Электромагнитный ударный механизм


 


Владельцы патента RU 2502855:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к бурильным машинам, а именно к электромагнитным ударным механизмам, и может быть использовано в горном деле и строительстве. Электромагнитный ударный механизм содержит расположенные на одной оси магнитопровод с заключенной внутри намагничивающей катушкой, полый боек, направляющую, возвратную пружину, хвостовик инструмента, при этом направляющая выполнена из немагнитного материала и с одного конца неподвижно зафиксирована от осевых перемещений относительно магнитопровода в теле корпусной детали. С другого конца, противоположного корпусной детали, направляющая по скользящей посадке связана с хвостовиком инструмента, имеющим центральное отверстие диаметром, равным диаметру этой направляющей, которая одновременно является направляющей полого бойка и установленной в полости бойка возвратной пружины. Предложенное решение обеспечивает увеличение КПД электромагнитного ударного механизма. 1 ил.

 

Изобретение относится к бурильным машинам, а именно к электромагнитным ударным механизмам, и может быть использовано в горном деле и строительстве.

Известен электромагнитный ударный механизм [А.с. 585279 СССР, МКл E21C 3/16. Электромагнитный ударник для бурения / О.Д. Алимов, А.В. Фролов, П.С. Туровский. - №2175446/22-03; заявл. 15.09.75; опубл. 18.12.77, Бюл. №47. - 2 с.], включающий намагничивающую катушку, магнитопровод, боек с полостью, совершающий поступательные движения внутри направляющей втулки, инструмент с хвостовиком и возвратную пружину, размещенную в полости, выполненной в теле хвостовика инструмента.

К недостаткам этого устройства следует отнести повышенный коэффициент трения между соприкасающейся поверхностью полого бойка и охватывающей его поверхностью направляющей втулки, выполненной в виде трубы. Наличие технологического зазора между указанными поверхностями также приводит к асимметрии положения полого бойка по отношению к магнитопроводу, что в итоге увеличивает силы трения и снижает КПД устройства вследствие дополнительно возникающих электромагнитных сил одностороннего притяжения.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является электромагнитный ударный механизм [А.с. 717311 СССР, МКл E21C 3/16. Электромагнитный ударник для бурения / О.Д Алимов, П.С. Туровский, А.В. Фролов. - №2690803/22-03; заявл. 01.12.78; опубл. 25.02.80, Бюл. №7. - 2 с.], содержащий расположенные на одной оси магнитопровод, намагничивающую катушку, хвостовик инструмента с направляющей, на которой расположена возвратная пружина, установленная с возможностью осевого перемещения в дополнительной полости бойка и опертая на торцевую поверхность хвостовика инструмента.

Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.

К недостаткам этого известного технического решения следует отнести повышенное трение полого бойка вследствие возникающей его асимметрии относительно магнитопровода. Также следует отметить, что при передаче энергии ударом хвостовик инструмента является промежуточным звеном между бойком и инструментом, поэтому выполнение заодно хвостовика инструмента и направляющей увеличивает массу этого промежуточного звена и снижает силу ударного воздействия на разрушаемый материал. В результате всего этого снижается КПД устройства.

Задачей изобретения является увеличение КПД электромагнитного ударного механизма.

Поставленная задача решается тем, что электромагнитный ударный механизм содержит расположенные на одной оси магнитопровод, намагничивающую катушку, хвостовик инструмента с направляющей, на которой расположена возвратная пружина, установленная с возможностью осевого перемещения в дополнительной полости бойка и опертая на торцевую поверхность хвостовика инструмента, при этом направляющая выполнена из немагнитного материала и одним из концов неподвижно закреплена относительно магнитопровода, а другим концом по скользящей посадке связана с хвостовиком инструмента, выполненным с центральным отверстием, имеющим диаметр, равный диаметру направляющей, при этом боковая поверхность направляющей одновременно является направляющей полого бойка.

На чертеже показан продольный разрез предлагаемого электромагнитного ударного механизма.

Электромагнитный ударный механизм содержит магнитопровод 1 с заключенной внутри намагничивающей катушкой 2, полый боек 3, направляющую 4, возвратную пружину 5, хвостовик инструмента 6. Направляющая 4 выполнена из немагнитного материала и с одного конца неподвижно зафиксирована от осевых перемещений относительно магнитопровода 1 в теле корпусной детали 7.

С другого конца, противоположного корпусной детали 7, направляющая 4 по скользящей посадке связана с хвостовиком инструмента 6, имеющим центральное отверстие диаметром равным диаметру этой направляющей, которая одновременно является направляющей полого бойка 3 и установленной в полости бойка возвратной пружины 5.

Электромагнитный ударный механизм работает следующим образом.

При поступлении импульса напряжения на намагничивающую катушку 2 по ней протекает ток, и полый боек 3 под действием возникающей электромагнитной силы совершает рабочий ход в направлении хвостовика инструмента 6, сжимая возвратную пружину 5, витки которой перемещаются, деформируясь в полости бойка 3. После удара по хвостовику инструмента 6 полый боек 3 под действием силы упругости деформированной пружины 5 совершает холостой ход, возвращаясь в исходное положение.

