Гидроударник виброзащитный

(51) 21 3/20 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ инерционном поршне,выполнен в виде мультипликатора с гидравлическими камерами подпора и сжатия изменяемого объема, и полостью постоянного объема,причем соотношение площадей камер подпора и сжатия пропорционально соотношению давлений в напорной магистрали гидропривода при максимальных и минимальных нагрузках, а камера сжатия гидроаккумулятора и его полость сообщены радиальным каналом в теле мультипликатора на удалении от его хвостовой части равном,по крайней мере,ходу мультипликатора. Технический результат 1. Обеспечить конструктивное увеличение первоначального объема гидроаккумулятора. 2. Снизить параметры динамической реакции корпуса снижением динамики движения инерционного поршня.(76) Исаев Валерий Львович Кызыров Кайрулла Бейсенбаевич Исаев Иван Валерьевич Калытка Валерий Александрович Баландин Виталий Сергеевич(57) Изобретение относится к горной промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что гидроударник виброзащитный, включает корпус,содержащий боек с камерами обратного и рабочего ходов, инерционный поршень с камерами напора,перелива и каналы для сообщения камер с гидроприводом,содержащим в напорной магистрали гидроаккумулятор, характеризующийся тем,что гидроаккумулятор установлен в Изобретение относится к горной промышленности. Известно ударное устройство для разрушения горных пород, включающее корпус, боек, камеры рабочего и обратного ходов, распределитель,гидропневмоаккумулятор,тормозную камеру,напорную и сливную магистрали, оно снабжено стабилизатором давления, который выполнен в виде обратного и переливного клапанов, при этом вход обратного и выход переливного клапанов сообщены с напорной магистралью, а выход обратного и вход переливного клапанов сообщены с камерой рабочего хода. (Смотри А.с. СССР 1141190. МПК Е 21 С 3/20. Опубл. 23.02. 85 г. Бюл. 7). Недостатком ударного устройства для разрушения горных пород является то, что стабилизатор давления выполняет установку начального давления в аккумуляторе для задания степени сжатия, влияющего на амплитуду динамической реакции корпуса, но не обеспечивает задание степени сжатия за счет увеличения первоначального объема аккумулятора, что может снизить амплитуду динамической реакции корпуса. Известно гидравлическая машина ударного действия, которая включает цилиндр, ударный поршень, совершающий возвратно-поступательное движение в цилиндре и передающий ударную энергию инструменту,рабочие камеры с изменяемыми объемами прямого и обратного ходов,из которых по меньшей мере одна подсоединяется поочередно к источнику рабочей жидкости и сливу,аккумулятор с аксиально перемещаемым поршнем,соединенный с рабочей камерой, но для автоматического регулирования аккумулятора при изменении давления рабочей жидкости аккумулятор снабжен дополнительным аксиально перемещаемым поршнем и пружинным устройством,расположенным между поршнем и дополнительным поршнем,нагружаемым давлением рабочей жидкости через дроссель. (Смотри Патент 482052. МПК Е 21 С 3/20. Опубл. 25.08. 75 г Бюл. 31(45. Недостатком гидравлической машины ударного действия является то, что аккумулятор с дополнительным аксиально перемещаемым поршнем и пружинным устройством,расположенным между поршнем и дополнительным поршнем,нагружаемым давлением рабочей жидкости через дроссель выполняет регулировку при изменении давления рабочей жидкости,установку начального давления в аккумуляторе для задания степени сжатия, влияющего на амплитуду динамической реакции корпуса, но имеет конструктивное ограничение первоначального обьема аккумулятора, что может способствовать снижению параметров динамической реакции корпуса, поэтому такое устройство ограничено в снижении параметров динамической реакции корпуса. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату, является гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус,в котором с возможностью возвратно 2 поступательного перемещения установлены поршень-боек и инерционный поршень, имеющие общую камеру рабочего хода и камеру обратного хода, но площади поршня-бойка и инерционного поршня со стороны камеры рабочего хода одинаковы, а со стороны камеры обратного хода площадь инерционного поршня больше площади поршня-бойка, при этом камера рабочего хода расположена в передней части корпуса, а камера обратного хода - в его хвостовой части. (Смотри А.с. СССР 768959. Кл. МПК Е 21 С 3/20. Опубл. 07.10.80 г Бюл. 37) Недостатком гидравлического устройства ударного действия является то, что оно генерирует в процессе работы динамическую реакцию негативную для базовой машины, а инерционный поршень обеспечивает постоянное значение реакции поршня-бойка, но не обеспечивает задание степени сжатия конструктивным увеличением первоначального объема аккумулятора, что может снизить параметры динамической реакции корпуса. Поэтому такое устройство конструктивно ограничено увеличением первоначального объема аккумулятора и в снижении параметров динамической реакции корпуса. Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, создание технического решения, которое обеспечило бы получение следующего положительного результата 1. Обеспечить конструктивное увеличение первоначального объема гидроаккумулятора. 