грузы, эти рычаги шарнирно соединены с другими из указанных рычагов, которые шарнирно соединены с бойком, образующим пазовое подвижное соединение со шпинделем инструмента, дисковый кулачок выполнен с пазом для размещения штифта, расположенного перпендикулярно оси стержня с возможностью контакта с хвостовиком шпинделя инструмента и с поверхностью паза дискового кулачка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горной промышленности и строительства и может быть использовано в ручных перфораторах.

Известен ударно-поворотный механизм для бурильных машин по а.с. N619637, содержащий корпус и расположенный в нем стержень со штырем, установленным перпендикулярно его оси, взаимодействующий с продольными пазами торцового кулачка, криволинейные поверхности которого взаимодействуют с роликами шпинделя, воспринимающего удар со стороны кулачка. При этом энергия удара накапливается пружиной, усилие которой передается как кулачку, так и на корпус в направлении рукоятки машины ударно-поворотного действия.

Недостатком этого устройства является давление пружины на корпус в сторону рукоятки перфоратора, действующее в течение всего цикла работы механизма и вызывающее необходимость нажатия на рукоятку, превосходящего усилие пружины.

Кроме того, известен ударно-поворотный механизм по описанию изобретения к патенту РФ N2033520, являющийся прототипом предлагаемого изобретения, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, размещенный в нем шпиндель инструмента с хвостовиком, кинематически связанный со стержнем, который непосредственно соединен с двигателем, боек и ползун, кинематически связанные посредством рычагов между собой и с толкателями, установленными с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси механизма и оснащенными роликами, взаимодействующими с внутренними криволинейными поверхностями дискового кулачка, образующего со шпинделем поступательную кинематическую пару и имеющего внешнюю коническую поверхность для взаимодействия с ответной поверхностью корпуса, при этом стержень имеет перпендикулярное его оси вращения отверстие, в котором размещены толкатели, а ползун размещен концентрично на бойке, который, в свою очередь, концентрично установлен относительно стержня.

Однако недостатком указанного устройства является сравнительно большой диаметр дискового кулачка, значительное количество деталей, сложная геометрическая форма стержня с частью, перпендикулярной к его оси вращения, и отверстием в ней, боек с пазом для этой части стержня и дисковый кулачок из двух соединенных на резьбе деталей, что определяет большую металлоемкость и низкую надежность механизма.

Изобретение направлено на уменьшение размеров дискового кулачка, снижение количества деталей ударно-поворотного устройства, упрощение геометрической формы стержня и бойка, замену толкателей сложной формы от размещения их направляющей части в отверстии перпендикулярной части стержня его оси вращения, которая недостаточна для получения необходимой центробежной массы, центробежными грузами простой геометрической формы и устранение одной из деталей дискового кулачка, что определяет снижение металлоемкости и повышение надежности механизма.

Это достигается тем, что ударно-поворотный механизм, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, размещенные в нем шпиндель инструмента с хвостовиком, кинематически связанный со стержнем, который непосредственно соединен с двигателем, боек, концентрично размещенный на стержне, рычаги, шарнирно соединенные между собой и с бойком, дисковый кулачок с внешней конической поверхностью и внутренними криволинейными поверхностями и ролики, установленные с возможностью взаимодействия с этими внутренними криволинейными поверхностями, снабжен штифтом и центробежными грузами, стержень выполнен с проушинами для шарнирного соединения с одними из указанных рычагов, на которых неподвижно установлены центробежные грузы, эти рычаги шарнирно соединены с другими из указанных рычагов, которые, кроме того, шарнирно соединены с бойком, образующим пазовое подвижное соединение со шпинделем инструмента, дисковый кулачок выполнен с пазом для размещения штифта, расположенного перпендикулярно оси стержня с возможностью контакта с хвостовиком шпинделя инструмента и с поверхностью паза дискового кулачка.

