RU2741922C2

RU2741922C2 - Device for a pneumatic impact mechanism

Info

Publication number: RU2741922C2
Application number: RU2019111322A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Александрович Абраменков; Алексей Сергеевич Дедов; Надежда Сергеевна Алсуфьева; Кира Александровна Шишкина; Александр Валерьевич Серебренников
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2021-01-29
Also published as: RU2019111322A3; RU2019111322A

Abstract

FIELD: construction; mining industry.

SUBSTANCE: invention relates to pneumatic impact devices. Device for a pneumatic impact mechanism comprises a cylindrical housing with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a cover with an inlet opening, a working tool with a shank, step striker with rod and piston parts, rod in central hole of annular flange with piston part with inclined channel-groove, constantly located in the through axial hole of the stepped drummer, the sleeve of the cylindrical body with the hole for the passage of the rod part of the stepped drummer and forming an annular isthmus in the sleeve, limiting the amount of movement of the stepped impactor, fixed with respect to the cylindrical body cup with a channel for supplying air, an annular distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body, chamber of network air between shell and cover, prechamber between shell and annular flange, idle stroke chamber on the side of working tool shank, retained by spring relative to cylindrical housing, wherein groove channel on side surface of piston part of rod has variable geometrical cross-section, increasing from the side surface of the piston part from the side of the rod to the end of its piston part from the side of the through axial bore of the stepped drummer. Between ring part of stepped striker and cylindrical housing on the side of annular isthmus of sleeve there is an annular controlled chamber of working stroke. On stepped striker rod part side surface annular air bypass groove is made in the form of truncated cones convergent with peaks along the generatrix of the rod part of the stepped striker with decreasing geometrical cross-section areas in the side of annular distributing chamber and annular controlled chamber of working stroke and so, that the groove channel length is sufficient for periodic air bypass when the annular distribution chamber and the circular controlled chamber of the working stroke are interconnected.

EFFECT: higher efficiency of using internal air energy of annular controlled chamber of working stroke, higher efficiency of working process of pneumatic percussive mechanism and increased resource of device.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия.The invention relates to the field of construction and mining, in particular to pneumatic impact devices.

Известно устройство пневматического ударного механизма (а.с. СССР 359382, 1972 г. Е21С 3/24), содержащее цилиндрический корпус с выпускным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью со сквозным отверстием и втулкой с канал-пазом, установленной в сквозном осевом отверстии и закрепленной относительно кольцевого фланца, стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, и взаимодействующий с канал-пазом втулки, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части ступенчатого ударника, стакан с каналом подвода воздуха, опирающийся на кольцевой фланец и закрепленный относительно цилиндрического корпуса, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса и камеру сетевого воздуха в стакане, разделенные кольцевым фланцем, кольцевую камеру пневматического буфера со стороны штоковой части ступенчатого ударника и камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса. Канал-паз во втулке, при взаимодействии с поршневой частью стержня, обеспечивает открытие и закрытие сквозного осевого отверстия ударника. Втулка цилиндрического корпуса, образующая кольцевой перешеек со стороны камеры пневматического буфера, ограничивает величину перемещения ступенчатого ударника.Known device pneumatic percussion mechanism (A.S. USSR 359382, 1972 E21C 3/24), containing a cylindrical body with an outlet, a working tool with a shank, a stepped striker with a rod part with a through hole and a bushing with a channel-groove installed in the through axial bore and fixed relative to the annular flange, a rod with a piston part permanently located in the through axial hole of the stepped striker and interacting with the bushing channel-slot, a cylindrical body bushing with an opening for passing the rod part of the stepped striker, a glass with an air supply channel, resting on the annular flange and fixed relative to the cylindrical body, the annular distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body and the network air chamber in the cup, separated by the annular flange, the annular chamber of the pneumatic buffer on the side of the rod part of the stepped striker and the idling chamber on the side of the working shank and a tool held by a spring against the barrel. The groove-channel in the bushing, when interacting with the piston part of the rod, provides the opening and closing of the through axial hole of the striker. The sleeve of the cylindrical body, forming an annular isthmus on the side of the pneumatic buffer chamber, limits the amount of movement of the stepped striker.

