(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к бурильным машинам упарного действи . Известно устройство ударного действи , содержащее гидроиилиндр, ударник, камеру рабочего и холостого ходов , аккумул тор энергии, систему гидрораспределени f 1. Недостатком устройства вл етс низ ка надежность работы механизма при из . менени х рабочего давлени в гидросистеме . Наиболее близким к предлагаемому п технической сущности и достигаемому ре зультату вл етс гидравлическое устройство ударного действи , содержащее гидроцилиндр, плунжер-ударник, камеры рабочего и холостого ходов, аккумул тор энергии с гидравлической полостью, сист му гидрораспределени , отверсти , выпол ненные в головке цилиндра и соединенны со смывным каналом 2 . Недостаток устройства заключаетс в низкой надежности работы при изменени х давлени рабочего агента в гидросистеме . Целью изобретени вл етс повышение надежности работы за счет расширени диапазона рабочего давлени . Поставленна цель достигаетс тем, что гидравлическое устройство ударного действи содержит гидроцилиндр, плунжерударник , камеры рабочего и холостого ходов, аккумул тор энергии с гидравлической полостью, систему гидрораспределени , отверсти , выполненные в головке цилиндра и соединенные со сливным каналом, при этом система гидрораспрю делени выполнена из двух дифференциальных золот НИКОВ, имеющих средние, выходные и торцовые цилиндрические полости, причем торцовые полости выполнены разного диаметра и в полост х меньщего диаМетра установлены пружины, двух вспомогательных золотников, имеющих торцовые откры тые, с установленными в них пружинами. торцовые закрытые, средние, вспомога- ч тельные,, напорные и крайние со сторо-( ны пружины полости, при этом .гидравлическа полость аккумул тора соединена с выходной полостью одного «из дифферен циальных золотников, торцова полость большего диаметра второго дифференциального золотника соединена с закрытой , торцовой полостью одного из вспомога - тельных золотников и напорной полостью второго вспомогательного золотника, камера холостого хода соединена с торцовой .полостью большего диаметра первого диф ференциального золотника, средней полостью первого и крайней со стороны пружи ны полостью второго вспомогательных зо лотников, торцова полость с пружиной первого дифференциального золотника сое динена со вспомогательной полостью первого вспомогательного золотника, выходна полость и полость с пружиной второго дифференциального золотника соединены соответственно с закрытой торцовой и средней полост ми второго вспомогательного золотника. Кроме того, устройство снабжено распределительным клапаном, имеющим торцовую и кольцевую полости и установленным в гидроцилиндре, при этом торцова , полость соединена с выходной полостью второго дифференциального золотника, кол цева полость -с камерой хопостого хода На фиг, 1 представлена схема ударного устройства с системой гидрораспреде на фиг. 2 - упрощенный вариант устройства. Гидравлическое устройство ударного действи содержит гидроцилиндр 1 с плунжером-ударником 2 и клапаном 3, газогидроаккумул тор 4, сменную гсловку 5 с рабочим инструментом 6, два дифференциальных золотника 7 и 8, два вспомогательныхзолотника 9 и 1О, пусковой зо лотник 11, напорный канал 12, сливной канал 13 и вспомогательные кан:алы. Пусковой золотник показан условно, чтобы на схеме иметь функционально законченное устройство. Пуск и остановка могут выполн тьс другими способами, в. том числе насосным агрегатом. В камере холостого хода 14 гидроцилиндра 1 установлен буфер 15.