Пневмомолот
Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до пневматичних машин ударної дії, і може бути використане для виготовлення пневматичних молотів або пневмомолотів. Завданням винаходу є забезпечення працездатності пневмомолота при високих температурах повітря і коливання повітря в пневмомагістралі. Пневмомолот складається з корпусу з вихлопними отворами, зубила, ударника з бойком, що переміщається в рухомому стовбурі, ущільнювальних гумових кілець, корпусу золотника, ступінчастого кільцевого золотника, механізму автоматичного запуску, що складається з кришки молота з патрубком, кришки рухомого кришки із клапаном. Технічний результат полягає у підвищенні працездатності пневмомолота, забезпеченні тривалої роботи при температурі повітря до +150 o та змінах тиску в пневмомагістралі від 0,2 до 0,6 МПа. 1 іл.
Винахід відноситься до пневматичних машин ударної дії, пневматичних молот (далі пневмомолот), що працюють на стиснутому повітрі, що надходить від рухомої компресорної станції або заводської пневмомагістралі.
Відомий пневмомолот [1], вибраний як прототип. Робота пневмомолота допускається при температурі навколишнього повітря від мінус 10 o С до плюс 45 o З тиску стисненого повітря (0,50,1) МПа.
Пневмомолот складається з трьох основних вузлів, розміщених у загальному корпусі: вузла кріплення інструменту, ударного механізму з повітророзподільним пристроєм та механізму автоматичного запуску пневмомолоту в роботу.
У вузлі кріплення інструменту розміщені деталі кріплення інструменту, наприклад, зубила. Ударний механізм складається з ствола, що є робочим циліндром пневмомолота, в якому під дією стисненого повітря здійснює зворотно-поступальний рух ударник. У стінках ствола передбачені вікна та канали для підведення та вихлопу стисненого повітря. Управління та розподіл стисненого повітря здійснюється розподільним пристроєм, що складається з корпусу золотника та ступінчастого кільцевого золотника. Механізм автоматичного запуску складається зі склянки з радіальними отворами, кришки ствола з пазами для проходу стисненого повітря, кришки пневмомолота з патрубком, що підводить повітря. Порожня склянка повертається в ствол і своїм зовнішнім кінцем входить у кришку пневмомолота. Ущільнення склянки здійснюється клапаном, закріпленим на торці склянки кришкою за допомогою гвинтів. В ущільненнях використані гумові кільця.
Недоліками відомого пневмомолоту є те, що: - пневмомолот не працездатний при тиску стисненого повітря в пневмомагістралі нижче 0,4 МПа та температурах навколишнього середовища понад плюс 45 o С; - гумові кільця, що застосовуються, і клапан склянки (виконаний також з гуми) накладають температурні обмеження на роботу пневмомолота і їх необхідно замінювати в процесі експлуатації; - виникають додаткові вібраційні перевантаження на зубилі через пікове підвищення тиску повітря в стовбурі пневмомолота перед ударником у момент удару ударника по зубилу та різкого падіння тиску при відході ударника від зубила; - переривається надходження стисненого повітря в пневмомолот під час зняття навантаження із зубила, що призводить, відповідно, до переривання охолодження пневмомолота та зникнення повітряної завіси над вихлопними отворами в корпусі пневмомолота, через які можливе проникнення пилу.
Цілі цього винаходу: - створення пневмомолота, що зберігає працездатність з високою надійністю, при тисках стисненого повітря в пневмомагістралі від 0,2 до 0,6 МПапри температурах навколишнього повітря до плюс 150 o З, зокрема. при розробці гарячих масивів, наприклад, металургійних печей з температурами до плюс 500 o; - виключення різкого наростання тиску повітря у стовбурі пневмомолота в момент удару ударником по зубилу; - виняток у ущільнювальних з'єднаннях гумових кілець; - Виключення клапана; - Зменшення можливості попадання пилу в пневмомолот при знятті навантаження із зубила шляхом створення постійної повітряної завіси над вихлопними отворами в корпусі пневмомолоту.
