Вращатель бурового станка

 

СОЮЗ, СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ Е 21 С 1/00

6

1. I сала «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н вто скомм свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

:(21) 3380159/22-03 .1(22} 15.01.82

;(46) 07.06.83. Бюл. И 21 (72} Н.Г. Закаблуковский, Ж.Г. Мухин и A.Ï.. Геде (71) Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (53) 622.233.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3272944, кл. Е ?1 -С 1/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР и .715784, кл. E 21 C. 3/00, 1975 (прототип) . (54)(57) 1. ВРАЩАТЕЛЬ БУРОВОГО СТАНКА, включающий корпус, радиально-поршневой двигатель с выполненным в виде аксиального .кольцевого прилива на стенке .корпуса статором и расположенными в нем поршнями-толкателями, соприкасаекцимися- с эксцентрично расположенной относительно последних упорной цилиндрической поверхностью ротора, выполненного в виде блокшестерни. планетарного редуктора, большой зубчатый венец которой вхо:дит в зацепление. с внутренним зубчатым венцом обоймы-корпуса, а малый-с-зубчатым венцом шпинделя, и цилиндрический золотник в аиде эксцентри. ковой втулки с. распределительными ка налами, одна половина которых сообщена с-поршневыми камерами .и подводя;щими каналами корпуса, а другая - с отводящими каналами корпуса, о т л и" ,. SU„„1021773 А

;ч а ю шийся тем, что, с целью по.

:вышения мощности и надежности вращателя при одновременном уменьшении его габаритных размеров, аксиальный

-кольцевой прилив;в статоре выполнен между большим и малым зубчатыми венцами, а цилиндрический золотник размещен в промежутке между приливом и малым зубчатым венцом, причем в золотнике выполнены со стороны малого венца компенсационные выборки, кото рые сообщены с распределительными

;каналами втулки.

2. Вращатель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в обойме кор.пуса и ротора по меньшей иере с одной .из боковых сторон внутреннего зубча" Е того и большого венцов выполнены на- М правляющий пояс и пояс качения соответственно.

3. Вращатель по и. 2, о т л и ч аю шийся тем, что направляющий пояс обоймы. и пояс качения ротора выполнены в средней части внутреннего и большого зубчатых венцов соответственно.

М

= 4. Вращатель по и. 1, о т л и ч аю: шийся тем, что поршни-толка- 3 тели выполнены из эластичного материала с уплотнительным со стороны ©Ф основания пояском.

5. Вращатель по и. t, о т л и.; ч а ю шийся тем, что осевой

: линейный размер поршней-толкателей ,больше чем радиальный.

1021773 2

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для вращения бурового инструмента.

Известен вращатель бурового станка, включающий корпус, размещенные. в кольцевом выступе последнего, большое и малое зубчатые колеса, находящиеся во внутреннем зацеплении и образующие рабочие камеры переменного ip объема, и золотниковый распределитель, выполненный в виде закрепленной на роторе втулки (11.

Недостатком вращателя является то, что при срабатывании выступов-3убьев ротора необходимо производить относительно длительную операцию . по замене ротора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо"2p му результату является вращатель буро. вого станка, включающий корпус, ради- ально-поршневой двигатель с выполненным в виде аксиального кольцевого прилива на стенке корпуса статором и расположенными в нем поршнямитолкателями, соприкасающимися с эксцентрично расположенной относительно последних упорной цилиндрической поверхностью ротора, выполненного в виде блок-шестерни планетарного редуктора, большой зубчатый венец которой входит в зацепление с внут ренним зубчатым венцом обоймы корпуса, а малый - с зубчатым венцом шпинделя, и цилиндрический золотник З5 в виде эксцентриковой втулки с рас" пределительными каналами, одна половина которых сообщена с поршневыми камерами и подводящими каналами корпуса, а другая - отводящими кана- 40 лами корпуса $2)

Недостатком вращателя является то,: что выполнение аксиально размещенных зацеплений в поршневой группе двигателя и зубчатых зацеплениях ре- 45 дуктора приводит к потере мощнос ти и увеличению габаритных размеров устройства. Кроме того, снижается долговечность вращателя из-за необходимости достаточно высокой точнос- 5р ти изготовления поршневой группы и зубчатых зацеплений.

Целью изобретения является повы" шение мощности и надежности вращате ля при одновРеменном уменьшении его габаритных размеров.