Недостатками устройства является: кольцевая камера, образованная цилиндрическим корпусом и штоковой частью ударника, которая не участвует в образовании силового импульса давления воздуха с ее стороны, что препятствует повышению энергии удара;The disadvantages of the device are: an annular chamber formed by a cylindrical body and a rod part of the striker, which does not participate in the formation of a force pulse of air pressure from its side, which prevents an increase in the impact energy;

Наиболее близким по технической сущности заявленному устройству, выбранному в качестве прототипа, является устройство пневматического ударного механизма (патент РФ 2547876, 2015 г. Е21В 1/30, Е21С 37/22), содержащее цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части и образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса. Стержень установлен в центральном отверстии кольцевого фланца с расчетным калиброванным зазором относительно поверхности штоковой части стержня, снабженного со стороны камеры сетевого воздуха буртиком со сквозными отверстиями с проходным сечением не менее проходного сечения калиброванного зазора и проходного сечения сквозных отверстий впуска в камеру сетевого воздуха, образованную кольцевым фланцем и установленной крышкой со стопором, ограничивающими величину осевого перемещения стержня, опертой и закрепленной стаканом относительно кольцевого фланца и цилиндрического корпуса, а канал, соединяющий периодическую камеру холостого хода и кольцевую распределительную камеру, выполнен на поршневой части стержня в виде канал-паза с изменяющимся геометрическим сечением, увеличивающимся от боковой поверхности поршневой части со стороны стержня до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия ступенчатого ударника.The closest in technical essence to the claimed device, selected as a prototype, is a pneumatic percussion mechanism (RF patent 2547876, 2015 E21B 1/30, E21C 37/22), containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole , a working tool with a shank, a stepped striker with a rod part, a rod installed in the central hole of an annular flange, a rod with a piston part permanently located in a through axial hole of a stepped striker, an annular chamber of a pneumatic buffer, a cylindrical body bushing with a hole for passing the rod part and forming from the side an annular chamber of a pneumatic buffer an annular isthmus that limits the magnitude of the displacement of a stepped striker, a cup with an air supply duct fixed relative to the cylindrical body, an annular distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body, a network air chamber from the side of the rings flange, idling chamber on the side of the tool shank held by a spring relative to the cylindrical body. The rod is installed in the central hole of the annular flange with a calculated calibrated clearance relative to the surface of the rod part of the rod, provided on the side of the network air chamber with a collar with through holes with a flow section of at least the flow area of the calibrated gap and the flow area of the through holes of the network air inlet formed by the annular flange and an installed cover with a stopper, limiting the value of the axial movement of the rod, supported and fixed by the glass relative to the annular flange and the cylindrical body, and the channel connecting the periodic idle chamber and the annular distribution chamber is made on the piston part of the rod in the form of a channel-groove with a changing geometric section increasing from the lateral surface of the piston part from the side of the rod to the end of its piston part from the side of the through axial hole of the stepped striker.

Недостатком этого устройства является наличие кольцевой камеры пневматического буфера, в котором создаются импульс давления в период холостого хода, обуславливающий преждевременное торможение ударника и уменьшение его перемещения, за счет чего уменьшается участок разгона ступенчатого ударника при рабочем ходе, снижается скорость его соударения с хвостовиком рабочего инструмента и снижается, переданная ему, энергия удара.The disadvantage of this device is the presence of an annular chamber of a pneumatic buffer, in which a pressure pulse is created during the idle period, causing premature braking of the striker and a decrease in its movement, due to which the acceleration section of the stepped striker during the working stroke decreases, the speed of its collision with the shank of the working tool decreases, and the impact energy transferred to it decreases.

