Перфоратор

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров в любых многоструктурных породах с твердыми включениями, например, апатитонефелиновой руды. Перфоратор содержит породоразрушающий инструмент, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, отличающийся тем, что вспомогательный боек имеет внутреннюю полость с упругим элементом, выполненную в виде сужающейся и расширяющейся частей, причем минимальный диаметр полости D принимают больше диаметра правой концевой части воздухопроводной трубки, а максимальный диаметр D1 полости со стороны штанги выбирают из соотношения , где S1 - площадь контакта вспомогательного бойка со штангой; S2 - площадь торцевого сечения штанги. Такое выполнение перфоратора повышает надежность работы конструкции за счет обеспечения надежного процесса «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой и отскок вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров в любых многоструктурных породах с твердыми включениями, например, апатитонефелиновой руды.

Известен двухпоршневой перфоратор (а.с. №140228, м. кл. E21C 3/04, БИ №7, 1989), включающий корпус, два поршня, кулачковую муфту, гранбуксу, воздухораспределительное устройство и уплотнительное кольцо. Такое устройство снабжается двухмассным ударником с целью снижения вибрации, передаваемой на корпус, и не способно решать задачи по повышению к.п.д. удара и интенсификации режимов бурения многоструктурных пород, состоящих из твердых и мягких компонентов.

Известен перфоратор по патенту Российской Федерации №2296850, м. кл. E21B 6/06, 19.10.2005), принятый за прототип, содержащий породоразрушающий инструмент, закрепленный на штанге, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, при этом вспомогательный боек установлен в направляющих, его сечение имеет форму многогранника, а отношение длины бойка к его ширине выбирают из неравенства L/b≥1.5, причем соотношение масс сдвоенного ударника и штанги должно удовлетворять условию m2>m1(2R+R2).

Однако в рассматриваемом перфораторе эффект «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой, позволяющий повысить к.п.д. удара и интенсифицировать процесс разрушения породы, не достаточно стабилен, вследствие «залипания» вспомогательного бойка и штанги. Боек не возвращается в исходное положение, так как давление в области соприкосновения бойка с основным ударником оказывается больше, чем давление в области штанги, в результате вспомогательный боек не отскакивает от штанги в конце рабочего хода.

Техническим результатом устройства является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение надежного процесса «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой и отскок вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода.

Технический результат достигается тем, что перфоратор, содержащий породоразрушающий инструмент, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, согласно изобретению вспомогательный боек имеет внутреннюю полость с упругим элементом, выполненную в виде сужающейся и расширяющейся частей, причем минимальный диаметр полости D принимают больше диаметра правой концевой части воздухопроводной трубки, а максимальный диаметр D1 полости со стороны штанги выбирают из соотношения ,

где S1 - площадь контакта вспомогательного бойка со штангой;

S2 - площадь торцевого сечения штанги.

Такое выполнение перфоратора повышает надежность работы конструкции за счет обеспечения надежного процесса «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой и отскок вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода.

Предлагаемый перфоратор поясняется чертежами. На фиг.1 показан перфоратор в момент удара основного бойка по вспомогательному; на фиг.2 показана конструкция вспомогательного бойка; на фиг.3 показано положение вспомогательного бойка и штанги в конце рабочего хода.

Перфоратор (фиг.1) содержит штангу 1 с закрепленной на ней коронкой 2, корпус 3 с размещенным в нем поворотным механизмом, сдвоенный ударник, состоящий из основного 4 и вспомогательного 5 бойков, воздухораспределительную систему, включающую воздухопроводную трубку 6, регулировочный вентиль 7, поворотную 8 и концевую 9 буксы, в последнюю входит хвостовик 10 штанги 1. Правая концевая часть 11 воздухопроводной трубки имеет уменьшенный по отношению к основной части диаметр.

Вспомогательный боек 5 (фиг.2) имеет внутреннюю полость, выполненную в виде сужающейся 12 и расширяющейся 13 частей, снабжен упругим элементом 14 (полиуретановая втулка) и твердосплавной шайбой 15, установленной перед упругим элементом, причем минимальный диаметр D полости принимают на 1 миллиметр больше диаметра правой концевой части 11 воздухопроводной трубки 6, для обеспечения свободного движения бойка вдоль трубки, а максимальный диаметр D1 полости со стороны штанги 1 выбирают из соотношения, при котором площадь контакта вспомогательного бойка не должна быть меньше 0,5 от площади торцевого сечения 16 штанги 1.

