Пневматический отбойный молоток

Пневматический отбойный молоток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, в частности может быть использовано при отбивке старой краски и ржавчины корпусов судов и ремонте.

Известен пневматический молоток, содержащий инструмент, корпус, ударник и инерционный поршень (см. Тупицын К.К. Об улучшении вибрационно-силовых характеристик пневматических молотков. - В кн. Виброзащита человека-оператора и колебания в машинах. - М.: Наука, 1977 г.).

Недостатком такой машины является трудность обеспечения устойчивой работы в широком диапазоне изменения внешних условий, а также сложность запуска при произвольных исходных положениях.

Известен пневматический отбойный молоток, содержащий корпус с виброзащитной рукояткой, снабженный средством подвода сжатого воздуха, ствол, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения, амортизатор и рабочий инструмент (см. патент РФ №2172667, 2001 г.).

Недостатком этого решения является недостаточная эффективность гашения вибраций, особенно в связи с динамичностью параметров работы молотка, что приводит к ухудшению условий труда и повышению уровня заболеваемости виброболезнью и тугоухостью.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, выражается в обеспечении минимально возможного уровня вибрации.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в упрощении конструкции устройства, улучшении условий труда, снижении уровня заболеваемости виброболезнью и тугоухостью вследствие существенного (ниже действующих санитарных норм) снижения вибрации инструмента.

Поставленная задача решается тем, что пневматический отбойный молоток, содержащий корпус с виброзащитной рукояткой, имеющий средство подвода сжатого воздуха, ствол, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения, амортизатор и рабочий инструмент, отличается тем, что он снабжен гасителем вибрации, ствол выполнен составным в виде первого стакана, на открытом конце которого расположена разъемная крышка, а на его противоположном конце выполнена резьба, и второго стакана, в дне которого выполнено отверстие в виде направляющей, а на его открытом конце выполнена резьба для крепления с соответствующей резьбой первого стакана, на внешней поверхности второго стакана выполнена кольцевая проточка и расположенные с обеих сторон последней кольцевые желобки, в которых размещены уплотнительные кольца для герметизации зазора между внешней поверхностью второго стакана и внутренней поверхностью корпуса, у дна второго стакана в его стенке выполнены сквозные отверстия, устья которых расположены в упомянутой кольцевой проточке второго стакана, рабочий инструмент выполнен с рабочим и нерабочим концами и осевым отверстием, выполненным на оси рабочего инструмента со стороны его нерабочего конца, у дна рабочего инструмента выполнены сквозные отверстия для сообщения полости осевого отверстия рабочего инструмента с его внешней поверхностью, рабочий конец рабочего инструмента выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через упомянутое отверстие, выполненное в дне второго стакана, нерабочий конец рабочего инструмента выполнен с пояском для контакта с внутренней поверхностью второго стакана, средство подвода сжатого воздуха выполнено в виде патрубка, имеющего отверстие, сообщенное с полостью кольцевой проточки второго стакана, и закрепленного на внешней поверхности корпуса, корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки, диаметр которой ступенчато изменяется по ее длине, один из торцов корпуса имеет больший диаметр, а другой - меньший, на торце корпуса с большим диаметром расположена съемная крышка, а торец корпуса с меньшим диаметром открыт, амортизатор выполнен из условия обеспечения подпружинивания ствола относительно обоих упомянутых торцов корпуса, а гаситель вибрации выполнен в виде цилиндрической втулки со сквозным осевым отверстием, размещенной в полости первого стакана и подпружиненной относительно дна первого стакана и разъемной крышки. При этом внешняя поверхность цилиндрической втулки выполнена с кольцевым пояском, в который уперты концы пружин сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в дно первого стакана и разъемную крышку. Кроме того, внешняя поверхность первого стакана выполнена с кольцевым пояском, в который уперты концы пружин сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в перемычку, соединяющую участки корпуса молотка и съемную крышку. Кроме того, он снабжен конфузорной обечайкой, расположенной на торце корпуса с меньшим диаметром.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения с совокупностью существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна»

При этом совокупность отличительных признаков формулы изобретения решает следующие функциональные задачи.