(типа тарельчатой пружины или др.), со стороны рабочей камеры 16 в гидроцилиндре выполнены боковые отверсти 17, соединенные со сливным каналом, и отверсти 18, соединенные с гидравлической полостью гидроаккумул тора 4. Газова полость 19 гидроаккумул тора отпепена ;;. от гидравли10 64 ческой полости эластичной мембраной 2О или поршнем, который Может быть выполнен в виде стакана и в данном устройртве удобно размешаетс .; Клапан 3 выполнен в виде стакана с боковыми отверсти ми 21, между клапа ,ном и цилиндром образованы торцова 22 и кольцева 23 полости. Дифференииальные золотники 7 и 8 выполнены с головками разного диаметра, в их торцовых полост х меньшего диаметра установлены пружины 24 и 25. В открытых торцовых полост х золотников 9 и 1О установлены пружины 26 и 27, в торцовой полости пускового золотника установлена пружина 28, В золотниковой втулке золотника 7 выполнены полости: напорна 29, сливна 30, выходна 31 и средн 32, в золотниковой втулке золотника 8 - выходна 33 и сливна 34, в золотниковой втулке золотника 9 - напорна 35, сливна 36, средн 37 и вспомогательна 38, в золотниковой втулке золотнкка 1О - напорна 39, сливна 4О, средн 41 и крайн 42. Гидравлическа полость гидроаккумул тора 4 соединена с выходной полостью 31золотника 7. Камера холостого хода 14 соединена с кольцевой полостью 23 гидроцилиндра 1, крайней полостью 42 золотника 1О, торцовой полостью 46 золотника 7 и средней полостью 37 золотника 9. Выходна полость 45 пускового золотника 11 соединена с полост ми 29 и 35 золотнй -ов 7 и 9, средн полость 32золотника 7 - с полостью 39 золотника 10 и торцовыми полост ми 47 .к 48 золотников 8 и 9, полость пружины 24 золотника 7 - с полостью 38 золот- . ника 9, выходна полость ЗЗ золотника 8 - с торцовой полостью 49 золотника 10 и торцовой полостью 22 клапана 3, полость пружины 25 золотника 8 - с полостью 41 золотника 1О. На фиг. 2 показана схема упрошенного варианта предложенного устройства без клапана, раздел ющего гидроаккумул тор и рабочую камеру. Устройство работает следующим образом . Пуск осуществл етс нажатием пускового золотника 11. Выходна полость 45 золотника 11 соедин етс с напором, жидкость под давлением проходит в полости 29 и 35 золотников 7 и 9, далее через полость 37 жидкость проходит в камеру холостого хода 14, плунжер 2 перемещаетс влево, выталкива жидкость из рабочей камеры 51О0 через отверсти 17 на слив - выполн етс возвратный ход плунжера. В конце хода плунжер упираетс в выступ цилиндра и останавливаетс , давление в камере холостого Хода возрастает выше верхнего уровн срабатывани золотника 7. Усилие на правый торец золотника 7 от давлени жидкости (в полости 46) становитс больше суммарного усили от пружины и давлени жидкости на левый торец, золотник 7 перемещаетс влево, полости 31 и 32 соедин ютс с напором, давление проходит в гидравлическую полЬсть гидроаккумул тора 4, в торцовые полости 47 и 48 золотников 8 и 9 через полости 39 и 41 - в полость пружины 25 золотника 8. Золотник 9 перемещаетс влево, полость 37 и соответственно камера холостого хода 14 запираютс , полость 38 соедин етс со сливом, давление в полости пружины 24 исчезает, золотник 7 удер живаетс в переключенном (левом) положении при снижении уровн давлени в последующих тактах, рабочего процесса. Гидроаккумул тор заполн етс жидкостью, рттесн мембрану 20 (или поршень вмес то нее) и сжима газ в полости 19, давление жидкости в акуумул торе и в гидросистеме возрастает. Когда давление жидкости превышает уровень срабатывани золотника 8, послед ний перемещаетс вправо, полость 33 сое . дин етс с полостью 47, давление проходит в торцовые полости золотника 10 и клапана 3. Золотник 10 перемещаетс вправо, полости 41 и 42 соедин ютс .со сливом. Клапан 3 под действием давлени в торцовой полости 22 перемещаетс вправо, сливные отверсти 17 закрыва ютс , а отверсти 21 и 18 совмещаютс открываетс проход жидкости из гидроаккумул гора 4 в рабочую камеру 16. Плунжер 2 поц действием высокого давлени в аккумул торе и- продолжающегос напора жидкости от насоса быстро перемещаf- гетс вправо, совершаетс рабочии ход. ., Из камеры холостого хода жидкость вы1 ио талкиваетс на слив через полость 4О золотника Ю. При этом в канале, идущем от камеры холостого хода, сохран етс некоторое давление, обусловленное гидравлическими сопротивлени ми при большой скорости движени жидкости. Когда плунжер 2 в конце хода удар ет по инструменту 6, он резко остановитс , давление в камере холостого хода (давление слива) прекращаетс , оно исчезает также в полости 46, золотник 7 под действием пружины 24 перемещаетс впра646 во в исходное положение. Далее полость 31 запираетс , полость 32 соедин етс со сливом, соответственно соедин ютс со сливом полости 47, 48 и 39 зопотни ков 8-10 - все эти золотники переме- щаютс в исходные положени . При этом торцова полость 22 клапана 3 соедин етс со сливом, а камера холостого хода 14 и кольцева полость 23 - с напором, клапан 3 перемещаетс влево, закрывает отверсти 18 и открывает отверсти 17 на слив - начинаетс возвратный ход плунжера и повторение цикла работы. На скеме показан гидропружинныйi аккумул тор 50, объемом 1-2 куб.