Задачей заявляемого изобретения является замена функций кольцевой камеры пневматического буфера на функции кольцевой управляемой камеры рабочего хода с перепуском воздуха из кольцевой распределительной камеры, за счет выполнения на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника управляемой канал-выточки перепуска воздуха с изменяющейся площадью геометрического сечения периодически, в зависимости от положения ступенчатого ударника, сообщающими кольцевую распределительную камеру и кольцевую управляемую камеру рабочего хода между собой.The objective of the claimed invention is to replace the functions of the annular chamber of the pneumatic buffer with the functions of an annular controlled chamber of the working stroke with air bypass from the annular distribution chamber, due to the execution on the lateral surface of the rod part of the stepped striker of a controlled channel-recess of the air bypass with a changing geometric cross-sectional area periodically, depending on from the position of the stepped striker, communicating the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke with each other.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для пневмоударного механизма, содержащем цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой и поршневой частями, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью с наклонным канал-пазом, постоянно находящийся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части ступенчатого ударника и образующем во втулке кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру-ресивер между стаканом и крышкой, камеру холостого хода в крышке со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса, при чем канал-паз на боковой поверхности поршневой части стержня выполнен с изменяющимся геометрическим сечением, увеличивающимся от боковой поверхности поршневой части со стороны стержня до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия ступенчатого ударника, согласно изобретению, между штоковой частью ступенчатого и цилиндрическим корпусом со стороны кольцевого перешейка втулки образована кольцевая управляемая камера рабочего хода, а на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника выполнен кольцевой канал-выточка перепуска воздуха в виде сходящихся вершинами усеченных конусов вдоль образующей штоковой части ступенчатого ударника с уменьшающимися площадями геометрических сечений в стороны кольцевой распределительной камеры и кольцевой управляемой камеры рабочего хода и так, что протяженность канал-выточки достаточна для периодического перепуска воздуха при сообщении кольцевой распределительной камеры и кольцевой управляемой камеры рабочего хода между собой.The problem is solved by the fact that in a device for a pneumatic impact mechanism containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a working tool with a shank, a stepped striker with rod and piston parts, a rod with a piston part installed in the central hole of the annular flange with an inclined channel-groove permanently located in the through axial hole of the stepped striker, the sleeve of the cylindrical body with a hole for passing the rod part of the stepped striker and forming an annular isthmus in the sleeve, limiting the displacement of the stepped striker, fixed relative to the cylindrical body a glass with an air supply channel, an annular distribution a chamber in the sleeve of a cylindrical body, a network air chamber from the side of the annular flange, a receiver chamber between the bowl and the lid, an idling chamber in the lid from the side of the shank of the working tool held by a spring d relative to the cylindrical body, wherein the channel-groove on the lateral surface of the piston part of the rod is made with a varying geometric section that increases from the lateral surface of the piston part from the rod side to the end of its piston part from the side of the through axial hole of the stepped striker, according to the invention, between the rod part of the stepped and cylindrical body on the side of the annular isthmus of the bushing, an annular controlled chamber of the working stroke is formed, and on the side surface of the rod part of the stepped striker there is an annular channel-groove for air bypass in the form of truncated cones converging tops along the generatrix of the rod part of the stepped striker with decreasing areas of geometric sections to the sides the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke and so that the length of the channel-groove is sufficient for periodic air bypass when the annular distribution chamber and the annular controlled working stroke chamber between each other.

Такое исполнение технического решения позволяет при холостом ходе ступенчатого ударника кольцевую управляемую камеру рабочего хода наполнять воздухом плавно, до окончания перепуска воздуха из кольцевой распределительной камеры, что не вызывает резкого торможения ступенчатого ударника, удлиняет участок его перемещения и при рабочем ходе на большем участке разгона с возрастающим наполнением кольцевой камеры рабочего хода, обуславливает возрастание импульса кинетической энергии удара, передаваемого хвостовику рабочего инструмента.Such a design of the technical solution allows the annular controlled chamber of the working stroke to be filled with air smoothly during the idle stroke of the stepped striker, until the end of the bypass of air from the annular distribution chamber, which does not cause sharp braking of the stepped striker, lengthens the section of its movement and during the stroke on a larger section of acceleration with increasing filling the annular chamber of the working stroke, causes an increase in the momentum of the kinetic energy of the impact transmitted to the shank of the working tool.

Целесообразно выступающие кромки кольцевых канал-выточек выполнить так, чтобы боковые плоскости усеченных конусов, обращенных внутрь штоковой части ступенчатого ударника были представлены в виде сопряженных плоскостей с кривизной окружности радиусом равным наибольшей глубине канал-выточки.It is expedient to make the protruding edges of the annular channel-grooves so that the lateral planes of the truncated cones facing the inside of the rod part of the stepped striker are presented in the form of conjugate planes with a curvature of a circle with a radius equal to the greatest depth of the channel-groove.

