Перфоратор

 

Использование: бурение шпуров при производстве строительных и горных работ. Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус с камерами рабочего и обратного ходов, воздушный кран, воздухораспределительное устройство с клапаном , рукоятку управления, соединенную с пневмоцилиндром. выполненным в виде расточки в корпусе воздушного крана, постоянно связанным через канал с кам рой обратного хода. Стопорные болты крь.шки пневмоцилиндра зафиксированы в naa.ix с помощью вкладышей, выполненных с возможностью скольжения между направляющими пластинами, поджатыми амортизационными прокладками, расположенными в пазах корпуса пневмоцилиндра, что обеспечивает повышение эффективности виброзащиты рукоятки управления за счет снижения ее виброскорости и амплитуды колебаний в продольном и поперечном направлениях. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ьl >i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1661401 (21) 4838288/03 (22) 11.06.90 (46} 23.06.92. Бюл. hh 23 (71) Межотраслевой научно-производственный комплекс "ЮНИТЕМП" (72) Р.Ч.Тункель и Н.К.Сизов (53) 622.233.51(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1661401, кл. Е 21 С 3/24, 1989. (54) ПЕРФОРАТОР (57) Использование: бурение шпуров при производстве строительных.и горных работ.

Сущность изобретения: перфоратор содержит корпус с камерами рабочего и

Ф обратного ходов, воздушный кран, воздуИзобретение относится к угольной, горно-рудной промышленности и связано с разрушением горной породы ударами.

Известный перфоратор содержит корпус с.камерами рабочего и обратного хода, воздушный кран, воздухораспределительное. устройство с клапаном. и рукоятку управления, соединенную с пневмоцилиндром, выполненным в виде расточки в корпусе воздушного крана и постоянно связанным через канал с камерой обратного хода, В перфораторе такой конструкции амплитуда колебаний и виброскорость рукоятки управления резко уменьшены за счет алгебраического сложения скоростей движения корпуса перфоратора и штока пневмоцилиндра с закрепленной на нем рукояткой управления, так как давление сжатого воздуха в основных камерах перфоратора заставляет корпус перфоратора совершать

> Ж 1742469 А2 (я)з Е 21 С 3/24,3!00 хораспределительное устройство с клапаном, рукоятку управления, соединенную с пневмоцилиндром, выполненным в виде расточки в корпусе воздушного крана. постоянно связанным через канал с камерой обратного хода. Стопорные болты крь шки пневмоцилиндра зафиксированы в пазах с помощью вкладышей; выполненных с возможностью скольжения между направляющими пят тинами, поджатыми амортизационными прокладками, расположенными в пазах корпуса пневмоцилиндра, что обеспечивает повышение эффективности виброзащиты рукоятки управления за счет снижения ее виброскорости и амплитуды колебаний в продольном и поперечном направлениях. 2 ил. синусоидальные колебания относительно бурового инструмента (поверхности Земли), а давление сжатого «оздуха в камерах пневмоцилиндра с рукояткой управления благодаря их соединению через клапан воздухораспределительного устройства перфоратора с камерой обратного хода и с атмосферой заставляет рукоятку совершать противофазные синусоидальные колебания относительно корпуса перфоратора. Сложение этих колебаний в каждый момент времени дает значение виброскорости рукоятки управления относительно бурового инструмента, близкое к нулю.

Существенным недостатком этого устройства является невозможность гашения колебаний рукоятки управления в поперечном (к оси перфоратора) направлении, которые при неравномерном приложении момента сопротивления достигают величин, 1742469

Он содержит корпус 1 воздушного крана 2, корпус 3 перфоратора, внутри которого расположен воздухоподводящий канал 4, питающий сжатым воздухом через воздухо5 распределительное устройство 5 с клапаном 6 и канал 7 камеру рабочего хода 8 или через канал 9 камеру обратного хода tO.

Камеры 8 и t0 разделены поршнем-ударником 11, периодически соударяющимся с бу10 ровым инструментом 12, и поочередно сообщаются с атмосферой посредством канала 13.