см с начальнымдавлением 2-3 кгс/см. Он присоединен к каналу, соединенному с камерой холостого хода, и предназначен дл компенсации утечек во врем такта накач ,ки жидкости в аккумул тор в течение до секунды, когда камера холостого хода со всеми соединенными с ней каналами закрыта (заперта в золотниковых полост х 37, 42 и 46 и в кольцевой полости 23). В закрытом объеме жидкости бу сохран тьс подпор давлени за счет усилени пружины аккумул тора 50. От такого малого давлени , действующего в течение долей секунды, утечки будут очень малые, сдвиг золотника 7 из левого положени практически не заметен не только ° издели х, но и достаточно поработавших . Гидроаккумул тор 50 необхоДИМ только дл изделий со значительным износом и утечками, когда с замедлением частоты ударов инструмента еще Мир тс и продолжают работать с некоторой потерей производительности. На рабо устройства, описанную выше, гидроак У - Р О не вли ет, Применение предлагаемого устройства ударного действи позвол ет повысить надежность работы за счет расширени Диапазона рабочего давлени путем выпол ™ системы гидрораспределени с переключением в автоматическом режиме по трем уровн м давлени жидкости на осн jl- „ нове положительных обратных св зей, изобретени Формула 1. Гидравлическое устройство ударнодействи , содержащее гидроцилиндр, го плунжер-ударник, камеры рабочего и холостого , ходов, аккумул тор энергии с гидравлической полостью, систему гидрогидравлической полостью, систему п распределени , отверсти , выполненные в головке цилиндра и соедино ныесо сливным каналом, отличающеес teM, что, с цепью повышени надежности его в работе, за .счет расширени диапазона рабочего давлени , система гидрора пределени выполнена из двух дифференциальных золотников, имекиАх средние, выходные.и торцовые цилиндрические полости , причем торцовые полости выполнены разного диаметра и в полост х меньшего диаметра установлены пружины, двух вспомогательных золотников, имеющих торцовые открытые с установленными в них пружинами, торцовые закрытые, средние , вспомогательные, напорные и крайние со стороны пружины полости, при этом ГРГдравлическа полость аккумул тора соединена с выходной полостью одного из дифференциальных золотников, торцова полость большего диаметра второго дифференциального золотника соединена о закрытой торцовой .полостью одного из вспомогательных золотников и напорной полостью второго вспомогатопьного золотника, камера холостого хода соединена с торцовой полостью большего диаметра первого дифференциального залот Ника, средней полостью первого и крайн й со стороны пружины полостью второ10(54) HYDRAULIC DEVICE OF SHOCK ACTION The invention relates to the mining industry, in particular, to the drilling machines with a bottom effect. A percussion device is known, which contains a hydraulic cylinder, a drummer, a working and idling chamber, an energy accumulator, a hydraulic distribution system f 1. A disadvantage of the device is that the mechanism does not operate reliably from. changes in working pressure in the hydraulic system. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a hydraulic percussion device containing a hydraulic cylinder, a plunger-hammer, working and idling chambers, an energy accumulator with a hydraulic cavity, a hydraulic distribution system, orifices made in the cylinder head and connected to the flushing channel 2. The drawback of the device lies in the low reliability of operation with changes in the pressure of the working agent in the hydraulic system. The aim of the invention is to increase the reliability of operation by expanding the range of operating pressure. The goal is achieved by the fact that the hydraulic percussion device contains a hydraulic cylinder, a plunger, a working and idling chambers, an energy accumulator with a hydraulic cavity, a hydraulic control system, openings made in the cylinder head and connected to the drain channel, while the hydraulic distribution system is made of two differential golds NIKOV, having middle, output and end cylindrical cavities, with the end cavities made of different diameters and in the cavity of smaller diamet The rails are installed, two auxiliary spools having face open, with springs installed in them. end closed, middle, auxiliary, pressure and extreme springs from the cavity springs, wherein the hydraulic cavity of the battery is connected to the output cavity of one “of differential spools, the end cavity of a larger diameter of the second differential spool is connected to the closed , the end cavity of one of the auxiliary spools and the pressure cavity of the second auxiliary spool, the idling chamber is connected to the end cavity of a larger diameter of the first differential spool, the first cavity and the extreme side of the spring are the cavity of the second auxiliary seedlings, the end cavity with the spring of the first differential spool is connected to the auxiliary cavity of the first auxiliary spool, the output cavity and the cavity with the spring of the second differential spool are respectively connected with the closed end and middle cavity of the second auxiliary spool. In addition, the device is equipped with a control valve having an end and annular cavity and installed in ilindre, wherein the end caps, a cavity connected with the outlet cavity of the second differential spool count Tsevan cavity -c cam stroke hopostogo Figure 1 shows a percussion device with gidrorasprede system diagram of FIG. 2 - a simplified version of the device. The hydraulic percussion device contains a hydraulic cylinder 1 with a plunger-hammer 2 and a valve 3, a gas-hydraulic accumulator 4, a replaceable valve 5 with a working tool 6, two differential spools 7 and 8, two auxiliary cylinders 9 and 1O, a starting hammer 11, pressure channel 12, drain channel 13 and auxiliary Kan: aly. The starting spool is shown conditionally in order to have a functionally complete device in the diagram. Start and stop may be performed in other ways, c. including pumping unit. A buffer 15 is installed in the idling chamber 14 of the hydraulic cylinder 1 (such as a cup spring or others), side openings 17 connected to the drain channel and openings 18 connected to the hydraulic cavity of the hydroaccumulator 4 are made in the hydraulic cylinder 4. cavity 19 hydroaccumulator torus ;;.. from the hydraulic cavity of the cavity with an elastic membrane 2O or a piston, which can be made in the form of a glass and conveniently stirred in this device; The valve 3 is made in the form of a cup with lateral orifices 21, between the valve, the cylinder and the cylinder, the end faces 22 and the ring 23 cavities are formed. Differential spools 7 and 8 are made with heads of different diameters, springs 24 and 25 are installed in their smaller end diameters. Springs 26 and 27 are installed in open front spools of spools 9 and 1O, spring 28 is installed in the end cavity of the starting spool. the sleeve 7 of the spool 7 has cavities: pressure head 29, drain 30, outlet 31 and middle 32, spool sleeve 8 spool 8 - output 33 and drain 34, spool sleeve 9 of the spool 9 - pressure 35, drain 36, middle 37 and auxiliary 38, in the spool bushing h Ref 1O - pressurized 39, drain 4O, middle 41 and extreme 42. The hydraulic cavity of the hydroaccumulator 4 is connected to the output cavity 31zolotnik 7. The idling chamber 14 is connected to the annular cavity 23 of the hydraulic cylinder 1, the extreme cavity 42 of the spool 1O, the end cavity 46 of the spool 7 and the middle cavity 37 of the spool 9. The output cavity 45 of the starting spool 11 is connected to the cavities 29 and 35 golds 7 and 9, the middle cavity 32 of the hammer 7 is connected to the cavity 39 of the spool 10 and the front cavities 47. 