Зазначені цілі досягаються: - по-перше, збільшенням залишкового об'єму в стовбурі пневмомолота перед ударником у момент удару ударника по зубилу. Це вирішується, наприклад, виконанням довжини бойка ударника не більше 0,45. 0,78 діаметра ударника. Збільшений обсяг відіграє роль пневмоакумулятора, що забезпечує роботу пневмомолота при тисках стисненого повітря починаючи від 0,2 МПа і виключає різке підвищення тиску в стовбурі в момент удару ударником по зубилу, тим самим знімає вібраційну складову від різкого стиснення повітря в малому обсязі, особливо при тиску вище 0,4 МПа; - по-друге, забезпеченням працездатності ступінчастого кільцевого золотника при тиску стисненого повітря починаючи від 0,2 МПа за рахунок виконання золотника із співвідношенням його найбільшого зовнішнього діаметра до найменшого внутрішнього діаметра 1,4. 1,65 та з матеріалів щільністю в межах 1,2. 4,6 г/см 3 наприклад з алюмінієвого сплаву; - по-третє, виконанням склянки з радіальними отворами спільно з кришкою та з виключенням клапана. Це дозволяє підвищити надійність конструкції, виключити витрати на заміну клапана; - по-четверте, організацією кільцевої щілини, утвореної зверненими поверхнями склянки з радіальними отворами та кришкоюпневмомолота, з перетином, що становить 10. . . 15% від сумарної площі перерізу радіальних отворів склянки. Через цю кільцеву щілину при знятому навантаженні із зубила (тобто під час пауз у роботі) стиснене повітря надходить у пневмомолот. Цим забезпечується охолодження пневмомолоту і одночасно це повітря, проходячи через пневмомолот, змушує ударник здійснювати зворотно-поступальні рухи, але при цьому ударник не завдає по зубилу силових ударів. Оскільки ударник перебуває у русі, йому легше розпочати роботу при подачі повного витрати стиснутого повітря, коли зубило навантажується, тобто. притискається до матеріалу, що руйнується. Продування повітря без пауз створює також постійну повітряну завісу над вихлопними отворами корпусу пневмомолоту, що перешкоджає проникненню пилу в пневмомолот; - по-п'яте, виконанням ущільнювальних сполук щілинними [2], без використання гумових кілець. Це виключає витрати на заміну цих кілець і дозволяє експлуатувати пневмомолот за температури навколишнього повітря до плюс 150 o С.
У сукупності всі п'ять факторів підвищують показники пропонованого пневмомолоту в порівнянні з пневмомолотом СП-66А, забезпечують його працездатність починаючи з тиску від 0,2 МПа і температурах навколишнього повітря до плюс 150 o С. Допускають розробку гарячих масивів, наприклад, металургійних печей з температур до плюс 500 o С.
Одночасно під час роботи пропонованого зразка пневмомолоту виявлено, що цей пневмомолот може відокремлювати зовнішні шари вогнетривких кладок металургійних печей від основного масиву без порушення його цілісності. Це є наслідком того, що з зубила знято частину вібраційних перевантажень, що виникають у момент удару ударника по зубилу.
Усі співвідношення параметрів підібраніекспериментальним шляхом при відпрацюванні конструкції пропонованого пневмомолота на стенді та реальній роботі.
Пропонований пневмомолот розроблений на замовлення металургів.
Заявлені технічні ознаки суттєві, т.к. вони впливають на технічний результат, що досягається.
При вивченні інших технічних рішень у даній галузі техніки ознаки, що відрізняють заявлений пристрій, не виявлено. Це дозволяє зробити висновок про те, що заявлений пристрій має новизну і не випливає явно з існуючого рівня техніки.
Винахід може бути застосований при виготовленні пневмомолотів.
Винахід пояснюється кресленням, де у розрізі показана конструкція пропонованого пневмомолота.
Пропонований пневмомолот містить корпус 1 з вихлопними отворами 2, в якому розміщені: - ударний механізм, що складається з рухомого ствола 3 з повітряними каналами 4, 5, 6, 7 і порожнинами 8, 9, що є робочим циліндром пневмомолота, в якому здійснюють зворотно-поступальний рух ударник 10 з бойком довжиною "А", зубило 11; - повітророзподільний пристрій, що складається з корпусу золотника 12 з повітряними каналами 13, 14, 15, 16 і східчастого кільцевого золотника 17 з кільцевою проточкою 18; - механізм автоматичного запуску, що складається зі склянки 19 з радіальними отворами 20, кришки 21 ствола 3 з пазами 22 і радіальними отворами 23, 24, кришки 25 пневмомолота з камерою 26, кільцевої щілини "В", утвореної зверненими кришкою 25 пневмомолота; - щілинні ущільнення 27, 28, 29.