2. Снизить параметры динамической реакции корпуса снижением динамики движения инерционного поршня. Поставленная задачарешается тем, что гидроударник виброзащитный, включает корпус,содержащий боек с камерами обратного и рабочего ходов, инерционный поршень с камерами напора,перелива и каналы для сообщения камер с гидроприводом,содержащим в напорной магистрали гидроаккумулятор, характеризующийся тем,что гидроаккумулятор установлен в инерционном поршне,выполнен в виде мультипликатора с гидравлическими камерами подпора и сжатия изменяемого объема, и полостью постоянного объема,причем соотношение площадей камер подпора и сжатия пропорционально соотношению давлений в напорной магистрали гидропривода при максимальных и минимальных нагрузках, а камера сжатия гидроаккумулятора и его полость сообщены радиальным каналом в теле мультипликатора на удалении от его хвостовой части равном,по крайней мере,ходу мультипликатора. Конструктивное увеличение первоначального объема гидроаккумулятора обеспечено образованием первоначального объема гидроаккумулятора камерой и полостью, но камера образована внутренней поверхностью инерционного поршня и наружной поверхностью мультипликатора,полость образована во внутреннем объеме мультипликатора. Камера при сжатии жидкости уменьшает первоначальный конструктивный объем в зависимости от величины хода мультипликатора, а полость имеет неизменный объем. Снижение параметров динамической реакции корпуса за счет снижения динамики движения инерционного поршня достигается тем, что гидроаккумулятор установлен в инерционном поршне, выполнен в виде мультипликатора с гидравлическими камерами подпора и сжатия изменяемого объема, и полостью постоянного объема. При динамических воздействиях гидроаккумулятор выполняет функцию инерционной массы, гасящей за счет инерционных свойств динамические воздействия. Увеличением первоначального конструктивного объема гидроаккумулятора, расширения амплитуды хода мультипликатора,обеспечено образованием гидроаккумулятора камерой и полостью,выполненной внутри тела мультипликатора. Для объединения объемов камеры сжатия гидроаккумулятора и полости в единый объем,камера сжатия гидроаккумулятора и его полость сообщены радиальным каналом в теле мультипликатора на удалении от его хвостовой части равном,по крайней мере,ходу мультипликатора. Работу сжатия камеры сжатия гидроаккумулятора обеспечивает превышение площадей камеры подпора над камерой сжатия. Соотношение указанных площадей пропорционально соотношению давлений в напорной магистрали гидропривода при максимальных и минимальных нагрузках. Камера подпора установлена в передней части корпуса для сообщения с камерой перелива. Для работы гидроаккумулятора принят изотермический процесс. В камере сжатия отношение давлений конечного к начальному соответствует отношению объемов начального к конечному. Эти параметры определяют интенсивность движения мультипликатора, динамику его движений в инерционном поршне и границы его хода, влияют на положения центра масс системы тел боекмультипликатор - инерционный поршень-корпус,задают величину хода инерционного поршня и в конечном виде влияют на динамику инерционного поршня и корпуса. С увеличением хода подвижных тел корпус движется равномерней, динамика корпуса снижается. Увеличение начального объема гидроаккумулятора определяет величину запасаемой энергии и динамику его движений,необходимые и достаточные признаки. Величина начального объема гидроаккумулятора по накапливаемой энергии необходима, но ограничена конструктивной целесообразностью и условием динамики работы. Условие достаточности определяется заданием по снижению параметров динамической реакции,но ограничено конструктивным начальным объемом гидроаккумулятора. Рост начального объема конструкции гидроаккумулятора оправдан для снижения параметров динамики корпуса,задаваемых действием динамической реакции бойка. Увеличение начального объема гидроаккумулятора определяет возрастание хода мультипликатора,которое задает снижение динамики его движений и способствует уменьшению динамической реакции корпуса. Актуальность конструктивного увеличения начального объема гидроаккумулятора для стабилизации динамики корпуса очевидна. Кроме того указанные отличительные признаки обеспечивают стабилизирование вибродинамических реакций корпуса и переходных процессов гидропривода,и накопление в гидроаккумуляторе энергии колебаний вибродинамической реакции и энергии гидропривода. На фигуре изображена схема гидроударника виброзащитного. Гидроударник включает корпус 1, инструмент 2,боек 3,мультипликатор 4,золотник 5,сообщающийся каналами с напором 6 и сливом 7 гидропривода, в корпусе с возможностью возвратнопоступательного перемещения установлены золотник, боек, который образует с корпусом камеры рабочего 8 и обратного 9 ходов и каналы для сообщения его с золотником и гидроприводом, инерционный поршень 10, который образует с корпусом камеры напора 11 и перелива 12. К камере рабочего хода постоянно подведены камера перелива и напор 6 гидропривода. К камере обратного хода постоянно подведены камера напора и золотник. Мультипликатор 4 установлен в инерционном поршне 10, образует с ним камеры гидроаккумулятора сжатия 13 и подпора 14,соединенной изгибным каналом 15 с камерой перелива 12. На входе камеры гидроаккумулятора установлен стабилизатор давления 16 