Одновременно с этим хвостовик инструмента 6, получив ударный импульс, благодаря скользящей посадке, совершает колебательное движение относительно неподвижно закрепленной направляющей 4 и передает энергию через контактирующую с инструментом поверхность обрабатываемой среде.

Далее цикл повторяется.

Параметры возвратной пружины выбираются из условия обеспечения гарантированного возврата полого бойка, после нанесения удара, в начальное положение.

Раздельное выполнение хвостовика инструмента и направляющей, и их связь между собой по скользящей посадке позволяет уменьшить массу промежуточного звена при передаче энергии ударом и тем самым увеличить силу ударного воздействия, а, следовательно, и КПД устройства.

Дополнительное использование боковой поверхности направляющей в качестве направляющей для полого бойка, а также выполнение направляющей из немагнитного материла позволяет уменьшить силы трения движению бойка за счет уменьшения площади соприкасающихся поверхностей и исключения сил их электромагнитного взаимодействия, увеличивающих коэффициент сцепления, что также увеличивает КПД устройства.

Таким образом, предложенное решение позволяет увеличить КПД электромагнитного ударного механизма.

Электромагнитный ударный механизм, содержащий расположенные на одной оси магнитопровод, намагничивающую катушку, полый боек, хвостовик инструмента с направляющей, на которой размещена возвратная пружина, установленная с возможностью осевого перемещения в дополнительной полости бойка и опертая на торцевую поверхность хвостовика инструмента, отличающийся тем, что направляющая выполнена из немагнитного материала и одним из концов неподвижно закреплена относительно магнитопровода, а другим концом по скользящей посадке связана с хвостовиком инструмента, выполненным с центральным отверстием, имеющим диаметр, равный диаметру направляющей, при этом боковая поверхность направляющей является направляющей полого бойка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и горного дела, а именно к электромагнитным устройствам для ударного бурения с использованием движущегося возвратно-поступательного ударного элемента.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения глубоких скважин в рыхлых, слабосвязных и средне-твердых горных породах, а также для посадки свай при строительстве.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить надежность работы за счет интенсификации теплообмена внутри секций катушек (К) с теплообменниками (Т), выравнивания и снижения величины максимальных температур.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству. .

Изобретение относится к горной промышленности, к устройствам ударного действия для бурения шпуров. .

Изобретение относится к машинострое шю и предназначено для использования в строительных и монтажных работах. .

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет поввлсить эффективность работ путем увеличения начальной скорости бойка-сердечника (БС) за счет подачи на катушки (к) двух импульсов пульсирующего тока за период.

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет увеличить надежность конструкции. .

Изобретение относится к области электромагнитных устройств для ударного бурения с использованием движущегося возвратно-поступательно ударного элемента. Электромагнитный молот прямого действия содержит статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, систему обратного хода и кожух. Статор состоит из поперечного стержня, на котором размещена обмотка возбуждения, и двух продольных стержней круглого сечения, на которых размещена якорная обмотка. Ударный элемент состоит из ударной части, двух частей, охватывающих продольные стержни, и соединяющей перемычки. Охватывающие части ударного элемента выполнены с переменным сечением, площадь которого равна отношению расчетной величины магнитного потока на этом участке к расчетному значению магнитной индукции. Изобретение обеспечивает уменьшение магнитного сопротивления магнитной цепи, повышение тягового усилия и уменьшение числа витков обмотки, а также равномерное магнитное насыщение всех участков ударного элемента. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, а именно к электромагнитным устройствам для ударного бурения. Электромеханический молот содержит статор с обмоткой возбуждения, ударный элемент, кожух, систему обратного хода и удерживающую магнитную систему. Статор содержит якорную обмотку, на верхнем торце ударного элемента установлен направляющий шток, входящий во втулку стопа. Стоп размещен на верхнем торце статора. На стопе установлена эластичная накладка. Система обратного хода выполнена в виде переключателя направления тока якорной обмотки или обмотки возбуждения. Удерживающая магнитная система содержит два или более удерживающих магнита или электромагнита, установленных на штоке с возможностью перемещения, при этом на нижнем конце штока выполнены стопы. Обеспечивается повышение функциональной эффективности молота. 1 ил.

Вибрационное устройство содержит удлиненный корпус, наружную удлиненную компоновку, установленную коаксиально в корпусе и выполненную с предотвращением вращения и с возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения относительно обсадной колонны, внутреннюю удлиненную компоновку, установленную коаксиально в наружной удлиненной компоновке и выполненную с возможностью пропуска текучей среды в продольном направлении части вибрационного устройства и имеющую группу магнитов, расположенных коаксиально и продольно в указанной компоновке, и расположенную в группе магнитов наружной удлиненной компоновки на расстоянии от нее и коаксиально с ней. Каждый магнит внутренней удлиненной компоновки имеет единственный полюс в группе со смешанными или не смешанными полюсами, обращенный наружу. Внутренняя или наружная удлиненные компоновки выполнены с возможностью вращения под действием привода относительно другой удлиненной компоновки, обеспечивая возвратно-поступательное относительное перемещение между внутренней и наружной удлиненными компоновками в результате многочисленных магнитных взаимодействий в удлиненном кольцевом пространстве между группами магнитов. Обеспечивается увеличение гидравлической мощности на скважинном инструменте. 15 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх