Устройство для бурения горных пород

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.03.80 (21) 2897774/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Я. Кл.з

Е 21 С 3/24

Е 21 С 5/10

Гооударетвеклык комитет

СССР

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 622.233..056 (088.8) ло делам иэобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

А. М. Петреев, А. А. Липин и Л. Л. Семен

Институт горного дела Сибирского отделения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия, применяемым в горной промышленности и строительстве, и может быть использовано в перфораторах, работающих в комплекте с пневмоподдержкой.

Известно устройство для бурения, в котором подвод сжатого воздуха в подзолотниковую камеру осуществляется через полый шток виброгасящего устройства (1) .

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает регулирование 1О энергии единичного удара.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для бурения, включающее перфоратор с пневматической виброизолирующей камерой в >s его корпусе, шарнирно связанную с ним пневмоподдержку с рабочей и возвратной полостями в ее цилиндре и с дополнительной полостью в штоке ее поршня, питаемой через центральную трубку, а также кран управления давлением в рабочей полости пнев- моподдержки (2) .

Недостатком данного устройства является большая вибрация перфоратора.

Цель изобретения — снижение вибрации перфоратора путем согласования силы отдачи и силы подачи.

Для достижения поставленной цели устройство имеет воздухопровод для сообщения пневматической виброизолирующей камеры перфоратора с рабочей полостью пневмоподдержки, при этом дополнительная полость пневмоподдержки выполнена изолированной от ее возвратной полости.

Кроме того, устройство имеет регулятор давления воздуха в дополнительной полости.

Площадь SR виброизолирующей камеры перфоратора SR и площади рабочей Sp u дополнительной S> полостей пневмоподдерж ки удовлетворяют соотношениям

SR/Sp а; Sg P G = d, где а = 0,8...1,3;

cI = 0,9...1,4;

G — сила веса перфоратора; р давление в дополнительной полости пневмоподдержки.

На чертеже изображено устройство для бурения.

Перфоратор устройства состоит из корпуса 1, коаксиально расположенных в нем

889839

zo зо

35 ло

Формула изобретения

$/Ь =а;S P /G=а, S$ ударника 2 и поршня 3, разделяющих полость корпуса на среднюю камеру 4 периодического давления, соединенную с магистралью сжатого воздуха через пусковое устройство 5 и клапанное устройство 6, и виброизолирующие переднюю 7 и заднюю 8 камеры, постоянно соединенные между собой каналом 9 большого проходного сечения так, что эти камеры образуют единую виброизолирующую камеру квазипостоянного давления Механизм поворота бура 10 включает повторную муфту 11, соединенную с хвосто- 50 виком бура через подвижное шестигранное соединение 12, а с поршнем 3 через подвижное шлицевое соединение 13, винтовую пару 14, образованную между поршнями 3 и 2, шлицевой валик 15 и храповый механизм 16. Пневмоподдержка головной частью цилиндра 17 подвижно соединена с корпусом перфоратора посредством шарнира 18.

Внутренняя полость цилиндра 17 разделена поршнем штока 19 на рабочую 20 и возвратную 2! полости, соединенные либо с ма гистралью сжатого воздуха, либо с атмосферой через кран управления 22. Кроме того, рабочая полость 20 постоянно соединена воздухопроводом 23 достаточно большого проходного сечения с виброизолирующей камерой 8 и далее через канал 9 с камерой 7. Внутренняя дополнительная полость 24 штока соединена с магистралью сжатого воздуха через регулятор давления

25 и центральную питающую трубку 26.