На фиг. 1, 2 представлен предложенный ударно-поворотный механизм, содержащий корпус 1, расположенный в нем стержень 2, непосредственно соединенный с двигателем, шпиндель 3 инструмента с хвостовиком в осевом круглом отверстии стержня 2 и с выступами, расположенными в пазах бойка 4, который имеет шарнирное соединение с двумя из рычагов 5, которые шарнирно соединены с остальными рычагами 5 с неподвижно установленными на них центробежными грузами 6 и которые шарнирно соединены со стержнем 2. На рычагах 5 с центробежными грузами 6 размещены ролики 7 с возможностью вращения на рычагах 5 с центробежными грузами и взаимодействия в криволинейными внутренними поверхностями дискового кулачка 8, имеющего внешнюю коническую поверхность для контакта с внутренней конической поверхностью корпуса 1. Дисковый кулачок 8 имеет паз для размещения штифта 9, расположенного перпендикулярно оси стержня 2 с возможностью соприкосновения с хвостовиком шпинделя 3 инструмента.

Ударно-поворотный механизм работает следующим образом. Вращение стержня 2 через рычаги 5 с центробежными грузами 6 и через ролики 7 сообщается дисковому кулачку 8. Вместе с тем через пазовое подвижное соединение других рычагов 5 это вращение передается бойку 4 и при помощи продольного пазового подвижного соединения бойка 4 со шпинделем 3 инструмента передается ему. При этом до соприкосновения инструмента с обрабатываемым естественным или искусственным материалом осуществляется холостой ход - вращение стержня 2 со всеми рычагами 5 и с бойком 4 при воздействии роликов 7, вызывающем вращение дискового кулачка 8 касательными составляющими сил действия этих роликов 7 на криволинейные внутренние поверхности дискового кулачка 8, т.е. изменения углов наклона рычагов 5 и перемещения бойка 4, достаточных для получения ударов по торцевой плоскости шпинделя 3 инструмента.

При соприкосновении инструмента с обрабатываемым материалом шпиндель 3 инструмента перемещается вдоль оси стержня 2 и его хвостовик, упираясь в штифт 9, передвигает дисковый кулачок 8 до контакта его внешней конической поверхности с ответной конической поверхностью корпуса 1. При этом дисковый кулачок 8 останавливается или замедляет свое вращение. Что вызывает приближение центробежных грузов 6 к оси вращения стержня 2 под действием криволинейных внутренних поверхностей дискового кулачка 8 через ролики 7. В верхних точках подъема этих поверхностей ролики 7 размыкаются с дисковым кулачком 8 под действием центробежных грузов 6. После чего под действием центробежных сил рычаги 5 с центробежными грузами 6 расходятся от оси вращения стержня 2, вызывая поворот других рычагов 5, соединенных с бойком 4, перемещаемым в этом случае к торцевой поверхности шпинделя 3 инструмента с завершением ударом по ней.

После удара следует отскок бойка 4, уменьшающий углы наклона всех рычагов 5 к оси вращения стержня 2 и устраняющий возможность заклинивания этих рычагов.

В случае заклинивания инструмента в обрабатываемом материале при последующем его извлечении из пробуренного отверстия с невыключенным двигателем размыкаются конические поверхности корпуса 1 и дискового кулачка 8. Дисковый кулачок 8 начинает вращаться за одно целое с рычагами 5 и стержнем 2. Этим исключаются удары роликами 7 по дисковому кулачку 8. Чем предотвращается разрушение механизма от внутренних соударений.

Таким образом, введение центробежных грузов 6 вместо толкателей прототипа, выполнение стержня 2 без части, перпендикулярной его оси вращения, с отверстием для размещения толкателей, упрощает геометрическую форму стержня, исключает из конструкции толкатели сложной конфигурации по сравнению с центробежными грузами 6, позволяет изготовить боек 4 без паза для указанной части стержня 2, уменьшает радиальный размер дискового кулачка 8, а радиальное пазовое подвижное соединение бойка 4 со шпинделем 3 инструмента дает возможность получить конструкцию без второй детали дискового кулачка 8, необходимой в прототипе для пазового подвижного соединения со шпинделем 3 инструмента.

Это снижает металлоемкость и повышает надежность предлагаемого ударно-поворотного механизма.