В воздухораспределительном устройстве 5 выполнен канал 14, пропускающий сжа15 тый воздух через механизм поворота 15 и канал 16 в поршневую камеру 17 пневмоцилиндра t8, выполненного в виде расточки в корпусе 1 воздушного крана 2 и имеющего отверстия 19. Поршень 20 поджат разме30

40 канал 4, воэдухораспределительное устройство 5 и канал 7 попадает в камеру рабочего хода 8, В этот момент давление в камере обратного хода 10 и в поршневой камере 17 равно атмосферному, поэтому зазор между

45 крышкой 23 и корпусом 1 воздушного крана

2 минимален. Возрастающее в камере 8 давление сжатого воздуха разгоняет поршеньударник 11 в сторону бурового инструмента

12, а корпус 3, перфоратора начинает дви50 гаться в противоположном направлении.

При своем рабочем движении поршеньударник 11 сначала отсекает объем камеры

10 и начинает его сжимать, при этом сообщает камеру 8 через канал 13 с атмосферой

55 и затем наносит удар llo икструменту 12.

Падение давления в камере 8 и возрастание давления в камере 10 в определенный момент времени приводит к перекидке клапана 6 и к перераспределению потока сжатого воздуха, который начинает постузначительно превышающих санитарные нормы; Кроме того-, недостатком устройства является его ненадежность, связанная с бы-, стрым износом элементов конструкции, воспринимающих неравномерности момента сопротивления, Цель изобретения состоит в повышекии эффективности виброзащиты управления за счет снижения ее виброскорости и амплитуды колебаний в продольном и поперечном направлениях, Достигается это тем, что в известном перфораторе, содержащем корпус с камерами рабочего и обратного ходов, воздушный кран, воздухораспределительное устройство с клапаном, рукоятку управления, соединенную с пневмоцилиндром, выполненным в виде расточки s корпусе воздушного крана и постоянно связанные через канал с камерой обратного хода, а периодически с ат- 2 мосферой, установлены стопорные болты крышки пневмоцилиндра, при этом болты фиксируются в пазах с помощью вкладышей, скользящих между направлящими пластинами, поджатыми амортизационными 2 прокладками, расположенными в пазах корпуса пкевмоцилиндра. . Предлагаемое устройство позволяет снизить. колебания рукоятки управления в поперечном к оси перфоратора направлении эа счет упругости амортизационных прокладок, расположенных между направляющими пластинами (вдоль которых скользят вкладьгши стопорных болтов) и выступами корпуса воздушного крана 3 (пневмоцилиндра), а также значительно снизить износ стопорных болтов и повысить удобство эксплуатации перфоратора.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемое решение обладает новизной.

Для поиска технических решений, weющих признаки, сходные с признаками заявляемого решения; отличающими его от прототипа, была изучена патентная и научно-техническая литература не только по основной теме (МКИ кл. Е 21 С 3/00-3/28— буровые машины с возвратно-поступательным движением инструмента, вращающегося прерывисто, В 25 017/24- гашение силы отдачи ударных инструментов).. но и по смежной (МКИ кл. F 16 F 3/07. 9/00-9/26.

15/00 — 15/16, 15/22 — средства для гашения колебаний).

Решений со сходными признаками не выявлено, Таким образом, предлагаемое решение отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан перфоратор; на фиг..

2 — разрез по А-А на фиг. 1. щенными в концах пневмоцилиндра амортизаторами 21 и 22, выполненными; например, в виде цилиндрических пружин.

Пневмоцилиндр имеет крышку 23, жестко соединенную со штоком 24 и подвижно соединенную с помощью стопорных болтов 26 с корпусом 1 воздушного крана 2.

Стопорные болты 26 (фиг. 2) входят в отверстия в крышке 23 и соединяются с вкладышами 27, скользящими вдоль направляющих пластин 28, расположенных в пазах корпуса 1 воздушного. крана 2 (фиг, 1) и прижатых к вкладышам 27 с помощью амортизационных прокладок 29, выполненных из упругоэластичного материала, чем обеспечивает удерживание рукоятки 25 от проворота.

Перфоратор в режиме устойчивого бурения работает следующим образом.

Сжатый воздух через воздушный кран 2;

1742469

10 давления в камере 10 и возрастание давле- 25 ния в камере 8 в определенный момент вре7 в камеру 8. Давление сжатого воздуха в 30 камере 17 пневмоцилиндра падает благодаря ее сообщению с атмосферой через отвер35 воздуха в камере 8 приводит поршень-ударник 11 в движение в сторону бурового инс- 40 трумента 12, а корпус 13 перфоратора — в

45 инструмента 12 (неподвижной Земли) при, рабочем ходе поршня-ударника 11 получа-ется близкой к кулю, 50 пать через канал 9 в камеру обратного хода

10, а через каналы 14 и 16 — в камеру 17 пневмоцилиндра 18.

