Бурильная вращательно-ударная машина
Владельцы патента RU 2247212:
Марийский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к горным и строительным машинам и предназначено для бурения отверстий в горных породах и строительных изделиях. Технический результат - упрощение конструкции ударного узла и повышение эффективности работы. Бурильная вращательно-ударная машина содержит коническую зубчатую передачу с приводным двигателем, виброгаситель, установленный на буре с резцом-коронкой. Ударный узел выполнен в виде обоймы-крестовины, закрепленной на валу шестерни вращателя, в отверстиях-пазах которой установлены бойки-шары или бойки-цилиндры на опорных пружинах. 4 ил.
Изобретение относится к горным и строительным машинам для бурения отверстий (шпуров) в горных породах и в строительных изделиях.
Сущность изобретения: машина содержит механизмы для вращения инструмента и нанесения по нему торцевых ударов (ударный механизм). Механизм вращения состоит из приводного двигателя, трансмиссии из конической зубчатой передачи, коническое колесо которой приводит во вращение инструмент (штанга - бур с резцом). Ударный механизм содержит крестовину-обойму, прикрепленную к конической шестерне трансмиссии вращателя. В пазах-отверстиях этой крестовины-обоймы расположены бойки в виде шаров или цилиндров. Бойки и торец штанги выполнены со стороны их контакта в виде сферы для снижения потерь на вращение крестовины-обоймы и увеличения ударной силы Р’n. Бойки подпружинены со стороны оси вращения крестовины-обоймы.
Изобретение позволяет осуществить упрощение конструкции ударного узла и соответственно повышение эффективности бурильной машины путем выполнения ударного узла в виде обоймы-крестовины, закрепленной на валу шестерни вращателя, в отверстиях-пазах которой подпружиненно установлены бойки-шары (или бойки цилиндры).
Известна бурильная машина ударно-вращательного действия [1. Алимов О.Д. и др. Бурильные машины. - М.: Госгортехиздат, 1960, с. 198], состоящая из приводного электродвигателя вращателя инструмента с механической трансмиссией и с отдельным электрическим ударным (соленоидным) механизмом. Достоинством такой машины является использование одного вида энергии: электрической для привода обоих механизмов. К недостаткам такой машины следует отнести: сложность конструкции ударного узла с системой управления и следовательно низкая эффективность всей конструкции.
Наиболее близкой к предложенной бурильной вращательно-ударной машине является электромеханическая бурильная машина [2. Кадыркулов А.К. Буроударный способ отделения блоков камня перфораторами с ударным механизмом переменной структуры. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальности 05.05.06; 05.02.18. - Бишкек, 2002. - С. 13-15.].
Бурильная машина (перфоратор МПР-О) содержит вращатель 6 из вращателя с приводным гидродвигателем, от которого приводится ударный механизм с рычажной трансмиссией. Достоинством такой бурильной машины является упрощение конструкции при наличии одного приводного двигателя к двум механизмам (к вращателю и ударному узлу) и как следствие повышение эффективности бурильной машины. К ее недостаткам следует отнести многоэлементность механической (ударной) системы и следовательно снижение ее надежности и эффективности.
Предлагаемое изобретение повышает эффективность бурильной вращательно-ударной машины за счет упрощения механического ударного узла. Это достигается тем, что вращательный и ударный узлы приводятся от одного двигателя и объединены конструктивно путем выполнения ударного узла в виде обоймы-крестовины, закрепленной на валу шестерни вращателя, в отверстиях-пазах которой установлены подпружиненно бойки-шары (или бойки-цилиндры).
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - бурильная машина, вид в продольном сечении, на фиг. 2 - сечение крестовины при начальном положении соударения бойка-шара со штангой, на фиг. 3 - положение крестовины в конечном положении соударения бойка и штанги, на фиг. 4 - крайнее положение бойка-цилиндра при соударении с буром 14.
Бурильная ударно-вращательная машина содержит приводной двигатель 1 (электрический, или пневматический, или гидравлический), прикрепленный к корпусу 2 машины и соединенный с валом 3, на котором установлена шестерня 4, обойма-крестовина 5. Во всех отверстиях-пазах обоймы-крестовины 5 размещены бойки-шары 6 (фиг. 1), или выполненные в виде бойков-цилиндров 7. Бойки-шары 6 поддерживаются поршнями 8, как и бойки-цилиндры 7 пружинами 9 (фиг. 4). 3а один оборот обоймы-крестовины 5 наносится число ударов, равное числу бойков в обойме для удержания бойков-шаров 6, или бойков-цилиндров 7 в обойме-крестовине, на последнюю крепится кольцо 10. Шестерня 4 и обойма-крестовина 5 скреплены траверсами 11. Колесо 12 подвижно зафиксировано на шлицах хвостовика 13 бура-штанги 14, на конце которого закреплен резец-коронка 15. Для гашения вибрации бур-штанга 14 опирается на виброгаситель 16. При работе с бурильной машиной, оснащенной двигателем 1, оператор удерживает ее рукоятками 17, 18. При выполнении работы бурильной машиной с ручным приводом вращение бура и нанесение по нему ударов осуществляется вращением рукоятки 19 с удержанием машины рукояткой 20.
Работа бурильной ударно-вращательной машиной осуществляется следующим образом. С установкой бурильной вращательно-ударной машины в положение с ориентацией бура-штанги 14 на направление бурения будущего шпура-отверстия и с прижатием резца-коронки 15 к породе (или строительному изделию) включается двигатель 1 и вращение буру 14 с резцом-коронкой 15 передается от шестерни 4, колеса 12, шлицы хвостовика 13. Одновременно при вращении обоймы-крестовины 5 бойки-шары 6 (или бойки-цилиндры 7, в зависимости от конструктивного исполнения ударного узла) наносят удары по хвостовику 13 с передачей составляющей импульса-удара P’n через бур-штангу 14 и резец-коронку 15 на разрушаемую среду, повышая эффект разрушения. Сила удара будет определяться величиной составляющей силы Р’n от центробежной силы бойка-шара (или бойка-цилиндра), которая будет тем больше, чем больше будет масса бойка, угловая скорость обоймы-крестовины, величина удаления бойков от оси вращения обоймы-крестовины, а также от усилия сжатия пружины 9.
Бурильная вращательно-ударная машина, содержащая коническую зубчатую передачу с приводным двигателем, виброгаситель, установленный на буре с резцом-коронкой, отличающаяся тем, что ударный узел выполнен в виде обоймы-крестовины, закрепленной на валу шестерни вращателя, в отверстиях-пазах которой установлены бойки-шары или бойки-цилиндры на опорных пружинах.
