Гидравлическое устройство ударного действия

 

785477

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б ) Дополнительное к а вт. свид-ву— (22) Заявлено 2б.!2.78 (21) 2701563/22-03 (51) М К„з с присоединением заявки №вЂ”

Е 2! С 3/20

Гооударстввнный комитет (23) Приоритет —

Опубликовано 07.12.80. Бюл.четень № 45

Дата опубликования описания 17.12.80 (53) УДК 622.233, .52 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Страмнов, Л. П. Борисенко, М. Н. Кудряков, Н. А. Рашкеев и В. Д. Ч у гу нов

Специальное конструкторское бюро самоходного горного оборудования Министерства тяжелого и транспортного машиностроения СССР (7!) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙ(.ТВО УДАРНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно, к устройствам ударного действия, применяемым для бурения шпуров и скважин.

Известно устройство ударного действия, содержащее основной и промежуточный корпус, камеры высокого и низкого давления, рабочую камеру, ударник, золотник и устройство для регулирования и стабилизации частоты ударов (1).

Однако такая конструкция является сложной и уменьшает надежность ударного механизма, увеличивает его габариты и вес.

Настройка хода штока с помощью гайки не обеспечивает возможность дистанционного управления процессом регулирования энергии и частоты ударов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является гидравлическое устройство ударного действия, содержащее основной и дополнительныи корпус с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения ступенчатым ударником, рабочую камеру и камеры высокого и низкого давления, распределительную втулку. зочотник и каналы

2 для подвода рабочей жидкости в камеры устройства и отвода ее на слив (2}.

Однако это устройство для обеспечения запуска требует перемещения инерционного золотника в крайнее положение, так как при прекращении работы устройства этот инерционный золотник, как правило, перекрывает каналы, соединяющие рабочую камеру с камерой высокого давления и сливной камерой. Перемещени< распределительной втулки в крайнее положение осуществляют подачей жидкост и под давлением в сливную камеру посредством эолотникового распределителя. Это усложняет систему управления гидравлическим молотком и снижает ее надежность. Кроме того, при работе устройства нельзя регулировать частоту ударов бойка, которая необходима для обеспечения оптимального режима бурения в различных по крепости горных породахх.

20 Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности ус тройства и регулирование частоты ударов.

Поставленная цель достиг;и I ëI T(ì, что устройство имеет ступенчатый aI;III и гид78547? рОесил» ндры д !и его пp pеMсене!lи я в Одно з граничных положений, нри этом между наружной ступенчатой поверхностью - стакана и внутренней поверхностью основного корпуса образована полость, которая сообщена с камерой высокого давления для перемещения стакана в другое граничное положение, а распределителыеая втулка размещена между стаканом и одним и; поршней гидравлических цилиндров.

Суецность изобретения поясняется чертежами, на которых:

1еа фиг. 1 изображен продольный раз рез устройства в момент обратного хода при настройке на минимальную частоту ударов; на фиг. 2 — — вид А фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б — — Б фиг. 1; на фиг. 4 --- сечение В—

В фиг. 1; на фиг. 5 — сечение Г- — Г фиг. 1.

Гидравлическое устройство ударного действия содержит кожух 1, в котором размещен основной корпус 2, имеющий на наружной поверхности кольцевые проточки, образующие с кожухом камеру низкого давления 3 и камеру высокого давления 4.

В центральном канале 5 дополнительного корпуса 6, расгЕоложен»ого в основном корпусе 2, vcTH»oâëå» ступе» еатый удар»ик 7, перемещагощийся возвратно-поступательно под действием давления жидкости в рабочей камере 8, воздействуюнесго»а горцовукэ по-. верхность плунжера разгона 9., установленного в ступенчатом стакане 10.

Рабочая камера 8 через впускные окна 11 в стакане 10, канал 12 н основном корпусе 2, отверстия 13 в распределительной втулке 4 периодически сообщаегся nocppt}cTB0N» 4cp!!»o»»0l о золотниеса 15 с камерой высокого давления 4 через котьцевую камеру 16, впускные отверстия 17 в распределитель»ой втулке 14, отверстия 18 в основном корпусе 2.

С другой стороны рабочая камера 8 «ерез впускныс окна 11 в стакане 10, канал 12 в основном корпусе 2 и выпускные окна 19 в распределительной втулке 14 периоди«ески сообецается пос)эедгтеэсэм ине)эционного золотника 15 с полостью низкого давления 20, которая в свою очередь через отверстия 21 в стакане 10, канал 22 в основном корпусе 2 постоянно сообщена с камерой низкого давления 3.