Возрастающее давление сжатого воздуха в камере 10 приводит поршень-ударник 11 в движение в сторону от бурового

° инструмента 12; а корпус 3 перфоратора — в сторону к буровому инструменту, при этом одновременно возрастающее давление сжатого воздуха в камере 17 заставляет поршень 20 с рукояткой 25 выдвигаться и таким образом зазор между крышкой 23 пневмоцилиндра и ко пусом 1 воздушного крана 2 увеличивается, а скорость перемещения рукоятки управления 25 относительно бурового инструмента 12 (неподвижной

Земли) при обратном ходе поршня-ударника 11 получается близкой к нулю, При своем обратном движении поршень-ударник 11 сначала отсекает обьем камеры 8 и начинает его сжимать, при этом сообщает камеру 10 через канал 13 с атмосферой, а затем тормозит воздушной подушкой в камере рабочего ходя. Падение мени приводит к перекидке клапана б и к перераспределению потока сжатого воздуха, который начинает поступать через какал стие 19 и канал 13 перфоратора, а под действием постоянного осевого усилия (вес пневмоцилиндра плюс усилие нажатия). приложенного к перфоратору. поршень 20 перемещается в сторону бурового инструмента, Возрастающее давление сжатого противоположную сторону, в результате чего зазор. между крышкой 23 пневмоцилиндра и корпусом 1 воздушного крана 2 уменьшается. В результате сложения скоростей движения осевая скорость рукоятки управления 25 относительно бурового

При своем возвратно-поступательном движении поршень-ударник 11 генерирует с помощью механизма поворота 15 враща= тельное движение бурового инструмента

12, передавая ему определенное значение крутящего. момента. Возникновение последнего происходит неравномерно: вопервых, только при обратном движении поршня-ударника 11; во-вторых, неравномерно изменяется значение момента сопро15

20 тивления, В целом это приводит к возникновению поперечных сил (a значит, и вибра.ций), передаваемых с корпуса 1 воздушного крана 2 на крышку 23 рукоятки 25 через упругие прокладки 29 в значительно ослабленном виде. Продольное перемещение болтов 26 и вкладышей 27 происходит в пазах, боковые стенки которых выполнены иэ подвижных направляющих пластин 28, снижающих износ подвижной и неподвижной частей перфоратора, Таким образом. пневматический цилиндр 18 гасит синусоидальные продольные и поперечные колебания скорости перемещения рукоятки управления 25 относительно бурового инструмента в течение обратного и рабочего ходов ударника и при возникающей неравномерности момента сопротивления, что позволяет значительно снизить вибрацию рукоятки 25.

Снижение вибраций особенно эффективно при бурении вертикально вниз с небольшим усилием нажатия. При .этом снижение уровня виброскорости особенно значительно на частотах, близких к основной частоте работы пневматической машины ударного действия.

Использование амортизаторов, например цилиндрических пружин 21 и 22, позволя.ет избежать соударений в р ежиме извлечения бура из шпура и регулирует совместно с отверстиями 19 скорость перемещения рукоятки управления 25 относительно корпуса 3 в зависимости от прикладываемого осевого усилия (усилия нажатия).

Совокупность указанных технических параметров позволяет довести вибрационную характеристику машин до уровня санитарно-гигиенических норм при 8-ми часовом непрерывном воздействии локальной вибрации. При этом снижается возможность возникновения профессиональных заболеваний, связанных с вибрацией.

Формула изобретения

Перфоратор по авт. св. ¹ 1661401, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности виброэащиты рукоятки за счет снижения ее вибрации и амплитуды колебаний в продольном и поперечном направлениях, стопорвые бояты связанной с рукояткой крышки зафиксированы в пазах корпуса воздушного крана посредством вкладышей, направляющих пластин и амортизационных прокладок, при этом вкладыши установлены с возможностью осевого перемещения между направляющими пластинами, которые охватывают амортизационные прокладки, .1 742469

1742469

Составитель E.ÑòoëáöoB

Редактор Е,Полионова Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 2269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина; 101