Устройство работает следующим образом, В указанном на чертеже положения органов управления сжатый воздух из магистрали через кран управления 22 и параллельно через регулятор давления 25 поступает в рабочую 20 и дополнительную 24 полости пневмоподдержки. При этом в камерах устанавливают разное давление так, что суммарная распорная сила в пневмоподдержке уравновешивает силу веса перфоратора и частичную силу веса от пневмоподдержки и бура и обеспечивает определенный «пережим». Согласованность силы подачи и силы отдачи обеспечивается за счет того, что виброизолирующие камеры 7 и 8 перфоратора объединены между собой каналом 9 и соединены с рабочей полостью

20 пневмоподдержки воздухопроводом 23, а эффективные площади перфоратора (пло- щадь, определяемая диаметром штока поршня 3) и пневмоподдержки (площади рабочей и дополнительной полостей) выбраны из соотношения где а = 0,8...1,3;

cI = 0,9...1,4;

G — сила веса перфоратора;

P — давление в дополнительной по9 лости пневмоподдержки.

При включении пускового устройства 5 (пусковой кран) сжатый воздух из магистрали через клапанное устройство 6 поступает в среднюю камеру 4 перфоратора, которая в этот момент разобщена с атмосферой. Под действием разности сил давления сжатого воздуха со стороны средней 4 и передней 7 камер поршень 3 движется вперед (на инструмент), а поршень 2, получив начальную скорость от соударения с поршнем 3 в предыдущий цикл, движется назад (от инструмента), совершая обратный ход.

При этом поршень 2 удерживается от поворота храповым устройством 16, а поршень 3 посредством винтовой пары между ними совершает поворот против часовой стрелки, вовлекая во вращение через шестигранник 12 бур 10. По мере перемещения поршня 3 по каналу 27 дается команда на закрытие клапана, далее открывается выхлопное окно 28, и отработанный сжатый воздух средней камеры 4 выходит в атмосферу. Под действием сил давления сжатого воздуха в камерах 7 и 8 поршни 2 и 3 вначале затормаживают свое движение, а затем меняют движение на обратное. Поршень 2 совершает рабочий ход, завершающийся ударом по буру, а поршень 3 совершает прямой ход, завершающийся ударом

его о поршень 2. Описанная последовательность действий поршня-ударника 2 и поршня-распределителя 3 обеспечивается подбором масс поршней и их рабочих площадей.

Перед соударением поршня 3 с поршнем 2 дается команда на открытие клапана, и сжатый воздух поступает в среднюю камеру.

После этого цикл повторяется.

Прямая связь рабочей полости пневмоподдержки с виброизолирующими камерами перфоратора по воздухопроводу и выполнение соотношений эффективных площадей обеспечивают снижение вибрации перфоратора за счет синхронизации изменения давления в камерах перфоратора и полости пневмоподдержки. Изменяется распорное усилие пневмоподдержки с изменением угла ее наклона, автоматически и в соответствии с ним изменяется усилие отдачи.

1. Устройство для бурения горных пород, включающее перфоратор с пневматической виброизолирующей камерой в его корпусе. шарнирно связанную с ним пневмоподдержку с рабочей и возвратной полостями в ее цилиндре и с дополнительной полостью в штоке ее поршня, питаемой через центральную трубку, а также кран управления давлением в рабочей полости пневмоподдержки, отличающееся тем, что, с целью снижения вибрации перфоратора путем согласования силы отдачи и силы подачи, устройство имеет воздухопровод для сообщения

889839

Составитель О. Серегина

Редактор Л. Копецкая Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ !09!8/5! Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 пневматической виброизолирующей камеры перфоратора с рабочей полостью пневмоподдержки, при этом дополнительная полость пневмоподдержки выполнена изолированной от ее возвратной полости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет регулятор давления воздуха в дополнительной полости.

3. Устройство по п. I, отличающееся тем, что площадь S виброизолирующей камеры перфоратора и площади рабочей S> и

S< дополнительной полостей пневмоподдержки удовлетворяют соотношениям

S /S =а; S.pG=d, к р где а = 0.8...1,3; с1 = 0,9...1,4;

G — сила веса перфоратора, P — давление в дополнительной полости пневмоподдержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 317787, кл. Е 21 С 3/24, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2387150/22-03, кл. Е 21 С 3/24, 1976 (прототип).