Работа перфоратора осуществляется следующим образом. Воздух из воздухораспределительной системы поступает в рабочую полость 17 перфоратора, давит на основной боек 4 и заставляет его двигаться слева навстречу вспомогательному бойку 5 и штанге 1. При этом основной боек 4 наносит удар по вспомогательному бойку (фиг.1), который, получив ударную энергию, отскакивает от него со скоростью, большей, чем скорость основного бойка, и самостоятельно наносит удар в торец 16 штанги 1 (фиг.3). С целью исключения «слипания» бойка и штанги и обеспечения надежного отскока вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода давление P2 в полости со стороны штанги должно быть больше, чем давление P1 со стороны основного бойка, что обеспечивается тем, что правая полость вспомогательного бойка выполнена расширяющейся и площадь контакта бойка не должна быть меньше 0,5 площади торцевого сечения штанги. Давление P1 при этом регулируют при помощи вентиля 7.

В конце рабочего хода вспомогательный боек за счет обеспечения разности давлений отскакивает от штанги и движется в обратном направлении навстречу основному бойку, продолжающему свой ход навстречу штанге. Далее процесс повторяется.

Возникает серия повторяющихся кратковременных соударений вспомогательного бойка 5 со сближающимися основным бойком 4 и штангой 1, т.е. надежный эффект «дребезга».

Перфоратор, содержащий породоразрушающий инструмент, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, отличающийся тем, что вспомогательный боек имеет внутреннюю полость с упругим элементом, выполненную в виде сужающейся и расширяющейся частей, причем минимальный диаметр полости D принимают больше диаметра правой концевой части воздухопроводной трубки, а максимальный диаметр D1 полости со стороны штанги выбирают из соотношения:

где S1 - площадь контакта вспомогательного бойка со штангой;
S2 - площадь торцевого сечения штанги.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения. .

Изобретение относится к буровому оборудованию и может быть использовано в горнорудной промышленности. .

Изобретение относится к области ударного бурения, а именно к устройству для соединения хвостовика долота для ударного бурения по твердым породам. .

Изобретение относится к области бурения, а именно к звукопоглощающему кожуху для перфоратора. .

Изобретение относится к приводам рабочих органов машин механического разрушения материалов повышенной прочности. .

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в приводах машин с условно постоянным моментом сопротивления на рабочем органе. .

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в приводах металлообрабатывающих, горных, строительных и т.п. .

Изобретение относится к способу, установке и клапану для управления бурением по породе. .

Изобретение относится к области бурения, а именно к хвостовику приводимого в действие, по меньшей мере, частично вращением и/или ударным способом инструмента. .

Изобретение относится к смазыванию механизма вращения хвостовика бура в бурильной машине для горной породы. Направляют к механизму вращения хвостовика бура по меньшей мере часть потока текучей среды под давлением гидравлического контура ударного механизма бурильной машины, или вращающего устройства бурильной машины, или устройства для отталкивания хвостовика бура от бурильного инструмента бурильной машины. При этом обеспечивают циркуляцию текучей среды под давлением, используемой при смазывании механизма вращения хвостовика бура, обратно в гидравлическую систему бурильной машины для горной породы, в гидравлический контур ударного механизма бурильной машины, или вращающего устройства бурильной машины, или устройства для отталкивания хвостовика бура от бурильного инструмента бурильной машины. В результате обеспечивается эффективная смазка и охлаждение хвостовика бура и механизма его вращения, а также исключается использование дополнительного оборудования для смазки. 2 н. и 12 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к приводам машин с вращающимся рабочим органом. Технический результат направлен на повышение эксплуатационной надежности, экономичности и долговечности работы импульсного вращателя. Импульсный вращатель рабочего органа машины содержит привод вращения, ведущий и ведомый валы, кулачок, толкатель. Валы ведомой и ведущей шестерен выполнены параллельными. Кулачок выполнен в виде круглого профиля зуба ведущей шестерни, а на ведомой шестерне выполнены впадины зуба в виде паза, выполняющего роль толкателя. Толщину зуба выбирают исходя из соотношения: S=30·d·ω/p, где S - толщина зуба ведомой шестерни, d - диаметр ведомой шестерни, ω - угловая скорость вращения ведомой шестерни, p - частота колебания заданного технологического процесса. Максимальную величину угла наклона паза выбирают исходя из соотношения: α=arctg f, где α - угол наклона паза, f - коэффициент трения кинематической пары кулачок-толкатель. 1 ил.