Цель достигается тем, что во вращателе бурового станка, включающей .:корпус, радиально-поршневой двигас тель с выполненным в виде аксиально- го кольцевого прилива на стенке кор- пуса статором и расположенными в нем поршнями-толкателями, соприкасающимися с эксцентрично расположенной относительно последних упорной цилиндрической поверхностью ротора, выполненного в виде блок-шестерни планетарного редуктора, большой зубчатый венец которой входит в зацепление с внутренним зубчатым венцом обоймы корпуса, а малый - с зубчатым венцом шпинделя, и цилиндрический золотник в виде эксцентриковой втулки с распределительными каналами, одна половина которых сообщена с поршневыми камерами и подводящими каналами корпуса, а другая - с отводящими каналами корпуса, аксиальный кольцевой прилив в статоре выполнен между большим и.малым зубчатыми венцами, а цилиндрический золотник размещен в промежутке между приливом и малым зубчатым венцом, причем в золотнике выполнены со стороны малого венца компенсационные выборки, которые сообщены с распределительными каналами втулки.

В обойме корпуса и ротора по меньшей мере с одной из боковых сторон внутреннего зубчатого и большого венцов выполнены направляющий пояс и пояс качения соответственно.

Направляющий пояс обоймы и пояс качения ротора выполнены в средней части внутреннего и большого зубчатых венцов соответственно.

Поршни-толкатели выполнены из эластичного материала с уплотнитель. ным со стороны основания пояском.

Кроме того, осевой линейный размер поршней-толкателей больше чем радиальный.

На фиг. 1 показан вращатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения поршней-толкателей в виде блоков; на фиг. 4 - вариант шахматного размещения поршней-толкателей в статоре; на фиг. 5 - вариант выполнения поршня-толкателя продолговатой в сечении формы; на фиг. 6вариант выполнения поршня-толкате ля из эластичного материала; на фиг. 7"11 - варианты выполнения направляющего пояса обоймы и пояса качения ротора.

Вращатель, включающий двигатель и планетарный редуктор, имеет кор— пус 1, обойму 2 и крышку 3, стянутые

3 1021773 -4 болтами Ч. В статоре двигателя, вц- го редуктора выполнены с возможностью . полненного в виде аксиального коль" действия реэультир ющих радиальных сил цевого прилива 5 корпуса, установ- в одной центральной плоскости поршнелены цилиндрические поршни-толкате4 - вой группы, т.е. ротор и блок-шестерли 6, контактирующие с внутренней ци" ня выполнены плавающими. линдрической упорной поверхностью 7 Для устранения взаимного проскальротора двигателя, выполненного за од- эывания внутренней упорной поверхносно целое с.блок-шестерней 8 планетар- ти 7 ротора по поверхности статора ного редуктора и расположенного экс" фиг.7-11) в обойме 2 корпуса вращацентрично .относительно статора. На" 10 теля выполнен направляющий пояс 27 с ружный большой зубчатый венец 9 блок- диаметром, равным диаметру начальной .шестерни входит s зацепление с непо- окружности зубчатого венца 10, а блок. движным. внутренним зубчатым венцом 10 шестерня 8 - соответствующим поясом обоймы 2. Иалый зубчатый венец 11 качения 28 с диаметром, Равным диаблок-шестерни выполнен внутри ее боль 5 метру окружности большого зубчатого шого зубчатого венца и входит в за-. венца 9 блок-шестерни. Конструктивно цепление с зубчатым венцом 12 полого зти пояса могут быть выполнены в шпинделя 13,:установленного в подшип- виде выступов 29 на обойме и соответниках 14. На передний. Реэьбовой конец ствующих выступов 30 на блок-шестершпинделя устанавливается зажимной пат; О не, расположенных с обеих сторон эуброн бурового станка. (не показан) . Pac -чатых венцов (фиг. 71 или аналогичпределительнцм устройством двигателя - . йцх выступов 31 и 32 в центральной ,врашателя является цилиндрический зо, части этих венцов фиг. 8) . Выступы лотник 15, выполненный.s виде экснент также могут быть расположены только . Риковой втулки, прецизионно Установ= 5 с одного бока зубчатых венцов (не поленной на наружной цилиндрической по ::каэано).. верхности малого зубчатого венца 11 Технологичнцй вариант выполнения блок-шестерни. Энергоноситель подает" -. выступов 6 съемными кольцами 33 и 34 ся-в рабочие камеры 16 или 17 денга .показан на фиг. 9. теля по продольным каналам 18; или .19. . Вариант, когда направляющий пояс золотника, половина котоРых сообщена обоймц 2 образуется путем установки, с подводящей расточкой 20 корпуса : съемного кольца 33 в обойме 2, à ïî,- a другая - с .отводящей расточкой 21 ° верхность качения 28 формируется пу В золотнике 15 выполнены сегментные :тем соответствующей обточки зубьев . компенсационные-выборки 22 и 23 на его -:.-, зубчатого венца 9 до диаметра на" : поверхности со стороны полого венца 1! 35 1чальной окружности, показан на фиг.10 и сообщены с продольными каналами 18, а вариант установки съемного кольи 1 9 радиальными отверстиями 24 »5 .,ца 34 на блок-шестерню 8 и обраэоваПоршнитолкатели могут .быть « o" ния направляющего пояса 27 за счет нованц в виде двух и более круговых .соответствующей расточки зубчатого блоков, как показано на фиг. 3ь и Р с40 венца 10 до диаметра начальной окружположены по поверхности статора в ш х ..ности показан на фиг. 11. Соответст матном порядке фиг. 41, что позволя» вующие направляющие пояса и пояса ет при .неизменном наружном диаметре и :качения могут быть обраэованц и в относительно незйачительном Увеличе-. ::.зубчатом зацеплении малого венца 11 нии длины вращателя повысить его мощ 45 блок-шестерни с зубчатым венцом 12

