Ударный механизм

 

О П И - А Н И Е 1щ768957

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.11.78 (21) 2689309/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. К .

E 21С 3/08

В 25D 11/12

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 622.233.5 (088,8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80,(72) Автор изобретения

В. П. Филиповский

Институт автоматики АН Киргизской ССР (71) Заявитель (54) УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к горному делу, а именно к ударным механизмам для бурильных машин вращательно-ударного и ударно-поворотного действия, и может быть использовано во всех отраслях народного 5 хозяйства для механизации технологических процессов, требующих ударных нагрузок и охлаждения инструмента с очисткой его рабочих поверхностей от продуктов разрушения и снижения запыленности 10 рабочего места.

Известен ударный механизм, включающий корпус, боек, упругий элемент, рычажный механизм взвода бойка и инструмент (1). 15

Недостатком устройства является неравномерная нагрузка на кривошипе, являющемся ведущим звеном, соединенным с рычажным взводом бойка и преодолевающим сопротивление деформации упругого 20 элемента только на половине своего оборота, соответствующей взводу бойка. На следующем полуобороте, соответствующем удару бойка по инструменту, на кривошипе отсутствует момент сопротивления. Это приводит к неравномерному движению элементов привода ударного механизма, повышению динамических нагрузок на кривошипе и снижению коэффициента полезного действия системы «привод — ударный ме- ЗО ханизм». Кроме того, отсутствие импульсной промывки забоя требует затрат значительного количества энергии, полученной инструментом от привода механизма и бойка, на переизмельчение породы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ударный механизм, включающий корпус, коленчатый вал, к одной из шеек которого присоединен рычажный взвод нагруженного пружиной бойка, и рабочий инструмент (2).

Недостатком известного устройства является, как и в аналоге, периодичность нагружения кривошипа полезными нагрузками и в связи с этим холостой ход кривошипа, соответствующий половине его оборота, колебания угловой скорости кривошипа, повышенные динамические нагрузки на кривошипе, снижение коэффициента полезного действия системы «привод — ударный механизм». Кроме того, из-за отсутствия промывки забоя и расхода энергии инструмента на переизмельчение породы, отделенной от массива, устройство имеет низкую производительность.

Цель изобретения — повышение производительности бурения.

Поставленная цель достигается в результате того, что ударный механизм имеет срсдство для импульсной промывки забоя, выполненное из емкости и соединенного с ней поршневого насоса, а рабочий пнструмент снабжен охватывающей его уплотнительной втулкой, образующей с его наружной поверхностью камеру, и выполнен с каналом, прн этом поршень насоса связан посредством шатуна с другой шейкой коленчатого вала, а его полость соббщена с камерой между уплотнительной втулкой и рабочим инструментом.

Полость насоса может быть сообщена с камерой посредством трубопровода, в котором установлен клапан, и гибкого шланга, а в трубопроводе между насосом и емкостью монтирован клапан.

На чертеже изображен предлагаемый ударный механизм.

Ударный механизм состоит из корпуса 1, рабочего инструмента 2, бойка 3, упругого элемента (пружины) 4, рычажного механизма 5 взвода бойка, коленчатого вала 6, шатуна 7, поршневого насоса 8, емкости

9, трубопроводов 10 и 11, клапанов 12 и

13, уплотнительной втулки 14 с гибким шлангом 15.

Уплотнительная втулка 14 охватывает рабочий инструмент 2 н образует с его наружной поверхностью камеру 16. В теле рабочего инетрумента 2 выполнен канал 17.

С шейкой 18 коленчатого вала б связан рычажный взвод 5 бойка 3. А с другой шейкой 19 связан посредством шатуна 7 поршень 20 насоса 8.

Полость 21 насоса 8 сообщена с каме-. рой 14.

В корпусе 1 инструмент 2 установлен так, что имеет возможность перемещаться относительно корпуса 1 в ограниченных пределах вдоль своей оси.

Шейки 18 и 19 коленчатого вала б расположены под углом одна к другой.

Клапан 13 обладает логической функцией ИЛИ.

Механизм работает следующим образом.

Инструмент 2 под действием усилия подачи перемещается вместе с бойком 3 вверх и предварительно деформирует упругий элемент 4.

Рычажный механизм 5 взвода захватывает боек 3 и начинает его взводить, сжимая упругий элемент 4. В это время шейки

18 и 19 коленчатого вала 6 проходят свои крайние положения. С начала взвода бойка 3 насос 8 начинает всасывать промывочный агент, например воду, из емкости

9, при этом клапан 12 закрыт, а клапан 13 открыт и пропускает промывочный агент из емкости 9 в насос 8.