Предложенное техническое решение кольцевых канал-выточек перепуска воздуха с кривизной сопрягаемых плоскостей кольцевых канал-выточек уменьшают местные гидравлические сопротивления канал-выточек усеченных конусов и увеличивает коэффициент расхода воздуха, что позволяет уменьшить геометрические размеры площадей сечений канал-выточки при необходимом и достаточном расходе воздуха. Дополнительно исключаются концентраторы напряжений на участках канал-выточек при планом переходе сопряжений плоскостей, что обеспечивает большую прочность и ресурс ступенчатого ударника.The proposed technical solution of the annular channel-grooves of the air bypass with the curvature of the mating planes of the circular channel-grooves reduces the local hydraulic resistance of the channel-grooves of the truncated cones and increases the coefficient of air flow, which makes it possible to reduce the geometric dimensions of the cross-sectional areas of the channel-grooves with the necessary and sufficient air flow. In addition, stress concentrators in the channel-groove sections are excluded when the plan of plane mating transitions are planned, which ensures greater strength and resource of the stepped striker.

На Фиг. 1 представлен общий вид устройства для пневмоударного механизма в продольном разрезе с кольцевой канал-выточкой перепуска на боковой поверхности штоковой части ступенчатого ударника в виде сходящихся вершинами усеченных конусов с уменьшающимися площадями поперечных кольцевых выточек в сторону кольцевой распределительной камеры и кольцевой управляемой камеры рабочего хода.FIG. 1 shows a general view of a device for a pneumatic impact mechanism in longitudinal section with an annular channel-recess of the bypass on the lateral surface of the rod part of the stepped striker in the form of truncated cones converging tops with decreasing areas of transverse annular recesses towards the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke.

Устройство пневмоударного механизма содержит цилиндрический корпус 1 с втулкой 2, установленный в нем с возможностью перемещаться ступенчатый ударник 3 со штоковой частью 4 и поршневой частью 5, имеющий сквозное осевое отверстие 6, частично входящая в него поршневая часть 7 стержня 8. Штоковая часть 9 стержня 8 снабжена фланцем 10 штоковой части 9 стержня 9 с каналами 11 перепуска и кольцевой обечайкой 12. Поршневая часть 7 стержня выполнена с наклонным канал-пазом 13 с увеличивающимся проходным сечением от боковой поверхности со стороны штоковой части 9 до окончания поршневой части 7 со стороны сквозного осевого отверстия 6 с радиальными каналами 14 выпуска в ступенчатом ударнике 3. Перемещение стержня 8 в продольном направлении ограничивает выступ 15 крышки 16 с каналами 17 перепуска со стороны фланца 10 штоковой части 9 стержня 8, сохраняя проходные сечения каналов 11 перепуска воздуха во фланце 10 и каналов 17 перепуска в крышке 16. Стакан 18 разъемно соединен с цилиндрическим корпусом 1, в котором установлен кольцевой фланец 19 с центральным отверстием 20 для установки в нем зазором штоковой части 9 стержня 8. Стакан 18 уплотненно опирается последовательно на крышку 16, с кольцевой обечайкой 12 опирается на кольцевой фланец 19 и цилиндрический корпус 1. Диаметральный зазор, образованный центральным отверстием 20 кольцевого фланца 19 и штоковой частью 9 стержня 8 гарантирует сохранение кольцевой площади проходного сечения при любых поперечных перемещениях стержня 8. Ступенчатый ударник 3 разделяет полость цилиндрического корпуса 1 на кольцевую распределенную камеру 22 во втулке 2, кольцевую управляемую камеру 23 рабочего хода и камеру 24 холостого хода, в которой установлен хвостовик 25 рабочего инструмента 26, удерживаемого относительно цилиндрического корпуса 1, например, пружиной 27.The device of the pneumo-impact mechanism contains a cylindrical body 1 with a sleeve 2, a stepped striker 3 with a rod part 4 and a piston part 5 installed in it with the ability to move, having a through axial bore 6, a piston part 7 of the rod 8 partly entering it. The rod part 9 of the rod 8 equipped with a flange 10 of the rod part 9 of the rod 9 with bypass channels 11 and an annular shell 12. The piston part 7 of the rod is made with an inclined groove channel 13 with an increasing flow section from the side surface from the side of the rod part 9 to the end of the piston part 7 from the side of the through axial hole 6 with radial discharge channels 14 in a stepped striker 3. The movement of the rod 8 in the longitudinal direction limits the protrusion 15 of the cover 16 with the bypass channels 17 from the side of the flange 10 of the rod part 9 of the rod 8, maintaining the flow cross-sections of the air bypass channels 11 in the flange 10 and the bypass channels 17 in the lid 16. The glass 18 is detachably connected to the cylindrical housing a mustache 1, in which an annular flange 19 with a central hole 20 is installed for installation in it by a gap of the rod part 9 of the rod 8. The glass 18 is sealed in series on the cover 16, with the annular shell 12 rests on the annular flange 19 and the cylindrical body 1. Diametral clearance, formed by the central bore 20 of the annular flange 19 and the rod part 9 of the rod 8 guarantees the preservation of the annular area of the flow section for any transverse movements of the rod 8. The stepped striker 3 divides the cavity of the cylindrical body 1 into an annular distributed chamber 22 in the bushing 2, an annular controlled chamber 23 of the working stroke and an idle chamber 24, in which the shank 25 of the working tool 26 is mounted, held relative to the cylindrical body 1, for example, by a spring 27.