48 spools 8 and 9, spring cavity 24 spool 7 - with 38 ashes cavity m-. Nick 9, output cavity ZZ of spool 8 - with end cavity 49 of spool 10 and end cavity 22 of valve 3, spring cavity 25 of spool 8 - with cavity 41 of spool 1O. FIG. Figure 2 shows a diagram of the simplified version of the proposed device without a valve separating the hydroaccumulator and the working chamber. The device works as follows. The start is carried out by pressing the starting spool 11. The output cavity 45 of the spool 11 is connected to the pressure, the liquid passes under pressure in the cavities 29 and 35 of the spools 7 and 9, then the liquid passes through the cavity 37 into the idle chamber 14, the plunger 2 moves to the left, pushing the liquid from the working chamber 51O0 through the openings 17 to the drain - the plunger returns to its stroke. At the end of the stroke, the plunger rests on the protrusion of the cylinder and stops, the pressure in the idle chamber increases above the upper actuation level of the spool 7. The force on the right end of the spool 7 on the fluid pressure (in cavity 46) becomes greater than the total force from the spring and the pressure of the fluid on the left end , the spool 7 is moved to the left, the cavities 31 and 32 are connected with pressure, the pressure passes into the hydraulic field of the hydroaccumulator 4, into the end cavities 47 and 48 of the spools 8 and 9 through the cavities 39 and 41 - into the cavity of the spring 25 of the spool 8. 9 moves to the left, the cavity 37 and, respectively, the idling chamber 14 are locked, the cavity 38 is connected to the drain, the pressure in the cavity of the spring 24 disappears, the spool 7 is kept in the switched (left) position while the pressure level decreases in subsequent cycles, the workflow. The hydroaccumulator is filled with a fluid, the retrusive membrane 20 (or the piston is mixed together) and the gas in the cavity 19 is compressed, the pressure of the fluid in the accumulator and in the hydraulic system increases. When the fluid pressure exceeds the actuation level of the spool 8, the latter moves to the right, cavity 33 coy. It is driven with a cavity 47, the pressure passes into the end cavities of the spool 10 and valve 3. The spool 10 moves to the right, the cavities 41 and 42 are connected with a drain. The valve 3 under the action of pressure in the end cavity 22 moves to the right, the drain holes 17 are closed, and the holes 21 and 18 are combined to open the passage of fluid from the hydroaccumulus mountain 4 into the working chamber 16. The plunger 2 is subjected to high pressure in the accumulator and continued fluid flow from the pump quickly moving to the right, a working stroke is made. . From the no-load chamber, the liquid is pushed out to drain through the cavity 4O of the spool Y. In this case, a certain pressure is maintained in the channel leading from the no-load chamber due to hydraulic resistances at high velocity of the fluid. When plunger 2 strikes tool 6 at the end of its stroke, it stops abruptly, the pressure in the idling chamber (discharge pressure) stops, it also disappears in cavity 46, the spool 7 is moved right through the action of spring 24 to its original position. Next, the cavity 31 is locked, the cavity 32 is connected with the drain, respectively, the cavities 47, 48 and 39 of the ground cat 8-10 are connected with the drain, all these spools move to their original positions. In this case, the end cavity 22 of the valve 3 is connected to the drain, and the idling chamber 14 and the annular cavity 23 - with pressure, the valve 3 moves to the left, closes the apertures 18 and opens the apertures 17 to the drain - the return stroke of the plunger and the repetition of the work cycle begin. Skeme shows a spring-loaded battery 50 with a volume of 1-2 cc with an initial pressure of 2-3 kgf / cm. It is connected to the channel connected to the idling chamber, and is intended to compensate for