Принцип действия отбойных молотков и пневмоломов основан на преобразовании энергии сжатого воздуха в механическую работу поршня-бойка (рис. 204), совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре ствола ударной машины и наносящего периодические удары по хвостовику рабочего инструмента. Возвратно-поступательное движение поршня-бойка обеспечивается с помощью воздухораспределительного устройства 4 клапанного или золотникового типа, приводимого в действие сжатым воздуха автокомпрессора. Воздухораспределительное устройство осуществляется впуск сжатого воздуха в цилиндр ствола поочередно в камеры прямого (рабочего) А и обратного Б ходов поршня-бойка и выпуск отработанного воздуха в атмосферу.

Рис. 204. Принципиальная схема ручной пневматической машины ударного действия:
1 – хвостовик рабочего инструмента; 2 – цилиндр ствола; 3 – поршень-боек; 4 — воздухораспределительное устройство; А — камера прямого хода поршня-бойка; Б — камера обратного хода поршня-бойка.

При клапанной системе возду-хораспределения сжатый воздух в указанном положении клапана (рис.205, а) поступает по каналу Б в пространство над поршнем-бойком и перемещает его вниз до удара с рабочим инструментом. Воздух из-под поршневого пространства выходит по каналу Г в атмосферу. После перекрытия поршнем этого канала воздух в подпоршневом пространстве начнет сжиматься и оказывать давление на клапан снизу. В конце рабочего хода канал Г откроется и сжатыи воздух из надпоршневого пространства начнет выходить в атмосферу. При этом давление над йоршнем падает и за счет разности давления в подпоршневом и надпоршневом пространствах клапан займет положение, указанное на рисунке штрихпунктиром.

Рис. 205. Клапанная (а) и золотниковая (б) схемы воздухораспределения пневмомашин ударного действия:
1, 10 — поршень-боек; 2 – клапан; 3 — рабочий инструмент; 4, 6 — каналы отвода воздуха в атмосферу; 5 – канал Для поступления воздуха под поршень-боек; 7, 8 – каналы; 9 — золотник.

Сжатый воздух начнет поступать по каналу В под поршень и заставит его перемещаться вверх. Когда поршень-боек пройдет своей кромкой канал Г, сжатый воздух начнет из-под поршня выходить в атмосферу, при этом давление под ним падает, клапан возвращается в первоначальное положение и цикл машины повторяется. Достоинствами клапанной системы воз-духораспределения являются простота конструкции и малая чувствительность к загрязнению; недостатками — повышенный расход воздуха за счет расходования его части на образование компрессионных подушек в конце каждого такта.

Работа золотниковой системы воздухораспределения (рис.205,б) происходит следующим образом. В начале такта поршень-боек и золотник находятся в нижнем положении под действием сил тяжести. Сжатый воздух поступает по каналу в кольцевые выточки А и Б золотниковой коробки и будет создавать давление на золотник снизу. Одновременно стый воздух, проходя по каналу, будет давить н а верхний обрез золотника сверху. Но поскольку вся надпоршневая полость через канал соединена с атмосферой, давление на золотник сверху будет несколько меньше, чем снизу, он займет верхнее положение. Тогда сжатый воздух поступит по выточкам А и Б и далее по каналу под поршень-боек и будет перемещать его вверх, т.е. начнется холостой ход.

Воздух из верхней полости во избежание противодавления будет отводиться в атмосферу по каналам. Когда поршень-боек, перемещаясь вверх, перекроет эти каналы, то в верхней полости создается давление, действующее на золотник сверху, и он будет находиться в состоянии равновесия. При дальнейшем движении поршня-бойка вверх открывается канал, воздух начнет уходить в атмосферу по каналам, давление на золотник снизу упадет и он перейдет в нижнее положение. Тогда сжатый воздух поступит по каналу и под его давлением поршень-боек переместится вниз. Воздух из подпоршневого пространства будет отводиться в атмосферу по каналу. При движении вниз поршень-боек открывает канал, в который поступает сжатый воздух, создавая давление на золотник снизу. Золотник будет находиться в состоянии равновесия (под действием давления сверху и снизу) до тех пор, пока поршень-боек в крайнем нижнем положении не откроет канал. Тогда воздух из надпоршневого пространства будет выходить в атмосферу, давление на золотник сверху уменьшится и он переместится в верхнее положение, заставляя поршень-боек подниматься вверх. Золотниковая система воздухораспределения наиболее экономична, но сложна в изготовлении и эксплуатации.