Между стаканом 18 и крышкой 15 образована камера 28 сетевого воздуха, который поступает через канал 29 впуска в стакане 18. Между крышкой 16 и кольцевым фланцем 18 образована предкамера 30, в которой размещен фланец 10 с каналами 11 перепуска. Каналы 17 перепуска воздуха сообщают между собой камеру 28 сетевого воздуха с предкамерой 30, а перепускаемый канал 11 во фланце 10 сообщают предкамеру 30 с промежуточной камерой 21, которая через центральное отверстие 20 в кольцевом фланце 19 сообщается с кольцевой распределительной камерой 22 во втулке 2. В зависимости от положения ступенчатого ударника 3 камера 24 холостого хода периодически через канал 32 выпуска, а кольцевая управляемая камера 23 рабочего хода периодически через выпускной канал 33 в стенке цилиндрического корпуса 1 сообщается с атмосферой.A chamber 28 of network air is formed between the bowl 18 and the lid 15, which flows through the inlet channel 29 in the bowl 18. Between the lid 16 and the annular flange 18, a pre-chamber 30 is formed, in which the flange 10 with bypass channels 11 is located. The air bypass channels 17 communicate with each other the network air chamber 28 with the prechamber 30, and the bypass channel 11 in the flange 10 communicates the prechamber 30 with the intermediate chamber 21, which communicates through the central opening 20 in the annular flange 19 with the annular distribution chamber 22 in the bushing 2. In Depending on the position of the stepped striker 3, the idle chamber 24 is periodically through the outlet channel 32, and the annular controlled chamber 23 of the working stroke periodically communicates with the atmosphere through the outlet channel 33 in the wall of the cylindrical body 1.

На штоковой части 4 ступенчатого ударника 3 боковые поверхности выполнены в виде двух сходящихся вершинами усеченных конусов с изменяющейся геометрической площадью сечения канал-выточка 34, перепуска воздуха между сквозной распределительной камерой 22 и кольцевой управляемой камерой 23 рабочего хода.On the rod part 4 of the stepped striker 3, the lateral surfaces are made in the form of two truncated cones converging with the tops of the channel-groove 34, the air bypass between the through distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke.