Инерционный золотник 15, расположенный в распределительной втулке 14 по двум цилиндрическим поверхностям разного диаметра, имеет и разные по площади торцы кольцевой камеры 16, на которые воздействует высокое давление. В результате этого золотник 15 постоянно стремится приблизиться к ударнику 7, упираясь в конце своего движения в кольцо 23, которое в свою очередь через ряд поршней гидравлических цилиндров 24, 25, И ограничено в крайнем переднем положении промежуточным корпусом 6. В крайнем заднем положении золотник 15 имеет ограничение в виде сту.пенчатого стакана О, который постоянно находится В соприкосновении с распределительной втулкой 14 под действием давления жидкости в полости 27, сообщенной через канал 28 и отверстия !8 в основном корпусе 2 с камерой высокого давления 4. Полость 27 образована внутренней поверхностью основного корпуса 2 и наружной ступенчатой поверхностью стакана 10 и закрыты с торца задней крышкой 29, стянутой с кожухом l с помощью болтов 30 и гаек 31.Ударник 7 для нанесения ударов по наковальне 32 взводится в рабочее положение давлением жидкости в взводящей полос.ти высокого давления 33 за счет его ступенчатой формы, имекэщей торцовую кольцевую поверхность 34 Полость высокого

Давления 33 постоянно сообщена через отверстия 35 в дополнительном корпусе 6 и отверстия 36 в основном корпусе 2. Вдоль наружной поверхности наибольшего диаметра ударника 7 выполнены две диаметрально противоположные канавки 37 и 38.

Канавк: 37 сообщае.l полость низкого давления 20 через отверстия 39, 40, 4! Соответственно с поршневыми полостями 42, 43, 14 в которых расположены поршни гидравлических цилиндров 24, 25, 26. Канавка 38 связывает полость высокого давления 33 через отверстие 45 с поршневой полостью 42 (см. фиг. 3), через отверстие 46 с порценевой полостью 43 (см. фиг. 4), через отверстие 47 с поршневой полостью44 (см. фиг. 5).

Эта связь осуществляется путем»оворота ударника 7 на определенный угол, например 45, от ис ходного положения 1. (loворот ударника 7 происходит нри повороте хвостовика 48, квадратный коне:l которого находится в задней части гидравлического устройства за пределами рабочей камеры 8.

Зтот поворот можно осуществлять вручную или дистанционно при установке. гидродвие ателя на квадратном конце хвостовика 48. Поворот хвостовика 48 приводит к по ороту плунжера разгона 9 на такой же угол за счет того, что противоположный конец хвостовика 48 имеет форму пластины.

Так как плунжер разгона 9 связан с ударником 7 эксцентрично расположенным штиф-. том 49, ударник 7 повернется на такой же угол.

Гидравлическое устройство ударного действия снабжено пневмоаккумулятором 5$ подключенным к.. камере низкого давления 3 и пневмоаккумулятором 51, подключенным к камере высокого давления 4. Пневмоаккумулятор 50 исключает колебания давления в отводящем шланге (на чертеже не показан). Пневмоаккумулятор 51 позволяет компенсировать неравномерность расхода рабочей жидкости, подаваемой насосом 52,,э течение всего рабочего цикла при ссэхраФормула изобретения

HPíèè а требуемых пределах давления жидKocTH B floJlocTH высокого давления 4.

Гидравлическое устройство ударного действия работает следукнци м образом.

Жидкость от насоса 52 непрерывно подается в камеру высокого давления 4 и пневмоаккумулятор 51 и одновременно производит непрерывное давление на торцовую кольцевую поверхность 34 ударника 7,. заставляя его совершать обратный ход. По мере перемещения ударника 7 он движется до инерционного золотника 15 и, касаясь его,движется затем совместно.

Бо время этого перемещения плунжер разгона 9 вытесняет жидкость из рабочей камеры 8 через впускные окна 1! в стакан 10, канал 2 в основном корпусе 2, выпускные окна 19 в распределительной втулке 14 в полость низкого давления 20, а затем через отверстия 21 в стакане 10, канал 22 в основном корпусе 2 в камеру низкого давления 3. Б процессе движения ударника 7 перекрываются впускные окна 19 и открываются отверстия !3 в распределительной втулке 14, в результате чего давление в рабочей камере 8 поднимается.

Г1роисходит торможение ударника 7 и плунжера разгона 9, которые, пройдя некоторый тормозной путь, полностью устанавливак)тся в исходном положении. За время тормозного пути по инерции золотник 15 доходит lo стакана !0 и останавливается.