Признак «... ствол выполнен составным в виде первого стакана, на открытом конце которого расположена разъемная крышка, а на его противоположном конце выполнена резьба, и второго стакана, в дне которого выполнено отверстие в виде направляющей, а на его открытом конце выполнена резьба для крепления с соответствующей резьбой первого ...» обеспечивает возможность объединения в одном блоке рабочего инструмента и гасителя, что позволяет обеспечить работу гасителя в режиме «противофазы» с движениями рабочего инструмента и, тем самым, нейтрализации основного объема спектра вибрации молотка, кроме того, исключается выпадение рабочего инструмента и гасителя из ствола.

Признаком «... у дна второго стакана в его стенке выполнены сквозные отверстия, устья которых расположены в упомянутой кольцевой проточке ...» обеспечивается возможность сообщения полости второго стакана со средством подвода сжатого воздуха.

Признак «... рабочий инструмент выполнен с рабочим и нерабочим концами и осевым отверстием, выполненным на оси рабочего инструмента со стороны его нерабочего конца ...» обеспечивает выполнение рабочего цикла (сброс воздуха из полости корпуса) при полном выдвижении рабочего инструмента из ствола.

Признак «... у дна рабочего инструмента выполнены сквозные отверстия для сообщения полости осевого отверстия рабочего инструмента с его внешней поверхностью, рабочий конец рабочего инструмента выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения через упомянутое отверстие, выполненное в дне второго стакана ...» исключает возможность колебаний инструмента от его продольной оси.

Признак «... нерабочий конец рабочего инструмента выполнен с пояском для контакта с внутренней поверхностью второго стакана ...» исключает выпадение рабочего инструмента из ствола.

Признак «... средство подвода сжатого воздуха выполнено в виде патрубка, имеющего отверстие, сообщенное с полостью кольцевой проточки второго стакана, и закрепленного на внешней поверхности корпуса ...» конкретизирует конструкцию средства подвода сжатого воздуха.

Признак «... корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки, диаметр которой ступенчато изменяется по ее длине ...» обеспечивает возможность подпружинивания ствола по отношению к корпусу при наличии съемной крышки на торце.

Признак «... на торце корпуса с большим диаметром расположена съемная крышка, а торец корпуса с меньшим диаметром открыт ...» обеспечивает возможность подпружинивания ствола по отношению к корпусу при наличии вышеупомянутого пережима, кроме того, обеспечивается возвратно-поступательное перемещение ствола в полости корпуса.

Признак «... амортизатор выполнен из условия обеспечения подпружинивания ствола относительно обоих упомянутых торцов корпуса ...» повышает эффективность гашения колебаний ствола в корпусе.

Признак «... гаситель вибрации выполнен в виде цилиндрической втулки со сквозным осевым отверстием, размещенной в полости первого стакана и подпружиненной относительно дна первого стакана и разъемной крышки ...» должен обеспечить работу гасителя в режиме « противофазы» с движениями рабочего инструмента и тем самым нейтрализации основного объема спектра вибрации молотка.

Признак «... внешняя поверхность цилиндрической втулки выполнена с кольцевым пояском, в который уперты концы пружин сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в дно первого стакана и разъемную крышку ...» раскрывает вариант конструкции, обеспечивающей подпружинивание гасителя в направлении вдоль продольной оси рабочего инструмента и тем самым обеспечивает возможность «работы (вибрирования, колебания) гасителя» в противофазе с рабочим инструментом.

Признак «... внешняя поверхность первого стакана выполнена с кольцевым пояском, в который уперты концы пружин сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в перемычку, соединяющую участки корпуса молотка и съемную крышку ...» раскрывает вариант конструкции амортизатора, который обеспечивает возможность подпружинивания ствола относительно обоих торцов корпуса.

Признак «... снабжен конфузорной обечайкой, расположенной на торце корпуса с меньшим диаметром ...» ограничивает продольные перемещения ствола из полости корпуса.

На фиг.1 показан продольный разрез пневматического молотка. На фиг.2 показана зависимость перемещений рабочего инструмента, гасителя и втулки, где кривая 1 показывает перемещения втулки, кривая 2 - перемещения рабочего инструмента и кривая 3 - перемещения гасителя.

