Устройство для вращения инструмента в бурильной машине
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАВЩНИЯ ИНСТРУМЕНТА В БУРИЛЬНОЙ МАШИНЕ, содержащее корпус с жёстко посаженным в нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрично расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим секторные полости, ребра, рацибнально смещенные относительно винтовых золотниковых каналов подвода энергоносителя,и шпиндель внутри сателлита, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения величины торсионных возмущений и увеличения степени уравновешенности вращающихся элементов, ребра жестко связаны с сателлитом и шпинделем, при- V чем число ребер равно числу секторных полостей, рабочие объемы последних равны друг другу, а секторные полости размещены в промежутках между ребрами.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
69) (И) зар Е 21 С 3/дд
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3460255/22-03 (22) 29.06.82 (46) 23.11.84. Бюл. Ф 43 (72) В.С. Пилюгин (71) Норильский ордена Ленина и орде". на Трудового Красного Знамени горнометаллургический комбинат им. А.П.3авенягина
{53) 622.233.65(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 465474, кл. Е 21 С 1/02, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3421429,кл. Е 21 С 1/00, 1982 {нрототип).. {$4) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ
ИНСТРУМЕНТА В БУРИЛЬНОЙ ИАШИНЕ, содержащее корпус с жестко посаженным в нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрично расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим секторные полости, ребра, рацибнально смещенные относительно винтовых золотниковых каналов под. вода энергоносителя,и шпиндель внутри сателлита, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения величины торсионных возмущений и уве- личения степени уравновешенности вращающихся элементов, ребра жестко связаны с сателлитом и шпинделем, причем число ребер равно числу сектор- . ных полостей, рабочие объемы послед- Я них равны друг другу, а секторные полости размещены в промежутках между ребрами.
1 1125
Изобретение относится к области
1 горной промышленности,в частности к устройствам для вращения инструмента в бурильных машинах, например, используемых в подземных условиях. 5
Известно устройство для вращения инструмента в бурильной машине, включающее корпус, неподвижное колесо с внутренними зубьями кругового профиля и эксцентричный сателлит с золот- 10 никовой втулкой, муфту в виде кольцеобразного элемента, связывающего сателлит со шпинделем j1) .
Однако в данном устройстве вследствие незначительной величины рабо- 15 чих камер и относительно невысокой герметичности уменьшается как КПД устройства, так и его надежность.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 2р результату является устройство для вращения инструмента в бурильной машине, содержащее корпус с жестко посаженным в нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрич- 25 но расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим секторные полости, ребра, радиально сме.щенные относительно винтовых золотниковых каналов подвода энергоносителя, и шпиндель внутри сателлита (2), Однако в известном устройстве вследствие скольжения ребер относительно сателлита и шпинделя проис35 ходит их износ, приводящий к снижению надежности конструкции. Кроме того, консольное расположение зуб» чатой муфты относительно точек взаимодействия приводит к проявлению торсионного эффекта, также снижающего надежность конструкции. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения величины торсионных возмущений и увеличения степени уравновешенности вращающихся элементов.
Эта цель достигается тем, что в устройстве для вращения инструмента в бурильной машине, содержащем корПус 56 с жестко посаженным в нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрично расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим сек-55 торные полости, ребра, радиально смещенные относительно винтовых золотниковых каналов подвода энерго365 2 носителя, и шпиндель внутри сателлита, ребра жестко связаны с сателлитом и шпинделем, причем число ребер равно числу секторных полостей, рабочие объемы последних равны друг другу, а секторные полости, размещены в промежутке между ребрами.
На фиг. 1 показано устройство продольный разрез; на фиг. 2 — разрез
А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел Т на фиг. 1 (развертка винтовых золотниковых,каналов).
Устройство для вращения инструмен та в бурильной машине содержит гибкий зубчатый сателлит в виде гибкого обода 1 с нарезанными на нем двумя симметричными(гибкими)зубчатыми венцами 2 и З,которые находятся в постоянном зацеплении с жесткими зубчатыми колесами 4 и 5, закрепленными в корпусе 6 штифтами 7 и 8. Корпус
6 закрыт крышками 9 и !О, в которых установлены подшипники 11 и 12, закрытые своими крышками 13 и 14. На подшипниках 11 и 12 установлен шпиндель 15, соединенный через шлицы
16 с втулкой 17 кольцеобразного элемента 18 из эластично-упругого материала (например, резины) . Кольцеобразный элемент 18 прикреплен к втулке 17 и к гибкому ободу 1 (например, за счет вулканизации, склеивания и т.д.) и выполнен на всю длину образующей гибкого обода 1 с секторными полостями 19 и винтовыми золотниковыми каналами 20 к ним с подводящими отверстиями 21, Винтовые золотниковые каналы 20, выходящие по эллиптичному торцу гибкоro обода 1,сообщаются через каждые
90 с соответствующими кольцевыми о полостями 22 и 23 в крышке 10 через их часто просверленные по двум кон,центрическим окружностям отверстия
24 и 25.
Эллиптический (или кулачковый) профиль удлиненному гибкому ободу 1 (и встроенному внутри него кольце1 образному элементу 18 с золотниковыми каналами 20) сообщает двухрядный механический генератор 26 волн с роликами 27 и 28, которые удерживаются по оси дистанционным кольцом
29. Двухрядный механический генератор"26 волн осуществляет образование эллиптического профиля на всей длине гибкого .обода 1, при этом каждый ряд роликов генератора располодействуют как элементарные поршни на гибкий обод 1, при этом они развивают результирующие силы P.
Гибкие зубчатые венцы 2 и 3, имеющие число зубьев, синхронно проворачиваются относительно неподвижных зубчатых колес 4 и 5, также выполненных с одинаковым числом зубьев.
3а один цикл гибкий зубчатый сателлит повернется на угол, соответствующий разнице чисел зубьев между неподвижными и гибкими венцами. 3а это время генератор 26 волн сделает один полный оборот, а каждая секторная полость 19 дважды побывает в зоне нагнетания и выхлопа энергоносителя.
Возникающий крутящий момент от гибкого зубчатого сателлита через стенки кольцеобразного элемента 18, втулку 17 и шлицы 16 передается шпинделю 15 и буровому инструменту (не показан). Вращатель одновременно генерирует мощность и редуцирует ее, т.е, он работает как моторредуктор. Отработанный энергоноситель в рассматриваемый момент времени из секторных полостей 19 второго и четвертого квадрантов(фиг.2) выходит через соответствующие отверстия 21, винтовые. золотниковые каналы 20 и далее через отверстия
25 в кольцевую полость 23 и в атмосферу по стрелке С. Энергоноситель к буровому инструменту подается через полый шпиндель 15 по стрелке Д.
Реверс шпинделя (5 осуществляется изменением направления подачи подается против стрелки С в кольцевую полость 23 и через соответствухлоп из секторных полостей 19 перПри использовании предлагаемого изобретения кроме повышения надежности конструкции достигается увеличение крутящего. момента за счет относительно большой суммарной поверхности секторных полостей, выполняющих функции поршней.
3 1125365 4 жен в зоне своего гибкого зубчатого венца.
Гибкая насадка 30 обеспечивает герметичность золотникового распределительного устройства пб торцу.
Винтовые золотниковые каналы 20 служат для распределения энергоносителя по секторным полостям 19 (векторная диаграмма на фиг. 2, где P —давление энергоносителя, Р - резуль- 10 тирующая сила отдельного квадранта, 3 — эксцентриситеты гибкого зубчатого сателлита). Для получения данной диаграммы вход каждого золотникового винтового канала 20 должен быть развернут относительно его выхода на 45
Число секторных полостей 19 подбирается оптимальным по конструктивно-технологическим параметрам, а золотниковые каналы 20. распределяются пропорционально между ними. Подвод к каждой секторной полости 19 не менее двух золотниковых каналов
20 исключает образование в них застойных зон и гарантирует более быструю их продувку или наполнение в переходных зонах, когда сечения подводящих отверстий 24 и 25 частично или полностью перекрыты.
Ребра 31 жестко скреплены со шпинделем 15, а секторные полости 19 размещены между ребрами, причем число ребер 31 равно числу секторных полостей 19, а объемы последних равны друг другу.
Все трущиеся торцовые резиновые поверхности устройства выполнены технологически с антифрикционными свойствами. Для усиления резиновые . энергоносителя, т.е. энергоноситель элементы устройства могут быть армированы эластичным кордом.
Стрелки В, С и Д указывают на- ющие отверстия 25, золотниковые правление движения энергоносителя в каналы 20 и отверстия 21 поступает определенный момент времени. в рассматриваемый момент времени в
Работа устройства для вращения секторные полости 19 второго и чет45 инструмента в бурильной машине осу- вертого квадрантов (фиг. 2), А выществляется следующим образом.
При подаче энергоносителя по ., ного и третьего квадрантов ведется стРелке Ы в кольцевУю полость 22 и через кольцевую полость 22 и в атмос еру против стрелки В. эолотниковые каналы 20 и подводящие, отверстия 21 в секторные полости 19 первого и третьего квадрантов (фиг. 2) начинается движение зубьев гибких венцов 2 и 3 относительно Ы неподвижных зубчатых колес 4 и 5.
Соответствующие секторные полости
19 за счет давления энергоносителя
1125365
Тираж 564 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Заказ 8455/24
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель В. Захаров
Редактор Л. Гратилло Техред А.Бабинец Корректор О. Билак
