Буровой снаряд ударного действия
Изобретение относится к буровой технике, а именно к самодействующим буровым устройствам для исследований грунтов, прокладки подземных коммуникаций и ремонтных работ. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы снаряда при его использовании в автономном режиме и снижение энергоемкости. От электродвигателя вращение передается стержню с винтовой нарезкой и осевым каналом возврата шарика, соединяющим ее выходы. Стержень размещен в стакане с кольцевой внутренней расточкой, в которой установлен шарик, образующий зацепление стержня и стакана. Стакан соединен с бойком, а боек через пружину - с наконечником. При вращении стержня шарик перемещается вверх и увлекает стакан с бойком, растягивая пружину. В верхнем положении стакана шарик проваливается в канал возврата стержня, а стакан с бойком движутся вниз, нанося удар по наконечнику. Стакан останавливается ограничителем, вследствие чего совмещаются кольцевая проточка стакана и выход канала возврата стержня. В нижнем положении стакана шарик, перемещаясь по каналу возврата под действием собственного веса, попадает в кольцевую расточку стакана и начальный выход винтовой нарезки. Зацепление стакана со стержнем восстанавливается, цикл повторяется. 1 ил.
Изобретение относится к буровой технике, а именно к самодействующим буровым устройствам для исследований грунтов, прокладки подземных коммуникаций и ремонтных работ.
Известно устройство с ударным породоразрушающим действием, содержащее цилиндрический корпус с ударным наконечником, отделенным от корпуса пружинным демпфером, и боек, установленный на роторе линейного электродвигателя и перемещающийся последним в сторону сжатия пружины, расположенной, между бойком и корпусом (А.с. №1157224, Е 21 С 3/16; опубл. в БИ №19-85 г.).
Данное устройство имеет высокую энергоемкость, так как обладает низкой тяговой способностью, вследствие чего необходимо увеличивать мощность привода. При этом увеличиваются размеры устройства.
Наиболее близким к заявляемому является снаряд ударного действия, содержащий цилиндрический корпус с ударным наконечником, ударную пружину с бойком, привод вращательного движения (А.с. №1696654, МКИ Е 02 F 5/18; опубл. в БИ №45-91 г.).
Данный снаряд не может быть использован в автономном режиме в силу повышенной энергоемкости и недостаточно высокой надежности.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы снаряда при его использовании в автономном режиме и снижение энергоемкости.
Сущность изобретения в том, что буровой снаряд ударного действия, содержащий цилиндрический корпус с ударным наконечником и расположенным внутри корпуса электроприводом вращательного действия, боек с пружиной и механизм натяжения пружины, отличается тем, что механизм натяжения пружины выполнен в виде связанного с бойком посредством тяги стакана и связанного с электроприводом стержня, установленного в стакане с возможностью осевого перемещения и зацепления с ним посредством шарика, установленного в кольцевой расточке, выполненной в отверстии стакана со стороны входа стержня, выполненного с наружной винтовой канавкой для размещения в ней шарика, при этом стакан имеет продольный паз с возможностью размещения в нем фиксатора для предотвращения проворота стакана при его осевом перемещении относительно корпуса, в котором размещен ограничитель хода стакана, а стержень выполнен с осевым каналом возврата шарика, соединяющим крайние выходы наружной винтовой канавки друг с другом.
В отличие от известного предлагаемый буровой снаряд имеет следующие преимущества:
пониженную энергоемкость за счет применения:
- минимального количества сопрягаемых поверхностей трения скольжения механизма натяжения пружины;
- трения качения вместо трения скольжения в паре зацепления стакана со стержнем; более высокую надежность за счет применения в механизме натяжения пружины шарика для зацепления стакана со стержнем, что исключает износ и заклинивание.
На чертеже представлена схема бурового снаряда ударного действия. Снаряд содержит цилиндрический корпус 1, имеющий ударный наконечник 2, с которым связан боек 3 через пружину 4. С бойком посредством тяги 5 соединен механизм натяжения пружины, включающий стакан 6 с шариком 7, размещенным в кольцевой расточке, выполненной в отверстии стакана со стороны входа стержня. В стакане установлен стержень 8, имеющий с ним зацепление посредством шарика. Стержень связан с приводным электродвигателем 9 вращательного действия. Стакан имеет продольный паз, в который входит фиксатор 10 для предотвращения его проворота относительно корпуса. В корпусе также установлен ограничитель хода стакана 11. На наружной поверхности стержня выполнена винтовая канавка 12, крайние выходы которой соединены осевым каналом возврата шарика 13. В верхней части корпуса за электродвигателем выполнен кабельный отсек 14 с бухтой кабеля 15 для подвода электроэнергии.
Снаряд работает следующим образом. От приводного электродвигателя 9 вращение передается винтовому стержню 8. Шарик 7, находящийся одновременно в кольцевой расточке стакана 6 и винтовой канавке стержня, начинает перекатываться по ним, при этом, поднимаясь по винтовой канавке стержня, он увлекает за собой стакан 6, который, перемещаясь по стержню, посредством тяги 5 увлекает за собой боек 3 и растягивает пружину 4. В конце хода стакана шарик попадает в верхнее отверстие осевого канала возврата шарика и под действием усилия пружины проваливается в него. Зацепление стакана со стержнем нарушается, и он вместе с бойком под действием пружины начинает двигаться вниз. В конце хода боек производит удар по наконечнику 2, в результате чего он продвигается вперед. Стакан останавливается ограничителем 11, вследствие чего совмещаются кольцевая расточка стакана и выход канала возврата стержня. Шарик, под действием собственного веса, перемещаясь по каналу возврата, снова попадает в кольцевую расточку и начальный выход винтовой канавки. Зацепление стакана со стержнем восстанавливается, цикл повторяется.
Применение в буровом снаряде механизма натяжения в виде стакана со стержнем и шариком позволяет обеспечить минимальное энергопотребление привода в связи с тем, что трение скольжения заменено трением качения, а число сопрягаемых поверхностей сведено до минимума, при этом полностью исключена возможность заклинивания привода, что увеличивает надежность работы снаряда.
Буровой снаряд ударного действия, содержащий цилиндрический корпус с ударным наконечником и расположенным внутри корпуса электроприводом вращательного действия, боек с пружиной и механизм натяжения пружины, отличающийся тем, что механизм натяжения пружины выполнен в виде связанного с бойком посредством тяги стакана и связанного с электроприводом стержня, установленного в стакане с возможностью осевого перемещения и зацепления с ним посредством шарика, установленного в кольцевой расточке, выполненной в отверстии стакана со стороны входа стержня, выполненного с наружной винтовой канавкой для размещения в ней шарика, при этом стакан имеет продольный паз с возможностью размещения в нем фиксатора для предотвращения проворота стакана при его осевом перемещении относительно корпуса, в котором размещен ограничитель хода стакана, а стержень выполнен с осевым каналом возврата шарика, соединяющим крайние выходы наружной винтовой канавки друг с другом.