Молоток пневматический отбойный содержит корпус 1 с виброзащитной рукояткой 2, средство подвода воздуха 3, ствол, амортизатор и рабочий инструмент 4. Корпус 1 выполнен в виде цилиндрической обечайки, диаметр которой ступенчато изменяется по длине. Торец корпуса больший по диаметру снабжен съемной крышкой 5, меньший по диаметру оставлен открытым. В корпусе 1 с возможностью осевого перемещения установлен ствол. Ствол выполнен составным в виде первого стакана 6, на открытом конце которого расположена разъемная крышка 7, а на его противоположном конце выполнена резьба для скрепления с открытым концом второго стакана 8, снабженного соответствующей резьбой. На дне второго стакана 8 предусмотрено отверстие, выполненное как направляющая, через которую с возможностью возвратно-поступательного перемещения пропущен рабочий конец рабочего инструмента 4. Нерабочий конец рабочего инструмента 4 снабжен пояском 9, контактирующим с внутренней поверхностью полости второго стакана 8. У дна второго стакана 8 в его стенке выполнены сквозные отверстия 10. Внешняя поверхность второго стакана 8 снабжена кольцевой проточкой 11, в которой размещены устья названных отверстий 10. Зазор между внешней поверхностью второго стакана 8 и внутренней поверхностью корпуса 1 герметизирован уплотнительными кольцами 12. Уплотнительные кольца 12 размещены в кольцевых желобках 13, выполненных на внешней поверхности второго стакана 8 по обеим сторонам кольцевой проточки 14. Средство подвода сжатого воздуха 3 выполнено в виде патрубка, закрепленного на внешней поверхности корпуса 1. Патрубок 3 снабжен отверстием 15, сообщенным с полостью кольцевой проточки 11. На оси рабочего инструмента 4 со стороны его нерабочего конца выполнена продольная выемка 16, у дна которой выполнены сквозные отверстия 17, сообщающие полость выемки 16 с внешней поверхностью рабочего инструмента 4. На рабочем инструменте 4 выполнены также отверстия 18, расположенные в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения отверстий 17 выше отверстий 17.

Амортизатор состоит из первого стакана 6 и верхней и нижней пружин 19 с возможностью подпружинивания ствола относительно обоих торцов корпуса 1. В полости первого стакана 6 размещен гаситель вибрации, выполненный в виде цилиндрической втулки 20, снабженной сквозным осевым отверстием 21, подпружиненной пружинами верхней 22 и нижней 23 относительно дна и крышки 7 полости стакана 6. Внешняя поверхность втулки 20 снабжена кольцевым пояском 24, в который уперты соответствующие концы пружин 22 и 23 сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в дно и крышку 7 полости первого стакана 6. Кроме того, внешняя поверхность первого стакана 6 снабжена кольцевым пояском 26, в который уперты соответствующие концы пружин сжатия 19, вторые концы которых уперты соответственно в перемычку, соединяющую участки корпуса 1 молотка и крышку 5 полости корпуса. Торец корпуса 1, меньший по диаметру, снабжен конфузорной обечайкой 27.