Рабочий ход плунжера разгона 9 совместно с ударником 7 происходит под действием жидкости, поступающей в рабочую камеру 8. Одновременно с началом движения плуи>кера разгона 9 и ударника 7 начинает ускоренное движение и золотник 15 под воздействиеM давления жидкости на передний, больший по площади торец кольцевой камеры 16. Гlри этом ускорение движения золотника 15 значительно меньше ускорения ударника 7 из-за разницы R массах, и поэтому за время полного рабочего . хода ударника 7 золотник 15 совершает лишь только путь до начала открытия выпускных окон 19.

Таким образом, по мере увеличения скорости движения ударника 7 проходное сечение отверстий 13 остается неизменным, что необходимо для снижения потерь давления рабочей жидкости.

После соударения с наковальней 32 ударник 7 находится в неподвижном положении, а золотник 15 продолжает двигаться вперед, что приводит к перекрытию отверстий 13 и открытию выпускных окон 19. В результате этого давление в рабочей камере 8 падает, и ударник 7 с плунжером разгона 9, начинает ускоренное возвратное движение (обратный ход) под действием давления жидкости в полости высокого давления ЗЗ на торцовую кольцевую площадь 34.

13

3$

Прямой ход золотника 15 оканчивается соударением с торцом кольца 23, после чего он передвигается ударником 7 назад.

Далее процесс повторяется.

Регулирование энергии и частоты ударов осугцествляется путем изменения хода ударника 7. Описанное ранее устройство функционирует следующим образом. Б изображенном на фиг. 1 положении канавка 37 на ударнике 7 связывает поршневые полости 42, 43, 44 через отверстия 39, 40, 4! с полостью низкого давления 20, разгружая их от давления жидкости. Так как полость 27 находится постоянно под давлением жидкости, стакан !0 займет крайнее нижнее положение, упираясь в распределительную втулку 14, кольцо 23, поршни гидравлических цилиндров 24, 25, 26, дополнительный корпус 6. Г1ри этом ход ударника 7 будет минимальным. Этому соответствует положение 1 (см. фиг. 2). Поворачивая хвостовик 48 до положения (см. фиг. 2) получаем максимальный ход ударника 7, т. к. канавка 38 свяжет поршневую полость 44 с высоким давлением через отверстие 47, и поршень гидравлического цилиндра 26 займет крайнее верхнее положение, упираясь в торец кольцевой проточки в основном корпусе 2. Это смещение возможно в результате того, что площадь поршня гидравлического цилинда 26 больше площади торца дополнительного корпуса 10, на которую воздействует постоянное давление жидкости в полости 27, поршневые полости 42 и 43 разгружены от давления канавкой 37, связанной с полостью низкого давления 20 через отверстия 39 и 40 (см. фиг. 5).

Максимальный ход ударника 7 соответствует малой частоте и увеличенной энерГ и и J,ä 3 !з а м и H H M d. I ь и ы Й х Од — в ы со кой частоте и уменыненной энергии удара. Выбор средних рабочих ходов ударника 7 позволяет получить любую желаемую комбинацию определенного числа ударов и.энергии одиночного удара.

Данное техническое решение позволит изменять частоту ударов при изменении крепости пород при одновременном упрощении и повышении надежности работы устройства, так как при таком конструктивном решении повышается надежность запуска, уменьшаются его габариты и вес, что особенно важно при применении гидравлического устройства в шахтных бурильных установках, буровых каретках.

Гидравлическое устройство уда рного действия, содержащее основной и дополнительный корпус с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательно го перемещения ступенчатый ударником, рабочую камеру и камеры высокого и низко785477 го давления, распределительную втулку, зо лотник и каналы для подвода рабочей жид кости Ь камеры устройства и отвода ее на слив, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства и регулирования частоты ударов, устройство имеет ступенчатый стакан и гидроцилиндры для его перемещения в одно из граничных положений, при этом между наружной ступенчатой поверхностью стакана и внутренней поверхностью основного корпуса образована полость, которая сообщена с камерой высокого давления для перемещения стакана в другое граничное положение, а распределительная втулка размещена между стаканом и одним из поршней гидравлических цилиндров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 348723, кл. Е 21 С 3/20, 02.02.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 402643, кл. F. 21 С 3i20, 14.05.71.

?85477

У2 и

Составитель В. Махаева

Редактор Т. Авдейник Техред К. Шуфрнч Корректор М. Демчик

Заказ 879 l /33 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

f! 3035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/Ь

Филиал ППП еПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4