Ударный механизм с устройством импульсной промывки забоя может работать как с импульсной промывкой забоя, так и с импульсной продувкой, В работе механизма с промывкой забоя клапан 13 пропускает в насос 8 промывочный агент из

768957

4 емкости 9. При работе с продувкой забоя клапан 13 отключает емкость 9 и соединяет насос 8 с внешней средой и насос 8 импульсами подает воздух по трубопроводу 10 и

5 инструмент 2 на забой. Частота импульсов подачи промывочного агента или воздуха на забой соответствует частоте ударов бойка по инструменту.

После поворота коленчатого вала б на

1о полоборота происходит сброс бойка 3 рычажным механизмом 5 взвода. В то же время коленчатый вал 6 через шатун 7 сообщает поршню 20 насоса 8 рабочий ход.

Клапан 13 в трубопроводе 11 закрывается, 15 а клапан 12 открывается, и промывочный агент, вытесняемый из полости 21 насоса

8 во время его рабочего хода, впрыскивается через камеру 16 уплотнительной втулки 14 и канал 17 в инструменте 2 на забой.

2о Вал б за один свой оборот сообщает насосу 8 полный рабочий цикл, состоящий из двух периодов: всасывание промывочного агента, сжатие и впрыскивание промывочного агента на забой. При всасывании

25 насосом 8 промывочного агента одновременно происходит взвод бойка 3, при этом работа насоса 8 не оказывает большого сопротивления движению коленчатого вала 6 и не требует больших затрат энергии призо вода.

В период взвода бойка 3 энергия, подводимая к механизму от привода, расходуется на деформацию упругого элемента 4.

В период рабочего хода насоса 8 боек 3 неподвижен и рычажный механизм 5 взвода совершает холостой ход, при этом энергия привода расходуется на сжатие и впрыскивание промывочного агента на забой. Таким образом, коленчатый вал 6

4р каждые полоборота обеспечивает либо взвод бойка 3 с деформацией упругого элемента 4, либо рабочий ход насоса 8, сжимающего и впрыскивающего промывочный агент через отверстие в инструменте 2 на забой.

Гибкий шланг 15 обеспечивает связь трубопровода 10 с камерой 16 уплотнительной втулкой 14 и позволяет передать промывочный агент из трубопровода 10 в камеру и далее через подвижный инструмент

2 на забой. Соединение уплотнительной втулки 14 с инструментом 2 является герметичным и перемещения инструмента 2 вызывают некоторые смещения уплотнительной втулки 14 относительно корпуса 1, поэтому шланг 15, являясь гибким элементом, обеспечивает необходимые прочность и долговечность соединения при воздействии импульсных нагрузок на инструмент 2, 60 Рычажный механизм 5 взвода бойка и устройство импульсной промывки забоя получают привод от одного звена — коленчатого вала 6, причем рабочий ход устройстства импульсной промывки забоя и взвод

65 бойка происходят последовательно и каж768957

Формула изобретения

/ б

Составитель В. Махаева

Техред А. Камышникова

Редактор С. Титова

Корректор О. Гусева

Заказ 2260/13 Изд. № 509 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 дый из рабочих ходов соответствует половине оборота коленчатого вала 6, что исключает движение ведущего звена без нагрузки.

1. Ударный механизм, включающий корпус, коленчатый вал, к одной из шеек которого присоединен рычажный взвод нагруженного пружиной бойка, и рабочий инструмент, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурения, он имеет средство для импульсчой промывки забоя, выполненное из емкости и соединенного с ней поршневого насоса, а рабочий инструмент снабжен охватывающей его уплотнительной втулкой, образующей с его наружной поверхностью камеру, и выполнен с каналом, при этом поршень насоса связан посредством шатуна с другой шейкой коленчатого вала, а его полость сообщена с камерой между уплот5 нительной втулкой и рабочим инструментом.

2. Механизм по п. 1, отл,ичающийся тем, что полость насоса сообщена с камерой посредством трубопровода, в котором

10 установлен клапан, и гибкого шланга; а в трубопроводе между насосом и емкостью монтирован клапан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Авторское свидетельство СССР № 581252, кл. Е 21С 3/08, 05.04.76.

2. Авторское свидетельство СССР № 560975, кл. Е 21С 3/08, 22.07.75 (прототип) .