Молоток пневматический отбойный работает следующим образом. Инструмент подключают к системе сжатого воздуха. При включении подачи воздух от источника сжатого воздуха (на чертежах не показано) через полость виброзащитной рукоятки 2 попадает к средству подвода воздуха 3 и далее в полость кольцевой проточки 11, торцы которой плотно перекрыты уплотнительными кольцами 12. Давление воздуха начинает отжимать и отжимает рабочий инструмент 4 в полость второго стакана 8. В процессе этого движения объем в полости второго стакана 8, ограниченный ее дном, стенками и обращенной к ним поверхностью рабочего инструмента 4, постоянно сообщается с атмосферой через отверстия 17, выполненные у конца продольной выемки 16 (осевого отверстия), что обеспечивает превышение давления в полости проточки 11 давления в полости второго стакана 8. Это движение продолжается до тех пор, пока отверстия 18, выполненные в стенках рабочего инструмента 4, не оказываются на одном уровне с проточкой 11, одновременно перекрываются сквозные отверстия 17, перекрывающие выход воздуха в атмосферу, после чего воздух начинает поступать в полость второго стакана 8. В результате начинается обратное движение рабочего инструмента 4, поскольку сжатый воздух через проточку 11 и сквозные отверстия 18 давит на поверхность рабочего инструмента 4, обращенную к дну второго стакана 8. По завершении этого движения рабочий конец рабочего инструмента 4 с силой выталкивается из полости ствола и воздействует на обрабатываемую поверхность. Одновременно отверстия 17 сообщаются с атмосферой, что приводит к сбросу воздуха из полости второго стакана 8. В результате этого давление в полости кольцевой проточки 11 оказывается выше давления в полости второго стакана 8, что приводит к повторению процесса «втягивания» рабочего инструмента 4 в полость второго стакана 8. При возвратно-поступательном движении возникают силы отдачи, которые сначала передаются на первый стакан 6 и приводят к сжатию верхнюю пружину 19, а гаситель 20, силы инерции которого направлены противоположно действию сил отдачи, через нижнюю пружину 23 препятствует этому движению, препятствуя движению стакана 6. При движении в обратную сторону рабочего инструмента 4 сила отдачи перемещает первый стакан 6 вниз и заставляет сжиматься нижнюю пружину 19, а гаситель 20, силы инерции которого направлены противоположно действию сил отдачи, через верхнюю пружину 22 препятствует этому движению, препятствуя движению стакана 6. Масса гасителя колебаний и жесткость пружин гасителя рассчитываются таким образом, чтобы круговая частота колебания рабочего органа была равна собственной круговой частоте гасителя на пружинах. Тогда гаситель будет настроен таким образом, что будет работать в режиме антирезонанса (см. фиг.2). Таким образом, работа гасителя в режиме «противофазы» с движениями рабочего инструмента нейтрализует основной объем спектра вибрации молотка.

1. Пневматический отбойный молоток, содержащий корпус с виброзащитной рукояткой, имеющий средство подвода сжатого воздуха, ствол, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения, амортизатор и рабочий инструмент, отличающийся тем, что он снабжен гасителем вибрации, ствол выполнен составным в виде первого стакана, на открытом конце которого расположена разъемная крышка, а на его противоположном конце выполнена резьба, и второго стакана, в дне которого выполнено отверстие в виде направляющей, а на его открытом конце выполнена резьба для крепления с соответствующей резьбой первого стакана, на внешней поверхности второго стакана выполнена кольцевая проточка и расположенные с обеих сторон последней кольцевые желобки, в которых размещены уплотнительные кольца для герметизации зазора между внешней поверхностью второго стакана и внутренней поверхностью корпуса, у дна второго стакана в его стенке выполнены сквозные отверстия, устья которых расположены в упомянутой кольцевой проточке второго стакана, рабочий инструмент выполнен с рабочим и нерабочим концами и осевым отверстием, выполненным на оси рабочего инструмента со стороны его нерабочего конца, у дна рабочего инструмента выполнены сквозные отверстия для сообщения полости осевого отверстия рабочего инструмента с его внешней поверхностью, рабочий конец рабочего инструмента выполнен возможностью возвратно-поступательного перемещения через упомянутое отверстие, выполненное в дне второго стакана, нерабочий конец рабочего инструмента выполнен с пояском для контакта с внутренней поверхностью второго стакана, средство подвода сжатого воздуха выполнено в виде патрубка, имеющего отверстие, сообщенное с полостью кольцевой проточки второго стакана, и закрепленного на внешней поверхности корпуса, корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки, диаметр которой ступенчато изменяется по ее длине, один из торцов корпуса имеет больший диаметр, а другой - меньший, на торце корпуса с большим диаметром расположена съемная крышка, а торец корпуса с меньшим диаметром открыт, амортизатор выполнен из условия обеспечения подпружинивания ствола относительно обоих упомянутых торцов корпуса, при этом гаситель вибрации выполнен в виде цилиндрической втулки со сквозным осевым отверстием, размещенной в полости первого стакана и подпружиненной относительно дна первого стакана и разъемной крышки.

2. Пневматический отбойный молоток по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность цилиндрической втулки выполнена с кольцевым пояском, в который уперты концы пружин сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в дно первого стакана и разъемную крышку.

3. Пневматический отбойный молоток по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность первого стакана выполнена с кольцевым пояском, в который уперты концы пружин сжатия, вторые концы которых уперты соответственно в перемычку, соединяющую участки корпуса молотка, и съемную крышку.

4. Пневматический отбойный молоток по п.1, отличающийся тем, что он снабжен конфузорной обечайкой, расположенной на торце корпуса с меньшим диаметром.