Способ бурения скважин относится к горному делу и предназначен для бурения скважин забойными машинами ударного действия в режиме вращательно-ударного или ударно-вращательного бурения. Способ бурения скважин включает вращение бурового инструмента с частотой ω, передачу от бурового инструмента на забой скважины осевого усилия и внецентренных ударных импульсов, генерируемых забойной машиной ударного действия с частотой Δ. Внецентренные ударные импульсы от бурового инструмента передают равномерно по периметру забоя буримой скважины при условии Δ/ω≥2, где Δ - частота ударов забойной машины, а ω - частота вращения бурового инструмента. Обеспечивается повышение эффективности бурения за счет повышения скорости бурения и снижения искривления скважин. 2 ил.
Изобретение относится к ударному механизму для работающего аксиально в обоих направлениях ударного устройства для вскрытия или закрытия выпускного отверстия металлургического резервуара, включающему в себя перемещаемый посредством нагнетаемой среды в осевом направлении трубчатый поршень в корпусе ударного механизма и центральный, проксимальный, выполненный с возможностью подвода, соединенный по меньшей мере с одним инструментом, имеющий с обеих сторон ударную пяту передающий блок энергии ударов, а также средство переключения нагружения давлением трубчатого поршня, при этом трубчатый поршень имеет с обеих сторон нагружаемые нагнетаемой средой, по существу радиальные нагружаемые поверхности. Изобретение включает способ вскрытия или закрытия выпускного отверстия в снабженной огнеупорной футеровкой стенке металлургического резервуара. Обеспечивается регулирование частоты ударов и силы ударов трубчатого поршня и безопасность эксплуатации устройства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров в любых многоструктурных породах с твердыми включениями, например апатитонефелиновой руды. Перфоратор содержит сдвоенный ударник, состоящий из основного и вспомогательного бойков, при этом вспомогательный боек выполнен с внутренней полостью, состоящей из двух частей. Полость со стороны основного бойка связана с наружной поверхностью воздухоподающей трубки, центрирующей соударяющиеся вспомогательный боек и штангу. Вспомогательный боек диаметра D имеет внутренние полости длиной L1 и L2, причем полость со стороны основного бойка, длиной L2 и диаметра D1<0,5D, связана с наружной поверхностью воздухоподающей трубки, центрирующей соударяющиеся боек и штангу, а полость со стороны штанги выполнена расширяющейся, причем L2>2L1, а торец воздухоподающей трубки имеет не менее четырех отверстий, оси которых касательны выступам расширяющейся части вспомогательного бойка, и центральное отверстие для подачи воды или воздуха. Обеспечивается надёжный процесс «дребезга» и стабильная работа перфоратора. 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для создания свайных фундаментов. Устройство содержит узел бурильных молотов с погружным устройством ударного действия, включающий в себя один или более бурильных молотов с погружным устройством ударного действия, кольцевой корпус, имеющий наружный диаметр и внутренний диаметр, вмещающий бурильные молоты с погружным устройством ударного действия в пространстве между наружным и внутренним диаметрами кольцевого корпуса, верхнюю трубу с одним или более выходным отверстием, причем верхняя труба подключается к узлу бурильного молота с погружным устройством ударного действия; пневмо- или гидрораспределитель, который подключен к верхней трубе, привод-вращатель, обеспечивающий вращение устройства, причем привод-вращатель подключен к пневмораспределителю или гидрораспределителю, в котором каждый бурильный молот с погружным устройством ударного действия содержит буровую коронку, фиксируемую на месте в кольцевом корпусе смежными делительными узлами, поршень в верхней части буровой коронки для передачи ударного воздействия во время бурения и выпускное отверстие, расположенное в нижней части буровой коронки и служащее для выхода сжатого воздуха или жидкости под давлением, в котором выпускаемый сжатый воздух или жидкость под давлением удаляет размельченные обломки или частицы породы, перемещая их вдоль внутренней и внешней поверхностей кольцевого корпуса. Обеспечивается высокая ударная мощность устройства. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к устройству передаточного механизма для приведения в действие станка с вращающимся инструментом. Устройство содержит приводной шпиндель для привода вращения инструмента, коаксиально соединенный с приводным шпинделем зубчатый венец, а также промежуточный вал, предназначенный для передачи крутящего момента на ведущем валу от приводимого в действие вала приводному шпинделю. Промежуточный вал имеет зубчатое колесо, которое введено в зацепление с коаксиальным зубчатым венцом приводного шпинделя. Устройство передаточного механизма дополнительно включает передаточный вал с зубчатым колесом. Зубчатое колесо передаточного вала в зависимости от режима работы станка вводится в зацепление с коаксиальным зубчатым венцом приводного шпинделя или не вводится в зацепление с коаксиальным зубчатым венцом приводного шпинделя. Обеспечивается уменьшение габаритов устройства и его веса. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению - к механизированным устройствам вращательно-ударного действия и используется в горной промышленности в качестве импульсного вращателя бурильных машин. Пневматический вращатель содержит корпус с верхней и нижней торцовыми крышками, расположенные в нем ротор с кулачками, двумя соосными втулками, соединенными лопастями, и воздухоподводящими и выхлопными окнами, ударник с кулачками, охватывающий втулки ротора и установленный с возможностью возвратно-вращательного движения и взаимодействия его кулачков с кулачками ротора, ударник снабжен лопастями, образующими с лопастями ротора рабочие камеры, воздухораспределитель с воздухоподводящими и выхлопными окнами, соосными указанным окнам ротора соответственно, установленный в осевом отверстии ротора с возможностью периодического сообщения рабочих камер с воздухоподводящей магистралью и атмосферой и взаимодействия его рычага с ударником. В воздухораспределителе коаксиально установлен золотник запуска с возможностью совместного с ним вращения, поджатый пружиной в осевом направлении. В золотнике запуска выполнены воздухоподводящие и выхлопные окна, расположенные по оси воздухоподводящих и выхлопных окон воздухораспределителя соответственно, и предусмотрены дополнительные воздухоподводящие и выхлопные окна. В роторе и воздухораспределителе также предусмотрены дополнительные воздухоподводящие и выхлопные окна, выполненные с возможностью совмещения с дополнительными воздухоподводящими и выхлопными окнами золотника запуска соответственно. Вращатель содержит муфту свободного хода для обеспечения кинематической связи ротора с корпусом, шпиндель, коаксиально расположенный внутри золотника запуска, жестко связанный одним концом с ротором, а другим установленный цапфой в опоре, которая закреплена на нижней торцовой крышке. Внутри шпинделя коаксиально расположен вал, кинематически связанный с ним в круговом направлении, с возможностью свободного перемещения вдоль его оси. Один конец вала приспособлен для взаимодействия с пневмоударником, а второй конец снабжен патроном для закрепления в нем буровой штанги с инструментом. Обеспечивается возможность передавать осевые импульсные усилия пневмоударника и круговые ударные моменты пневматического вращателя через буровую штангу на инструмент, применение системы охлаждения и усовершенствование системы смазки. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области бурения, а именно к механизмам с пневматическим приводом. Ударно-вращательная бурильная машина включает корпус, совмещенный с рукоятью, ротор, ротационный вращатель, связанный с рабочим инструментом с помощью втулки и волновой зубчатой передачи, включающей генератор, жесткое колесо и гибкое колесо, пневматический ударный механизм с бойком, размещенный в теле ротора с цилиндрическим продольным каналом, который сообщает камеру холостого хода пневматического ударного механизма с сетью питания, боек разделяет центральный цилиндрический канал на камеры холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента и камеру рабочего хода со стороны крышки с центральным отверстием, посредством которого камера рабочего хода сообщается с сетью питания, в стенке ротора выполнены каналы выпуска отработавшего воздуха из камер рабочего и холостого хода в атмосферу. В бойке выполнено центральное отверстие, в котором установлена трубка, проходящая через центральное отверстие крышки с образованием кольцевого зазора канала, сообщающего камеру рабочего хода с сетью питания, и центральное отверстие бойка, сообщающая камеры рабочего и холостого хода с сетью питания. Обеспечивается снижение дисбаланса ротора, уменьшение поперечных колебаний, повышение ресурса подшипников и снижение уровня вибрации корпуса. 1 ил.

Изобретение предназначено для использования в бурильных машинах ударно-поворотного и ударно-вращательного действия. Податчик бурового инструмента содержит поршень податчика, прижимающий корпус перфоратора и лезвие бура к породе перед нанесением удара поршнем-ударником по хвостовику бура, и отодвигает их от забоя при повороте бурового инструмента, а также имеет втулку и щель, дозирующие поступление сжатого воздуха в автоподатчик общей подачи. Воздухораспределительное устройство перфоратора имеет люфт и свободу перемещения в корпусе перфоратора и выполняет функцию поршня податчика, жестко скрепленного с ходовым винтом - штоком, и функцию втулки дозатора сжатого воздуха автоподатчика, проходящего через калиброванную щель. Обеспечивается эффективная передача кинетической энергии удара поршня перфоратора на разрушение породы и включение автоматического выбора рациональной величины усилия прижатия корпуса перфоратора к забою. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров в любых многоструктурных породах с твердыми включениями, например, апатитонефелиновой руды

Наверх