Машина ударно-вращательного действия

 

Использование: машиностроение, в частности, в строительстве, геологоразведочных и буровзрывных работах. Сущность изобретения: машина ударно-вращательного действия содержит корпус с кольцевой шейкой, закрепленную на ней рукоятку, установленный в корпусе с образованием воздушного канала герметичный дополнительный корпус, размещенные в нем ударный механизм, механизм вращения рабочего инструмента и двигатель. Корпус выполнен составным из двух частей, установленных с возможностью относительного перемещения в осевом и радиальном направлениях. Часть корпуса, имеющая кольцевую шейку, кинематически связана в радиальном направлении с герметичным дополнительным корпусом. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к перфораторам, применяемым в строительстве, геологоразведочных и буровзрывных работах для образования отверстий в строительных материалах и горных породах.

Известны машины ударно-вращательного действия, содержащие корпус, выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки, на одном конце которого имеется кольцевая шейка и охватывающая эту шейку боковую рукоятку, дополнительный корпус, с одной стороны которого закреплен двигатель, а с другой стороны консольно закреплен корпус и в дополнительном корпусе размещены ударный механизм и механизм вращения рабочего инструмента. (патент ФРГ N 3039631, 21.10.80).

В такой машине консольная часть корпуса, выполненного из полиамида является одной из опор вращающегося шпинделя. При этом рука оператора через боковую рукоятку, закрепленную на шейке корпуса, воспринимает момент, передаваемый через редуктор и двигатель на корпус в момент возможного заклинивания рабочего инструмента в породе. Корпус в этом случае испытывает деформации кручения на длине от шейки до места крепления с дополнительным корпусом. Неправильное хранение машины, корпусные детали которой выполнены из полимерного материала делают их достаточно хрупким и резко возникающий момент кручения приводит к разрушению корпуса, что снижает надежность машины.

Ближайшей по своей технической сущности является машина ударно-вращательного действия, содержащая корпус, размещенный в нем дополнительный корпус, выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки и разделенные между собой воздушным каналом, подшипниковый щит, с одной стороны которого закреплен двигатель, а с другой консольно закреплены дополнительный корпус и корпус, на конце консоли которого имеется кольцевая шейка, и охватывающую эту шейку боковую рукоятку, и в дополнительном корпусе размещены ударный механизм и механизм вращения рабочего инструмента.(авт.св. СССР N 4863504 от 28.03.91).

Хотя эта машина лишена недостатка аналога, она имеет недостаток, заключающийся в низкой надежности.

В указанной машине корпус с одного конца закреплен у подшипникового щита, а с другой в радиальном направлении кинематически связан с дополнительным корпусом. При таком исполнении крутящий момент, возникающий при заклинивании бура через боковую рукоятку воспринимается кольцевой шейкой корпуса, а через нее дополнительным корпусом, выполненным из металла, например, алюминиевого сплава. Здесь корпус не испытывает нагрузок от крутящего момента только в том случае, если кинематическая связь кольцевой шейки корпуса с дополнительным корпусом выполнена беззазорно. Но в этом случае невозможно произвести закрепление корпуса у промщита и у шейки без деформации на скручивание самого корпуса, из-за разброса допусков на угловые размеры, элементов кинематической связи, шейки корпуса с дополнительным корпусом.

Будучи выполненным из полимерного материала и находясь в постоянно напряженном состоянии, корпус склонен к разрушению, даже при достаточно слабых ударных нагрузках, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Все это снижает надежность машины.

Цель изобретения повышение надежности машины ударно-вращательного действия.

Поставленная цель достигается тем, что в машине ударно-вращательного действия, содержащей корпус, размещенный в нем дополнительный корпус, выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки и разделенные между собой воздушным каналом, подшипниковый щит с одной стороны которого закреплен двигатель, а с другой стороны консольно закреплены дополнительный корпус и корпус, на конце консоли которого имеется кольцевая шейка, и охватывающую эту шейку боковую рукоятку, и в дополнительном корпусе размещены ударный механизм и механизм вращения рабочего инструмента, корпус разделен по длине на две, кинематически в радиальном направлении несвязанные между собой части, и часть корпуса, имеющая кольцевую шейку для установки боковой рукоятки, кинематически в радиальном направлении связана с дополнительным корпусом.

В такой машине независимо от того, выполнена кинематическая связь между дополнительным корпусом и частью корпуса, имеющей шейку, с зазором или без зазора, хрустящий момент, воспринимаемый боковой рукояткой, не приводит к возникновению нагрузок на корпус поскольку обе его части не имеют жесткой связи между собой. Корпус постоянно разгруженный от момента кручения имеет большую стойкость к резко изменяющимся нагрузкам на него и в том числе к ударным, что увеличивает надежность машины в целом.