Рис. 206. Отбойный молоток:
1 – рукоять; 2 – резиновый амортизатор; 3 — тарельчатая пружина; 4 — вентиль; 5 – промежуточное звено; 6 — клапан; 7 — фиксатор; 8 — стопорное кольцо; 9 — ствол; 10 — поршень-боек; 11 — рабочий наконечник; 12 — пружина.

Сущность работы машин ударного действия, оснащенных двигателем со свободным падением поршня, состоит в том, что поршень-боек, находящийся в цилиндре, совершает возвратно-поступательное движение под действием сжатого воздуха, поступающего попеременно в подпоршневую и надпоршневую полости. В конце рабочего хода поршень-боек наносит удар по хвостовику рабочего наконечника, который выполняет полезную работу.

Чтобы обеспечить виброзащиту рук рабочего, поршень-боек отделен от корпуса упругими элементами, когда наносит удар по хвостовику, выполняя полезную работу. На этом основана конструкция отбойного молотка (рис.206), который состоит из рукояти, ствола, поршня-бойка, воздухораспределительного механизма (клапана), пускового устройства (вентиля), рабочего наконечника и пружины, удерживающей наконечник от выпадения. Для предотвращения саморазвертывания резьбового соединения между стволом и промежуточным звеном установлен фиксатор, удерживающий от выпадения стопорным кольцом, имеющим отверстие для отвода отработанного воздуха. Узел возду-хораспределения рукоятки обеспечивается установкой резинового амортизатора. При нажатии на рукоятку вентиль смещается вправо и открывает отверстие, сообщающееся с кольцевой камерой клапанного распределения; сжатый воздух с помощью клапана поступает поочередно в над- и подпоршневое пространство, заставляя поршень-боек совершать возвратно-поступательное движение, периодически ударяя по рабочему наконечнику.

Перфораторы имеют преимущественно клапанную систему воз-духораспределения, обеспечивающую главное возвратно-поступательное движение ударника. Поворотное движение бура производится во время холостого хода поршня-бойка при его движении вверх.

Рис. 207. Перфоратор:
1 – рукоятка; 2 – собачка; 3 — храповое колесо; 4 — храповой стержень; 5 — цилиндр; 6 — поршень-боек; 7, 9 — поворотные буксы; 8 — ствол; 10 — буровая штанга.

Основным узлом перфоратора (рис.207) является корпус, состоящий из цилиндра, ствола и крышки, соединенных между собой стяжными болтами.

Крышка корпуса снабжена рукояткой для удержания перфоратора при работе и переносе его оператором. Воздухораспределительное устройство, помещенное внутри цилиндра, осуществляет автоматическое изменение направления подачи сжатого воздуха для рабочего или холостого хода поршня-бойка, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре. В конце рабочего хода поршень-боек наносит удар по хвостовику буровой штанги. В результате коронка бура внедряется в грунт, производя его разрушение. Поворот бура производится с помощью поворотного механизма, включающего в себя храповое колесо со стержнем, на конце которого нарезаны спиральные (винтовые) шлицы. Хвостовик стержня входит в шлицевое отверстие гайки, запрессованной в головке поршня-бойка.

Поршень-боек сопряжен с шестигранной буровой штангой поворотными буксами. При рабочем ходе поршня-бойка спиральные шлицы поворачивают храповый стержень против часовой стрелки, а собачки проскальзывают по зубьям храпового колеса. При обратном ходе поршня собачки, упираясь в зубья храпового колеса, препятствуют повороту храпового стержня в противоположную сторону (по часовой стрелке), и поршень, навинчиваясь на хвостовик неподвижного стержня, будет поворачиваться сам вместе с поворотной буксой и буром на определенный угол. Удерживание бура в поворотной буксе перфоратора осуществляется специальным буродержателем.

Рис. 208. Пневмопробойники для проходки скважин (а) и забивания труб (б):
1 – наковальня; 2 – корпус; 3 – ударник; 4 – золотниковое воздухораспределительное устройство; 5 – гибкий рукав.