Машина ударно-вращательного действия

 

СООЗ СОВЕТСНИХ

Н каъыик

4 А2 (!9) (И) (51)4 Е 21 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪГ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕН (ЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ (61) 1155738 (21) 3846762/22-03 (22) 22. 01. 85 (46) 23. 08. 86. Бюл. 9 31 (71) Производственное объединение

"Электромеханика" (72) К.М.Каушль| (53) 622.233.52-83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1155738, кл. Е 21 С 3/12, 1983. (54 ) (57) МАШИНА YllAPHO-ВРАЩАТЕЛЬНОГО

ДЕЙСТВИЯ по авт.св. )) Il55738, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения реверсирования направления приложения ударных нагрузок для облегчения извлечения инструмента из пробуренного шпура, бурильная машина снабжена фиксаторами копиров, причем копиры установлены с возможностью осевого перемещения и имеют направляющие выступы, которые закреплены на копирах при помощи шарниров.

I 252484

Изобретение относится к машинам ударно-вращательного действия, например к перфораторам, может быть использовано для ударно-вращательного бурения шпуров в бетоне, кирпичной кладке, гор«(ъ(х породах, как ручной механизированный инструмент, и является усовершенствованием машины по авт.св. «1(1155738.

Цель изобретения — обеспечение 10 реверсирования направления приложения ударных нагрузок для облегчения извлечения инструмента из пробуренного шпура.

На фиг.l изображена машина удар- 15 но-вращательного действия, общий вид ! на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. I; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.l; на фиг 5 — вид Г на фиг. 1; на фиг 6 сечение Д-Д на фиг.5; на фиг.7 — сечение E-E на фиг. 5; на фиг. 8 — сечение Ж-Ж на фиг.5; на фиг.9 — сечение

3-3 на фиг.5; на фиг.10 — график усилий однонаправленного вибратора.

Машина ударно-вращательного действия состоит иэ корпуса 1 с закрепленным на нем приводным двигателем

2, который через шлицевой вал 3 соединен с ведущим коническим зубчатым 30 колесом 4 дифференциала, размещенного «J подвижном цилиндре 5. Подвижный цилиндр ус анонлен в корпусе I с возможностью продольных перемещений и амсрт«(эиронан гозвратными пружинами б. При этом в качестве направляющих используется шлицевой вал 3 и шток 7 с зажимом 8 для закрепления исголнительного инструмента 9 (бура).

На осях сателлитов 10 закреплены на(«ранляющие 11, в которых с воэможностью продольных перемещений установлены дебалансы 12, взаимодействующие с копирнми 13. у тановленные ассиметрично осям сателлитов l0 и снабженные направляющими выступами

14.

Для регулируемого изменения удар«f«(x движений ш пока 7, f(cрелаваемых 50 и спол ннтел «.ному инструменту 9 до пп.(ного их прекрап(ения, испольэуетсн стержень 1 5 устав 1н«(е«(((ь(((с в(эможностьк :(родо и «(ь(х ((ер смен«нии в штоке 7 и закр пленный от нх Hç(fèìî- 55 вращений ((ружин;((f(штифтом 16, учгта— новленным и (()(1jJ «J(««f(и f(аэч 17 ш(тока 7.

Гайка 18, воздействующая на стержень 15 через пружинный штифт 16, служит для поджатия фрикционного диска 19, закрепленного на конце стержня 15, к фрикционному диску 20, закЪ репленному на конце шлицевого вала 3 и позволяет произвольно менять степень этого поджатия.

Для регулируемого изменения вращательных движений штока 7 он сопряжен с промежуточной втулкой 21 посредством шлицевого соединения. При этом втулка 21 установлена в корпусе

1 шарнирно с возможностью поворота и может регулируемо тормозиться до полной остановки посредством стопорного винта 22.

Для реверсирования ударных движений штока 7, передаваемь(х исполнительному инструменту 9, копиры 13 установлены н направляющих 23 с возможностью осевых перемещений и фиксаций пружиной 24 фиксатора 25, выступ 26 которого перемещается в пазу

27. При этом копир 13 снабжен двумя направляющими выступами 14, установленными шарнирно на копире на оси 28 и взаимодействующими с выступами 29 направляюп(их 23. В нижнем положении (фиг.5) копира 13 выдвигается левый направляющий выступ 14, а в верхнем положении копира 13 выдвигается пра(зь(й направляющий выступ 14 (левый направляющий выступ 14 убирается под воздействием дебаланса 12).

При этом в нижнем положении копира 13 шток 7 передает инструменту

9 ударные воздействия, способствующие внедрению инструмента в горную породу, а в верхнем положении шток

7 передает инструменту 9 ударные воздействия, с(«(зсобству(ощие извлечению инструмента 9 из горной породы.

Перемещение копиров 13 производится через закрываемые продольные отверстия в корпусе I (не показаны) путем нажатия на фиксатор 25 — рас(рикгации, перемеп;ения копира 13 и повторной фиксации в другом крайнем положении, которая производится при отпускании фиксатора 25.

