Ударный механизм

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,i! 481695

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 03.05.73 (21) 1915160/22-3 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 2Б.08.75. Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 03.05.78 (51) М. Кл.з Е 21С 3/12

Гоеуларотвенный комитет

Совета ввииистров СССР (53) УДК 622.233.4 (088.8) lip волам изобретений и IlTK pt,1TH (72) Авторы изобретения

И. В. Родионов, А. В. Яковенко и И. Н. Присяжнюк

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано, например, в машинах ударного и вращательно-ударного действия.

В известных ударных механизмах с цилиндрическим торцовым кулачком, предназначенных для использования в машине вращательно-ударного бурения, с автоматически регулируемым режимом работы за счет дифференциально-зубчатой связи исполнительных механизмов, преобразование вращательного движения цилиндрического торцового кулачка в поступательное перемещение толкателей осуществляется через ролик, который устанавливается на толкателе.

Известен ударный механизм, включающий инструмент, промежуточное тело, толкателибойки, выполненные в виде рассеченного осевыми плоскостями тела вращения с винтовой профильной поверхностью, взаимодействующие через плунжеры с аккумулятором энергии и своей профильной поверхностью — с торцовой поверхностью цилиндрического кулачка, поверхность которого выполнена по винтовой линии и образована коническими роликами.

Целью изобретения является увеличение долговечности ударного механизма.

Для этого цилиндрический кулачок снабжен направляющими кольцами, а его торцовая поверхность выполнена с проточкой под тела качения, которые имеют форму шариков. При таком исполнении тело качения является цельным элементом и не имеет какой-либо промежуточной опоры. Это позволяет увеличить сопротивляемость кулачка действующим нагрузкам.

Кроме того, в процессе работы механизма тела качения (шарики) вращаются относищ тельно своей геометрической оси и вокруг геометрической оси кулачка, что позволяет попеременно нагружать их максимальными нагрузками, возникающими в момент начала взвода каждого толкателя и в момент срыва их с профиля кулачка. В результате уменьшается количество циклов нагруженпя максимальными нагрузками отдельных тел качения (шариков) .

На фиг. 1 дана конструктивная схема кулачкового ударного механизма с четырьмя толкателями-бойками; на фиг. 2 — поперечное сечение толкателей и их направляющих; на фиг. 3 — развертка профиля кулачка по окружности с радиусом R.

В корпусе 1 механизма на подшипниках установлен цилиндрический торцовый кулачок 2, выполненный за одно целое с приводной зубчатой полумуфтой 3. На торцовой поверхности кулачка нарезана дорожка качения, 30 профиль сечения которой представляет дугу

50 окружности. В дорожке качения между двумя направляющими кольцами — внутренним 4 и наружным о размещены шарики б, взаимодействующие с толкателями-бойками 7. 11оследние расположены в призматических направляющих б корпуса и представляют собой секторные части рассеченного осевыми плоскостями тела вращения (см. фиг. 2).

1lлунжеры 9, находящиеся в гидравлической камере гидропневматического аккумулятора 10, контактируют с торцовыми поверхностями толкателеи-бойков /. В пустотелом корпусе торцового кулачка 2 помещено промежуточное тело l i, соединяющее бойки / с хвостовиком бурового инструмента 12.

Шарики б ооразуют замкнутую цепочку, которая охватывает как профильный участок

A.N, "àê и непрофильный участок 1ЧРА торцовой поверхности цилиндрического кулачка (см. фиг. 3). 1lрофиль кулачка представляет собой совокупность расположенных по винтовой линии точек а, о, c, d, ..... и сферических поверхностей шариков, Соотнес ственно рабочий участок толкателя (бойка), которым он непосредственно взаимодействует с шариками, представляет радиусную дорожку. качения, нарезанную на винтовой торцовой поверхности.

Центральный угол а кругового сектора, охватывающего торцовый профильный участок

AN кулачка, выоирается кратным 2л/Л, а длина развертки профильного участка принимается равной

L =-- -И, Л где Z — общее число толкателей;

i ((Z — 1) — число толкателей, которые одновременно взводятся кулачком.

llоэтому срыв с профиля одного толкателя и начало взвода другого совпадают по времени. Остальная часть круга, дополняющая профильный сектор до 2л,, выбирается такой, чтобы обеспечивалось время свооодного полета боика и успокоения его после удара.

Вращаясь, кулачок 2 посредством шариков б отжимает последовательно один за другим толкатели-бойки i вместе с плунжерами 9 в исходную для движения на удар позицию.

11ри этом он совершает работу, которая в виде энергии упруго сжатой воздушно-масляной среды накапливается в гидропневматическом

30 аккумуляторе 10 и затем после срыва толка. теля с профиля преобразуется в кинетическую энергию движущегося бойка. Встречая на своем пути промежуточное тело l l, ооек генерирует ударный импульс, который через буровой инструмент 12 передается в зону разрушения.

Таким образом, замкнутая цепочка шариков бежит по профилю в направлении, обратном вращению кулачка со скоростью, равной половине его окружной скорости. Движение шариков на профильном участке AN (см. фиг. 3) происходит за счет перекатывания между вращающеися дорожкои качения кулачка и дорожкой качения толкателей. Ы момент срыва каждого шарика с профиля на него действует со стороны толкателя импульс силы упругой деформации материала. За счет этих импульсов происходит дальнейшее движение шариковой цепочки на непрофильном участке ЬРЬ.

Для повышения надежности ударного механизма необходимо, чтобы срыв каждого толкателя с профиля кулачка происходил в тот момент, когда шарик попадает в контакт с крайними точками их дорожек качения. Это возможно при условии, если длина развертки винтовой дорожки качения толкателя принимается равнои четному числу диаметров шариков. Отсутствие ролика с опорными элементами, а также восприятие телами качения максимальных нагрузок попеременно увеличивают долговечность и надежность ударного механизма. формула изобретения

Ударный механизм, включающий инструмент, промежуточное тело, толкатели-бойки, выполненные в виде рассеченного осевыми плоскостями тела вращения с винтовой профил;ной поверхностью, взаимодействующие через плунжеры с аккумулятором энергии и своей r,ðîôèëüíoé поверхностью — с торцовой поверхностью цилиндрического кулачка, поверхность которого выполнена по винтовой линии и образована телами качения, о т л ичающпйся тем, что, с целью увеличения его долговечности, цилиндрическии кулачок снабжен напраьляющими кольцами, а его торцовая поверхность выполнена с проточкой под тела качения, которые имеют форму шариков. и г 3

Составитель И. Присяжнюк

Тсхред Е. Митрофанова

Редактор Т. Фадеева

Корректоры: Л. Орлова и Е. Хмелева

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 909/10 Изд. № 310 Тираж 648

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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