Устройство для пневмоударного механизма работает следующим образом. После включения пускового устройства (на чертеже не показано, может быть любым) воздух из сети поступает по каналу 29 в стакане 18 в камеру 28 сетевого воздуха. Далее через канал 17 в крышке 16 в предкамеру 30, откуда по каналу 11 перепуска во фланце 10 с кольцевой обечайкой 12 в промежуточную камеру 31, и по отверстию 20 в кольцевом фланце 19 в кольцевую распределительную камеру 22, из которой по канал-пазу 13 на поршневой части 7 стержня 8 с увеличивающейся площадью геометрического сечения от боковой поверхности поршневой части 7 стержня 8 до окончания его поршневой части со стороны сквозного осевого отверстия 6 воздух поступает по сквозному осевому отверстию 6 и его радиальным каналам 14 ступенчатого ударника 3 в камеру 24 холостого хода.The device for the pneumatic impact mechanism works as follows. After turning on the starting device (not shown in the drawing, it can be any), the air from the network enters through channel 29 in the glass 18 into the network air chamber 28. Further through the channel 17 in the cover 16 into the pre-chamber 30, from where through the bypass channel 11 in the flange 10 with the annular shell 12 into the intermediate chamber 31, and through the hole 20 in the annular flange 19 into the annular distribution chamber 22, from which through the channel-groove 13 of the piston part 7 of the rod 8 with an increasing geometric cross-sectional area from the side surface of the piston part 7 of the rod 8 to the end of its piston part from the side of the through axial hole 6, air flows through the through axial hole 6 and its radial channels 14 of the stepped striker 3 into the idle chamber 24.

Исполнение канал-паза 13 с изменяющимся геометрическим сечением позволяет снизить противодавление воздуха в камере 24 холостого воздуха за счет малого количества воздуха в начальный период впуска через меньшее проходное сечение канала-паза 13, что снижает сопротивление движению ступенчатого ударника 3, сохраняет его предударную скорость к моменту удара по хвостовику 25 рабочего инструмента 26. В положении, показанном на чертеже, кольцевая управляемая камера 23 рабочего хода сообщена с атмосферой посредством выпускного канала 33. Вначале движения ступенчатого ударника 3, когда канал-паз 13 на поршневой части 7 стержня 8 открыт, продолжается наполнение воздухом камеры 24 холостого хода, обеспечивая расчетную величину импульса холостого хода. Давление воздуха в камере 24 холостого хода повышается и под действием импульса давления с ее стороны ступенчатый ударник 3 начинает движение в сторону кольцевой распределительной камеры 22, совершая холостой ход. При последующем движении ступенчатый ударник 3 начинает движение в сторону кольцевой распределительной камеры 22, совершая холостой ход. При последующем движении ступенчатый ударник 3 открывает канал 30 в цилиндрическом корпусе 1, перекрывает канал-паз 13 поршневой части 7 стержня 8, а затем давление воздуха в камере 24 холостого хода выравнивается до атмосферного. Перемещаясь, ступенчатый ударник 3 перекроет выпускной канал 33 и в кольцевой управляемой камере 23 рабочего хода после разобщения ее с атмосферой начинает сжатие отсеченного в ней воздуха и воздуха, начинающего поступать через канал-выточку 34 перепуска, из кольцевой распределительной камеры 22 в кольцевую управляемую камеру 23 рабочего хода. В результате этого происходит выравнивание давления воздуха в обеих камерах. Выравнивание давления воздуха будет осуществляться несмотря на поступление воздуха в кольцевую распределительную камеру 22 посредством центрального отверстия 20 и канала 11 в фланце 10 стержня 8 из предкамеры 30 и через каналы 17 перепуска и камеры 28 сетевого воздуха, которая будет заполняться воздухом посредством канала 29 впуска в стакане 18. При изменяющейся площади сечения канал-выточки 34 перепуска в кольцевой распределительной камере 22 и кольцевой управляемой камере 23 рабочего хода давление воздуха, несмотря на его измерение, будет поддерживаться практически одинаковым.The execution of the channel-groove 13 with a variable geometric section allows to reduce the air backpressure in the chamber 24 of the idle air due to the small amount of air in the initial period of intake through the smaller flow section of the channel-groove 13, which reduces the resistance to the movement of the stepped striker 3, maintains its pre-impact velocity at the moment impact on the shank 25 of the working tool 26. In the position shown in the drawing, the annular controlled chamber 23 of the working stroke is communicated with the atmosphere through the outlet channel 33. At the beginning of the movement of the stepped striker 3, when the channel-groove 13 on the piston part 7 of the rod 8 is open, filling continues air chamber 24 idle, providing the calculated value of the idle pulse. The air pressure in the idle chamber 24 rises and under the action of a pressure pulse from its side, the stepped striker 3 begins to move towards the annular distribution chamber 22, idling. With the subsequent movement, the stepped striker 3 begins to move towards the annular distribution chamber 22, making an idle run. During the subsequent movement, the stepped striker 3 opens the channel 30 in the cylindrical body 1, closes the channel-groove 13 of the piston part 7 of the rod 8, and then the air pressure in the idle chamber 24 is equalized to atmospheric. Moving, the stepped striker 3 will close the outlet channel 33 and in the annular controlled chamber 23 of the working stroke, after it is disconnected from the atmosphere, begins to compress the air cut off in it and the air that begins to flow through the bypass channel 34 from the annular distribution chamber 22 into the annular controlled chamber 23 working stroke. As a result, the air pressure in both chambers is equalized. Air pressure equalization will be carried out despite the flow of air into the annular distribution chamber 22 through the central hole 20 and channel 11 in the flange 10 of the rod 8 from the prechamber 30 and through the bypass channels 17 and the network air chamber 28, which will be filled with air through the inlet channel 29 in the bowl 18. With a changing cross-sectional area of the bypass groove 34 in the annular distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke, the air pressure, despite its measurement, will be maintained practically the same.

Увеличивающееся давление воздуха в кольцевой распределительной камере 22 и кольцевой камере 23 рабочего хода будет затормаживать перемещение ступенчатого ударника 3. При отсутствии давления воздуха со стороны камеры 24 холостого хода ступенчатый ударник 3, исчерпав энергию импульса холостого хода, остановится в расчетной положении, завершив холостой ход.The increasing air pressure in the annular distribution chamber 22 and the annular chamber 23 of the working stroke will slow down the movement of the stepped striker 3. In the absence of air pressure from the side of the idling chamber 24, the stepped striker 3, having exhausted the energy of the idle pulse, will stop in the calculated position, completing the idle stroke.

Сразу же, после остановки, под действием импульса давления воздуха со стороны кольцевой распределительной камеры 22 и кольцевой управляемой камеры 23 рабочего хода, ступенчатый ударник начинает свое перемещение в сторону хвостовика 25 рабочего инструмента 26, совершая рабочий ход.Immediately after stopping, under the action of an air pressure pulse from the side of the annular distribution chamber 22 and the annular controlled chamber 23 of the working stroke, the stepped striker begins its movement towards the shank 25 of the working tool 26, making a working stroke.

Перемещаясь в сторону хвостовика 25 канал-выточка 34 перепуска на боковой поверхности штоковой части 4 ступенчатого ударника 3, перекроется перешейком втулки 2 корпуса 1 и воздух из кольцевой распределительной камеры 22 прекратит поступление в кольцевую управляемую камеру 23 рабочего хода, что обусловит расширение в ней воздуха, а в кольцевой распределительной камере 22 его повышение до величины давления воздуха в камере 28 сетевого воздуха.Moving towards the shank 25, the bypass groove 34 on the side surface of the rod part 4 of the stepped striker 3 will overlap with the isthmus of the sleeve 2 of the body 1 and the air from the annular distribution chamber 22 will stop flowing into the annular controlled chamber 23 of the working stroke, which will cause the expansion of air in it, and in the annular distribution chamber 22 its increase to the value of the air pressure in the chamber 28 of the network air.

При последующем перемещении ступенчатый ударник 3 своей поршневой частью 5 перекроет выпускной канал 32 в корпусе 1 и в камере 24 холостого хода начинается процесс сжатия, отсеченного в ней воздуха и воздуха, начинающего поступать после открытия канал-паза 13 на поршневой части 7 стержня 8, в основной канал 6 и посредством радиальных каналов 14 в поршневой части 5 ступенчатого ударника 3, непосредственно в камеру 24 холостого хода. Перемещаясь в сторону хвостовика 25, ступенчатый ударник 3 поршневой частью 5 откроет выпускной канал 33 и из кольцевой управляемой камеры 23 рабочего хода начинается выпуск отработавшего воздуха с понижением его давления до величины атмосферного. Далее ступенчатый ударник 3, преодолевая сопротивление противодавления воздуха со стороны камеры 24 холостого хода, наносит удар по хвостовику 25 рабочего инструмента 26. В результате соударения с хвостовиком 26 ступенчатый ударник 3 передает кинетическую энергию рабочему инструменту 26 и после отскока от хвостовика 25, ступенчатый ударник 3 начинает свое движение под действием импульса отскока и импульса давления воздуха со стороны камеры 24 холостого хода, совершая холостой ход следующего рабочего цикла, который будет повторяться.With the subsequent movement, the stepped striker 3 with its piston part 5 will close the outlet channel 32 in the housing 1 and in the idle chamber 24 the compression process begins, the air cut off in it and the air that begins to flow after opening the channel-groove 13 on the piston part 7 of the rod 8, in the main channel 6 and through the radial channels 14 in the piston part 5 of the stepped striker 3, directly into the idle chamber 24. Moving towards the shank 25, the stepped striker 3 with the piston part 5 will open the outlet channel 33 and the exhaust air is discharged from the annular controlled chamber 23 of the working stroke with a decrease in its pressure to atmospheric. Further, the stepped striker 3, overcoming the resistance of the counter-pressure of the air from the side of the idling chamber 24, strikes the shank 25 of the working tool 26. As a result of the collision with the shank 26, the stepped striker 3 transfers kinetic energy to the working tool 26 and after rebounding from the shank 25, the stepped striker 3 begins its movement under the action of a rebound pulse and an air pressure pulse from the side of the idle chamber 24, idling the next working cycle, which will be repeated.

Использование заявляемого изобретения позволяет: увеличить КПД использования внутренней энергии воздуха кольцевой управляемой камеры рабочего хода; увеличить участок разгона ступенчатого ударника на большем участке его перемещения; увеличить импульс кинетической энергии, передаваемый хвостовику рабочего инструмента при расширении воздуха при подаче его в период разгона ступенчатого ударника; увеличить участок разгона ступенчатого ударника при увеличении участка расширения воздуха с уменьшением его подачи из кольцевой распределительной камеры, чем повысит экономичность рабочего процесса пневматического ударного механизма; применение плавно сопрягаемых переходов канал-выточки снижает отрицательное влияние концентраторов напряжений в материале конструкции ступенчатого ударника и повышает его ресурс.The use of the claimed invention allows: to increase the efficiency of using the internal energy of the air of the annular controlled chamber of the working stroke; to increase the section of acceleration of the stepped striker on a larger section of its movement; to increase the momentum of kinetic energy transmitted to the shank of the working tool when air expands when it is supplied during the acceleration of the stepped striker; to increase the section of acceleration of the stepped striker with an increase in the section of air expansion with a decrease in its supply from the annular distribution chamber, which will increase the efficiency of the working process of the pneumatic shock mechanism; the use of smoothly mating channel-groove transitions reduces the negative effect of stress concentrators in the material of the step striker structure and increases its resource.

Claims

A device for a pneumatic impact mechanism containing a cylindrical body with outlet channels, an annular flange with a through central hole, a cover with an inlet hole, a working tool with a shank, a stepped striker with rod and piston parts, a rod with a piston part with an inclined channel installed in the central hole of the annular flange - a groove permanently located in the through axial hole of the stepped striker, the sleeve of the cylindrical body with a hole for passing the rod part of the stepped striker and forming an annular isthmus in the sleeve, limiting the displacement of the stepped striker, fixed relative to the cylindrical body a glass with a channel for air supply, an annular distribution chamber in the sleeve of the cylindrical body, the network air chamber between the bowl and the lid, the prechamber between the bowl and the annular flange, the idling chamber from the side of the shank of the working tool held by the relative spring but a cylindrical body, and the channel-groove on the side surface of the piston part of the rod is made with a varying geometric section, increasing from the side surface of the piston part from the rod side to the end of its piston part from the side of the through axial hole of the stepped striker, characterized in that between the rod part of the stepped of the striker and a cylindrical body on the side of the annular isthmus of the bushing an annular controlled stroke chamber is formed, and on the side surface of the rod part of the stepped striker there is an annular channel-recess of the air bypass in the form of truncated cones converging tops along the generatrix of the rod part of the stepped striker with decreasing areas of geometric sections to the sides the annular distribution chamber and the annular controlled chamber of the working stroke and so that the length of the groove channel is sufficient for periodic air bypass when the annular distribution chamber and the annular y controlled working stroke chamber between each other.