Робота пневмомолота розглядається в режимах робочого ходу, зворотного ходу та холостої роботи.
Для запуску пневмомолота зубило 11 підтискається до об'єкта, що руйнується, матеріалу. При цьому ствол 3,долаючи тиск стисненого повітря в камері 26, переміщається на величину "L", відкриваючи повномасштабне надходження стисненого повітря з пневмомагістралі пневмомолот через кільцеву щілину "С". Далі повітря, проходячи через радіальні отвори 20 склянки 19 і пази 22 кришки 21 ствола 3, подається до отворів 23 або 24 21 кришки ствола 3 в залежності від верхнього або нижнього положення золотника 17.
Ударник 10 знаходиться у верхньому положенні, а золотник 17 пересунутий в нижнє положення, закриваючи отвори 24. Стиснене повітря через отвори 23 кришки 21 ствола 3, надходячи в порожнину 9, розганяє ударник 10 до зубила 11, при цьому повітря з порожнини 8 7, 13, 14 і кільцеву проточку 18 на золотнику 17 назовні через вихлопні отвори корпусу 2 1 пневмомолота. По ходу переміщення ударника 10 стиснене повітря через канали 4 і 16, впливаючи на золотник 17, переміщає його у верхнє положення, при цьому закриваються отвори 23 і відкриваються отвори 24. Далі ударник 10 рухається за рахунок розширення стисненого повітря в порожнині 9 і порожнини 8. Канал 6 поєднується з атмосферою. Відбувається удар.
Після удару по зубилу 11 ударник 10 за рахунок пружної деформації відходить від зубила 11 і за рахунок розширення раніше стисненого повітря в порожнині 8 і стиснутого повітря, що надходить через отвір 24, канали 13 і 7 переміщається у верхнє вихідне положення, витісняючи повітря з порожнини 9 через канал 5 у атмосферу. Після закриття ударником каналу 10 5 повітря в порожнині 9 стискається і через канали 4 і 16, впливаючи на золотник 17, переміщає його в бік ударника 10, відкриваючи знову отвори 23 і перекриваючи отвори 24. Цикл повторюється.
Режим холостої роботи.
При знятому навантаженні з зубила 11 стиснене повітря з камери 26 через кільцеву щілину "В"кількості 10. 15% від загальної витрати), надходячи в пневмомолот, змушує ударник 10 здійснювати зворотно-поступальні рухи, тобто. робочі та зворотні ходи, але без силових ударів по зубилу 11. Цей режим забезпечує безперервність охолодження пневмомолота і сталість повітряної завіси над вихлопними отворами 2 корпусу 1 пневмомолота і готовність пневмомолота заробити в повну силу при подачі повної витрати повітря. до матеріалу, що руйнується.
Джерела інформації 1. Паспорт СП-66А.00.000ПС. Молот пневматичний СП-66А, ОКП 4814712011. – Київ: "Година", 1990.
2. Ущільнення та ущільнювальна техніка. Довідник За загальною редакцією Голубєва А.І. та Кондакова Л.А. - М: Машинобудування, 1986.
Пневмомолот, що містить корпус з вихлопними отворами, зубило, ударник з бойком, що переміщається в рухомому стовбурі, ущільнювальні гумові кільця, корпус золотника, ступінчастий кільцевий золотник, механізм автоматичного запуску, що складається з кришки молота з патрубком, кришки рухомого кришки з клапаном, який відрізняється тим, що ступінчастий кільцевий золотник виконаний із співвідношенням найбільшого зовнішнього діаметра до найменшого внутрішнього діаметра в межах 1,4-1,65 і матеріалу щільністю в межах 1,2-4,6 г/см 3 , наприклад з алюмінієвого сплаву, механізм автоматичного запуску містить кільцеву щілину, утворену зверненими поверхнями склянки з радіальними отворами та кришки пневмомолота, з площею перерізу щілини в межах 10-15% від сумарної площі перерізу радіальних отворів склянки.