При проведении бурильных работ в зависимос.тн от твердости породы производится регулировка машины ударно-вращательного действия на предмет преимущественного ударного Boздействия исполнительного инструмен.та (бура) 9 на городу в случае про125 ведения шпуров в твердых породах, например в гранитах, или преимущественного вращательного воздействия в случае проведения шпуров в мягких породах, например в известняках. Для преимущественного ударного воздействия затормаживается посредством тормозного винта 22 втулка 21 и шток

7, связанный через зажим 8 с буром

9, получает воэможность только про- fp дольных перемещений во втулке 21.

При включении приводной двигатель

2 через шлицевой вал 3 начинает вращать ведущее зубчатое колесо 4 дифференциала, которое через сателлиты IO начинает вращать направляющие II с дебалансами 12, взаимодействующие с копирами !3, зафиксированными в нижнем положении (фиг.5) на подвижном цилиндре 5, движение 2р которого через шток 7 и держатель 8 передается на бур 9. При движении направляющей ll на участке a — 6, соо ответствующем 0-90 (отсчет положения дебаланса 12 и направляющей 11 25 сейчас и в дальнейшем примем по положению торца ь дебаланса 12), дебаланс 12 иэ полож щ я, при котором он поджат торцом к копиру 13 в точке а (фиг.5) дебаланса 12, следуя gp траектории копира 13 постепенно отжимается в симметричное относительно оси вращения положение, при котором обе торцовые стороны и m дебаланса 12 отстоят на равных расстояниях от центра вращения. При этом, 35 поскольку дебаланс 12 постоянно приближается к центру вращения со скоростью, определяемой скоростью вращения направляющей 11 и траекторией

40 копира 13 на этом участке (скорость вращения приводного двигателя сейчас и в дальнейшем примем постоянной), центробежная сила будет больше пропорциональна градиенту уменьшения

45 радиуса в сравнении с центробежной силой на этом же радиусе при градиенте изменения радиуса вращения равным нулю, и постепенно снижается до нуля по мере приближения дебалан50 са 12 к положению симметрии .

При движении на участке Ь вЂ” с дебаланс 12, следуя траектории копира

13 на этом участке, сохраняет дос- 55 тигнутое симметричное положение, при котором центробежная сила воздействия на дебаланс равна нулю.

2484 4

После прохода ri чки с за счет иэ— менения траектории копира !3 дебаланс 12 начинает слегка смешаться в сторону торца г (смешение может бы ь сколько угодно малым, лишь бы оно обеспечило поджатие торца i., дебаланса 12 к копиру !3). В момент, когда край торца проходит точку и, дебаланс 12 срывается с направляющего упора 14 и свободно перемечается под действием центробежной силы до ударного соприкосновения торца и дебаланса 12 с точкой а копира 13.

При дальнейшем вращении направляющей 11 на участке с! — + торец г дебаланса 12, следуя траектории копира

l3, перемещает дебаланс 12 в симметричное относительно центра вращения положение. Затем, достигнув точки 11, дебаланс 12 слегка смещается в сторону торца и после достижения краем торца л точки 4 направляющего выступа 14 дебаланс 12 срывается с него и после свободного перемещения под действием центробежной силы ударно соприкасается торцом » с копиром 13 ,в точке и так далее.

Ударное и силовое соприкосновение дебаланса 12 с копиром 13 изображено на графике (фиг.10), иэ которого видно, что вектор силы направлен преимущественно в одном направлении.

Указанные усилия через копиры 13 передаются на подвижный цилиндр 5 и далее через шток 7 на бур 9.

Для преимущественного вращательного воздействия путем регулируемого поджатия фрикционного диска 19, закрепленного на конце стержня 15, к фрикиионному диску 20, закрепленному на конце шлицевого вала 3, осуществляется сцепление ведущей оси дифференциала с осью штока 7. Втулка 21 при этом растормаживается. При включении приводного двигателя 2 подвижный корпус 5 и бур 9 начинают вращаться со скоростью вала первого (приводного) двигателя 2.

При соответствующей регулировке возможен вариант ударно-вращательного воздействия бура 9 на породу при любом соотношении движений. Кроме того, дифференциальное закрепление бура позволяет автоматически изменять соотношение движений в зависимости от осевого давления.

Для облегчения извлечения бура 9 из шнура, например, при егo заклиниА-4

Фиест

Вид Г

В-В

Фиг. 4

f 1 ванин при бурении шпуров в вечной мерзлоте копиры 13 расфиксируются путем нажатия на фиксатор 25, и перемещаются в крайнее верхнее положение. При этом утапливается левый (фиг.5) направляющий выступ 14 и выдвигается правый направляющий выступ 14 и при вращении направляющей

ll с дебалансом 12 он периодически

252484 4 ударно соприкасается в точке d c копиром 13 аналогично как при нижнем положении копира )3 он ударно соприкасался с точкой а но ударные усилия, передаваемые на бур 9 через копир 13, подвижный цилиндр 5 и шток 7 будут направлены в сторону извлечения бура из породы.

1252484

26

27 иг.

E- E

)252484

27

Составитель Ю.Стрелов

Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Редактор А.Сабо

Закаэ 4601/34 Тиразк 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

ll3O35; Москва, %-35, -Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4