Конкретное выполнение изобретения поясняется описанием и чертежами, на которых: фиг.1 изображает машину ударно-вращательного действия в продольном разрезе; фиг.2 кинематическую связь дополнительного корпуса с частью корпуса, имеющей кольцевую шейку (разрез А-А на фиг.1); фиг.3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Предлагаемая машина ударно-вращательного действия содержит корпус, разделенный на две кинематически в радиальном направлении не связанные между собой части 1 и 2 и выполненные из полимерного изоляционного материала, дополнительный корпус 3, герметично выполненный из металлического сплава, и в нем размещены редуктор 4, преобразовательный кривошипно-шатунный механизм 5, ударный механизм, содержащий цилиндр 6, поршень 7, ударник 8, связанный с поршнем 7 воздушной подушкой 9, промежуточный элемент 10 и рабочий инструмент 11, выполненный в виде бура, а также механизм вращения рабочего инструмента 11, содержащий промежуточный ведущий вал-шестерню 12, кинематически связанную с ведомой шестерней 13, представляющей собой одну из полумуфт предохранительной муфты 14, установленной на цилиндре 6, на шпиндельном конце 15 которого выполнено устройство 16 для зацепления и радиальной кинематической связи цилиндра 6 и рабочего инструмента 11. Часть 1 корпуса и дополнительный корпус 3, стенки которых образуют воздушный канал 17 между ними консольно закреплены к подшипниковому щиту 18, являющемуся одной из опор двигателя 19, кинематически связанного с редуктором 4. На конце консоли дополнительного корпуса 3 установлена часть 2 корпуса, имеющая кольцевую шейку 20, на которой установлена боковая рукоятка 21. Часть 2 корпуса с внутренней стороны, в зоне расположения кольцевой шейки 20 имеет выступы 22 и впадины 23, а дополнительный корпус 3 имеет ответные впадины 24 и выступы 25, связанные между собой в радиальном направлении. Рабочий инструмент 11 для разрушения породы снабжен лезвием 26, выполненным из твердосплавного материала и шнеком 27 для удаления разбуренной мелочи.

Машина ударно-вращательного действия работает следующим образом.

Вращение двигателя 19 передается на вал-шестерню 12, редуктор 4, а через него на преобразовательный кривошипно-шатунный механизм 5, преобразующего вращательное движение редуктора 4 в возвратно-поступательное движение поршня 7. Ударник 8, связанный с поршнем 7 воздушной подушкой 9, повторяет движения поршня 7 периодически нанося удары по промежуточному элементу 10, а через него по рабочему инструменту 11. Вращательное движение вал-шестерни 12 через ведомую шестерню 13 передается предохранительной муфте 14, кинематически связанной с цилиндром 6. Вращение цилиндра 6 через устройство зацепления 16 передается рабочему инструменту 11.

Ударное воздействие на рабочий инструмент 11 приводит к разрушению обрабатываемого материала под лезвием 26 этого рабочего инструмента 11. Вращательное движение рабочего инструмента 11 служит для установки лезвия 26 на еще неразрушенное от предыдущего удара место забоя, а также для транспортировки разбуренной мелочи от места забоя по шнеку 27 рабочего инструмента 11.

При неравномерной твердости обрабатываемого материала или при встречающейся на пути рабочего инструмента 11 трещиноватости бывают случаи заклинивания рабочего инструмента 11 и остановки его вращения. В этом случае момент, развиваемый двигателем 19 через подшипниковый щит 18, дополнительный корпус 3, кинематически связанную с ним часть 2 корпуса и закрепленную на ней боковую рукоятку 21 передается на руку оператора, удерживающего эту дополнительную рукоятку 21. Если кинематическая связь между дополнительным корпусом 3 и частью 2 корпуса выполнена с радиальным зазором, то при передаче момента между ними часть 2 корпуса поворачивается относительно дополнительного корпуса 3 на величину зазора до упора выступов 22 части 2 корпуса в выступы 25 дополнительного корпуса 3. Далее передача момента происходит также, как и в отсутствии радиального зазора между дополнительным корпусом 3 и частью 2 корпуса так как если бы они были единым элементом.

Поскольку часть 2 и часть 1 корпуса кинематически, в радикальном направлении не связаны друг с другом, то ни часть 2 корпуса, ни часть 1 корпуса не воспринимают крутящие нагрузки от передаваемого момента. В этом случае все крутящие нагрузки между боковой рукояткой 21 и двигателем 19 воспринимаются дополнительным корпусом 3, жесткость которого, поскольку он выполнен из металла, достаточна валика, что обеспечивает высокую устойчивость и надежность при любом, достаточно быстром нарастании момента при заклинивании рабочего инструмента 11.

Формула изобретения

Машина ударно-вращательного действия, содержащая корпус с кольцевой шейкой, закрепленную на шейке рукоятку, установленный в корпусе с образованием воздушного канала герметичный дополнительный корпус, размещенные в нем ударный механизм, механизм вращения рабочего инструмента и двигатель, отличающаяся тем, что корпус выполнен составным из двух частей, установленных с возможностью относительного перемещения в осевом и радиальном направлениях, а часть, имеющая кольцевую шейку, кинематически связана в радиальном направлении с герметичным дополнительным корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3