в виде обратного и переливного клапанов, подключенный к напору гидропривода. Положение бойка в корпусе определяет датчик с контактами 0, 1, которые формируют сигналы управления 0, 1 для переключения золотника. Золотник сообщает камеру обратного хода с напором (положение 0) или со сливом (положение 1) гидропривода. Гидроаккумулятор образован камерой сжатия 13 и полостью 17. Камера сжатия образована внутренней поверхностью инерционного поршня и наружной поверхностью мультипликатора, полость образована во внутреннем объеме мультипликатора. Камера сжатия гидроаккумулятора и его полость сообщены радиальным каналом 18 в теле мультипликатора на удалении от хвостовой части мультипликатора равном, по крайней мере, ходу инерционного поршня. Гидроударник виброзащитный работает следующим образом. В показанном на фигуре исходном положении устройства корпус 1 поджат к инструменту 2, боек 3 находится в контакте с инструментом. Золотник 5 имеет сигнал управления 0 при датчике положения бойка с контактом 0 и соединяет с напором гидропривода камеру обратного хода,площадь которой превышает площадь камеры рабочего хода. Боек совершает обратный ход. В этот период гидроударника на корпус действует 3 динамическая реакция бойка (равная разности сил в камерах обратного и рабочего ходов), которая стремится к инструменту. В период обратного хода инерционный поршень движется для уменьшения объема камеры перелива под действием сил давления в камере напора и заполняет камеру подпора. Мультипликатор перемещается для уменьшения объема камеры сжатия. В этот период гидроударника на корпус действует динамическая реакция инерционного поршня (равная разности сил в камерах напора и перелива), которая стремится от инструмента. Равенство сил реакций в период обратного хода от бойка и от инерционного поршня обеспечивает динамическое равновесие корпуса. Мультипликатор сглаживает динамику процесса движения бойка и инерционного поршня благодаря своим инерционным свойствам, накапливая энергии этих движений в гидроаккумуляторе, а именно, в камере сжатия и в полости. Обратный ход длится до состояния датчика положения бойка 1, при котором золотник получит сигнал управления 1,отсоединит камеру обратного хода от напора и сообщит ее со сливом гидропривода. Боек совершает рабочий ход, накапливает кинетическую энергию для последующей ее реализации инструменту при соударении. В этот период ударника на корпус действует негативная вибродинамическая реакция бойка (определяемая силой в камере рабочего хода), которая направлена от инструмента. В период рабочего хода инерционный поршень движется для уменьшения объема камеры напора под действием сил давления в камере перелива и, или разряжает камеру подпора,снижая давление, или заполняет камеру подпора,повышая давление. Если параметры гидропривода не обеспечивают заполнение камер перелива и подпора одновременно, то камера подпора разряжается. Мультипликатор перемещается для уменьшения объема камеры подпора за счет энергии камеры сжатия запасенной в период обратного хода. Напорная магистраль гидропривода подпитывается жидкостью из камер подпора и перелива,стабилизируя давление. Если параметры гидропривода обеспечивают заполнение камер перелива и подпора одновременно, то камера подпора заполняется, уменьшая камеру сжатия. Гидроаккумулятор запасает энергию. Напор гидропривода подпитывает жидкостью камеры подпора и перелива, предотвращает рост давления. Стабилизируются параметры гидропривода и давление напора. Мультипликатор перемещается для уменьшения объема камеры сжатия за счет энергии гидропривода. В этот период гидроударника на корпус действует динамическая реакция инерционного поршня (равная силе в камере перелива), которая стремится к инструменту. Равенство сил реакций в период рабочего хода от бойка и от инерционного поршня обеспечивает динамическое равновесие корпуса. Мультипликатор сглаживает динамику процесса движения бойка и инерционного поршня благодаря своим инерционным свойствам, накапливая энергии этих движений в гидроаккумуляторе, а именно, в камере сжатия и в полости. Корпус сохраняет свое положение. Далее цикл повторяется. В результате,указанные в формуле отличительные признаки обеспечивают конструктивное увеличение первоначального объема аккумулятора и увеличение амплитуды движения мультипликатора. Это уменьшает динамику движений мультипликатора и инерционного поршня, что способствует снижению параметров динамической реакции корпуса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидроударник виброзащитный,включащий корпус, содержащий боек с камерами обратного и рабочего ходов, инерционный поршень с камерами напора, перелива и каналы для сообщения камер с гидроприводом,содержащим в напорной магистрали гидроаккумулятор, отличающийся тем,что гидроаккумулятор установлен в инерционном поршне, выполнен в виде мультипликатора с гидравлическими камерами подпора и сжатия изменяемого объема, и полостью постоянного обьема, причем соотношение площадей камер подпора и сжатия пропорционально соотношению давлений в напорной магистрали гидропривода при максимальных и минимальных нагрузках, а камера сжатия гидроаккумулятора и его полость сообщены радиальным каналом в теле мультипликатора на удалении от его хвостовой части равном, по крайней мере, ходу мультипликатора.