leaks during the pump stroke, ki fluid in the battery for up to a second when the idling chamber with all channels connected to it is closed (locked in spool cavities 37, 42 and 46 and in the annular cavity 23). In the closed volume of liquid, the pressure is maintained by boosting the spring of the accumulator 50. From such a small pressure, which acts for fractions of a second, the leaks will be very small, the slide of the spool 7 from the left position is practically not noticeable not only in ° products, but also enough worked. Hydroaccumulator 50 is needed only for products with significant wear and leakage, when the World of Motors is still slowing down the frequency of the instrument's blows and continues to work with some loss of performance. The operation of the device described above does not affect the hydraulic valve V - P 0. The use of the proposed percussion device allows increasing the reliability of operation by expanding the Working Pressure Range by performing the hydraulic control system with automatic switching over three levels of fluid pressure on the ground. jl- „new positive feedbacks, inventions Formula 1. A hydraulic shock device containing a hydraulic cylinder, a plunger-hammer, working and idle chambers, strokes, an energy accumulator with hydra an aval cavity, a hydro-hydraulic cavity system, a distribution system, holes made in the cylinder head and connected with a drain channel, characterized by a teM that, with a chain to increase its reliability in operation, due to the expansion of the operating pressure range, differential spools, with middle, output, and front cylindrical cavities, with the front cavities made of different diameters and springs installed in the cavities of a smaller diameter, two auxiliary ashes ticks with open springs with springs installed in them, butt fins closed, middle, auxiliary, pressure and extreme at the spring side of the cavity, while the GRG hydraulic cavity of the battery is connected to the output cavity of one of the differential spools; the closed face. cavity of one of the auxiliary spools and the pressure cavity of the second auxiliary spool, the idling chamber is connected to the end cavity the larger diameter of the first differential slot of Nika, the middle cavity of the first and the extreme on the side of the spring, the cavity of the second 10
Г г /1 /,fYY / 1 /, f
0«:f 64 го вспомогательных золотников, торцова полость с пружиной первого дифференциального золотника соединена со вспомогательной полостью первого вспомогательного золотника, выходна полость и полость с пружиной второго дифференциального золотника соединены соответственно с закрытой торцовой и средней полост ми второго вспомогательного золотника , 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с тем, что оно снабжено распределительным клапаном, имеющим торцовую и кольцевую полости и установленным в гидроцилиндре, при этом торцова полость соединена с выходной полостью второго дифференциального золотника , кольцева полость - с камерой холостого хода, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 3290489, кл, В 21 С 3/20, 14.08.81. 2. Авторское свидетельство .СССР O 825898, КЛ.Е 21 С 3/20, 1979 прототип),0 “: f 64 auxiliary spools, the end cavity with the spring of the first differential spool is connected to the auxiliary cavity of the first auxiliary spool, the output cavity and the cavity with the spring of the second differential spool are connected respectively to the closed end and middle cavities of the second auxiliary spool 2. The device p. 1, that is, with the fact that it is equipped with a control valve having a face and an annular cavity and installed in the hydraulic cylinder, while the face awn coupled to the differential output of the second cavity of the spool, the annular cavity - with a camera idle information sources, the received note in the examination 1. Copyright certificate USSR on application № 3290489, cl. B 21 C 3/20, 14.08.81. 2. Copyright certificate. USSR O 825898, CL.E 21 C 3/20, 1979 prototype),
.г.g
f f