- ность. Эту же задачу можно реши ь пу .полого шпинделя (не показано) . тем применения поршней-толкателей 6 Вращатель работает следующим обпродолговатой формы (фи. 51 - осевой разом. линейный размер поршней-толкателей 6 При включении вращателя (фиг.1 больше чем: радиальный. Поршни-толкатещ и 2 ) энергоноситель поступает в коль-. ли 6 для уменьшения утечек знергоноси- цевую расточку 20 и по продольным теля могут быть изготовлены из элас™ канадам 18 цилин ического эолотниного материала например кайрос ° В !ка.1 в рабочие камеры 16 и через ня-толкателя 6 выполняется уплотнители ную выборку 22 При этом и от вопоный поясок 26 фиг. 6 .

:ложные камеры 17 и сегментная выПоршневая группа двигателя враща- .борка 23 продольными каналами 19, теля и зубчатые зацепления планетарно",радиальным отверстием 25 и расточ5 1021773 Ф кой 21 соединяются со сливом. разме- неподвижному зубчатому венцу» ры сегментной выборки выбраны так, РачиваЯ при этом эксЦентр экс ент ичный цилинд что радиальное давление энергоноси- рическии золотник 15, котор " ч

15 кото ый послетеля на цилиндрический золотник . довательно подключает энерг ет эне гоноситель со стороны выборки уравновешивает 5 к очереднои рабочей камере д

° У и каме е и соединядавление энергоносителя на золот- ет противоположную камеру со сливом. ник со стороны рабочих камер. Под Обкатывающее планетарное движедеиствием давления энергоносителя ние блок-шестерни преобразуется с посоответствующие поршни-толкатели 6 мощью зубчатого:,зацепления, соотжимают блок-шестерню 8 до упора ее 0 стоящего из малого зубчатого е ц ого вен а 11 внутренней .цилиндрической поверх" и зубчатого венца 12, во вращательное

НосТ 7 в наружную цилиндрическую по- движение полого шпинделя 13, Пр р я 1 . П еобраверхность статора или же до упора зование планетарного движения л вижения блокпояса качения 28 в направляющий по- шестерни во вращательное движение яс 27. При изменении направления по- 35 шпинделя может быть осуществлено с: тока энергоносителя, т.е. при подво- помощью других механизмов, 4 р р например де его к рабочим камерам через рас- мутфового или эксцентрикового типа точку 21 и Радиальные каналы 19, (не показаны). происходит Реверсирование вращателя.

Результирующая сила давления поршней-!20 При использовании предлагаемого толкателей на блок»шестерню застав- изобретения за счет уменьшения вероляет ее поворачиваться относительно--: ятности перекоса зубчатых зацеплений, мгновенного центра вращения, находя- - выполнения плавающего ротора и блоч" щегося на начальной окружности непо- ной компоновки поршней-толкателей додвижного зубчатого. венца 1.0, который 25 стигается надежная работа вращателя в свою очередь перемещается по ней, при одновременном снижении его габа-. заставляя блок-шестерню катиться по ритов.

1021773

1023 773, 1Р

Фиг. Г

1021773

1021773;

Фиг.

Z7.

7 у иг. П

Составитель 8. Захаров

Р Циника Техреду В Далекоуеи ор р«

Ко ектор А.;Ильин

--Я.......

Закаэ 3995/22 Тираж 0

ВНИИПИ Государственного комитета ССС делам изобретений и открытий

И)«0)$ Иоква Ж-Я Раушская наб. .8. ййй П т" r Ужгород, ул. Проектная, Филиал ййй Патент,