Ударный механизм для бурильныхмашин

 

Союз Советски«

Социалистических

Республии

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о11840330

Ф

Ф%

Т (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070 .79 (21) 2778214/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 2306.81.. Бюллетень Йо 23

Дата опубликования описания 25,06.81 (51) и. Kli.Ç

E 21 С 3/20

Государственный «омнтет

СССР о делам изобретений н от«рытнй (5З) УДК 622. 233. .65(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Дыдзинский и С.. Козйфев. .,1, .. -". j

Научно-исследовательский горнбр щный.институт

Министерства горной металлургии Украннсдой ССР;, (71) Заявитель (54) УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ МАШИН

Изобретение относится к горнорудной и строительной отраслям промышленности и может быть использовано для бурения шпуров и скважин в горных породах.

Известен ударный механизм, содержащий корпус, ударный поршень и золотниковое устройство. Механизм позволяет регулировать частоту ударов, поскольку в качестве золотникового устройства применен вращающийся зо-. лотник, скорость вращения которого . изменяется при помощи регулируемого дросселя (1).

Однако регулирование только частоты ударов не позволяет оператору вести бурение в эффективном режиме, поскольку последний зависит от стабильности энергии единичного удара.

В результате нагрева рабочей жидкости, а также износа уплотнений насоса снижается давление в напорной магистрали (иногда до 75% номинальной величины), что приводит к соответствующему падению энергии удара.

Кроме того устройство не позволяет автоматически стабилизировать энергию .удара, что требует постоянного внимания со стороны оператора и усложняет его работу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является ударный механизм для бурильных машин, содержащий корпус с поршнем-ударником, распределительным устройством и буксой для инструмента, размещенной в кольцевой проточке и делящей ее своим выступом на две полости, в одной

10 из которых со стороны, противоположной .инструменту, размещена пружина, и магистрали-для подвода и отвода энергоносителя (21.

Однако этот механизм не позволяет

15 автоматически стабилизировать энергию ударов механизма при изменении давления сжатой среды — энергоносителя.

Цель изобретения — стабилизация энергии удара.

20 Поставленная цель достигается тем, что полость со стороны инструмента сообщена с магистралью для подвода энергоносителя, прн этом в указанной магистрали монтирован регулируемый

25 дроссель.

На фиг. 1 показан механизм,осевой разрез, на фиг. 2 — второй вариант выполнения.

Ударный механизм состоит из удар.

30 ной части, золотникового распредели840330 тельного устройства и регулируемого дросселя. ударная часть содержит корпус 1 с размещенным в нем поршнем-ударником

2, камеры рабочего хода 3 и обратного хода 4, буксу 5 с кольцевым выступом б.

В буксе 5 размещен инструмент— буровая штанга 7. В корпусе 1 выполнена кольцевая проточка, которая делится кольцевым выступом б буксы 5 на полости 8 и 9. B полости 9, расположенной со стороны, противоположной инструменту — штанги 7, помещена пружина 10, упирающаяся одним торцом в кольцевой выступ б, а вторым — в торец кольцевой проточки. Полость 8, 15 расположенная со стороны инструмента — штанги 7, соединена с каналом 11.

В корпусе 1 выполнены каналы 12, 13 и 14. На поршне-ударнике 2 имеется проточка 15. Камеры рабочего хода 3, 20 обратного хода 4, полость 8 герметизирована уплотнениями 16.

Золотниковое устройство содержит крышку 17 с отверстиями 18 и 19, вращающийся золотник 20 с каналами 21, 22 и гидромотор 23.

Регулируемый дроссель содержит корпус 24 с проточками 25 и 26, золотник 27, образующий в корпусе 24 камеру 28 управления и подпружиненный пружиной 29. Камера 28 управле ния, канал 13 и отверстие 19 соединены с напорной магистралью 30 для подвода энергоносителя.

Проточка 26 соединена с дополнительной напорной магистралью 31, проточка 25 соединена с входом в гидромотор 23, сливной канал которого соединен со сливной магистралью 32 для отвода энергоносителя, с которой так- же соединено отверстие 18. 4О

В устройстве, показанном на фиг.2, полость S при помощи канала 33 постоянно соединена с камерой 3 рабочего хода, т.е. с напорной магистралью 30. 45

Ударный механизм работает следующим образом.

Сжатую жидкость от двух насосов (не показаны) подают по напорной магистрали 30 в канал 13,.отверстие 19 .и камеру 28 управления, а по дополнительной напорной магистрали 31— в проточку 26. Если механизм н начальный момент находится в положении, показанном на фиг. 1, рабочую жидкость по каналу 13 подают в камеру 3 рабочего хода, а из отверстия 19 по каналам 21 и 12 подают в камеру 4 обратного хода. Площадь последней больше площади камеры 3 рабочего хода, поэтому поршень-ударник 2 совер- 40 шает обратный ход.

Одновременно с этим сила давления жидкости н камере 28 управлении действует на золотник 27 и сжимает пружину 29. При этом золотник 27 зани- Я мает положение в корпусе 24, соответ ствующее давлению в напорной магистрали 30. Эолотник 27 соединяет проточки 25 и 26 кольцевым отверстием, площадь которого также соответствует (прямо пропорциональна) давлению в камере 28 управления. Жидкость из дополнительной напорной магистрали

31 по проточкам 26 и 25 подают н гидромотор 23.

Гидрамотор 23 вращает золотник

20, а поскольку скорость вращения гидромотора 23 прямо нропорциональна расходу проходящей через него жид= кости (который н свою очередь зависит от сечения отверстия, образованного золбтником 27 и корпусом 24 регулируемого дросселя), то скорость вращения прямо пропорциональна давлению в напорной магистрали 30. При повороте золотника 20 на 180 отвер"тие 18 соединяется каналом 22 с каналом 12 и жидкость из камеры 4 обратного хода через каналы 12, 22 и отверстие 18 попадает в сливную магистраль.

Поршень-ударник 2, испытывая давление со стороны камеры 3 рабочего хода, совершает рабочий ход. .При его движении проточка 15 соединяет канал 14, 11 с полостью 8.

Жидкость по каналам 13, 14, 11 поступает в полость 8, давит на кольцевой выступ б буксы 5, пружина 10 сжимается, и букса 5 со штангой 7 опускается вниз (по чертежу). Поршеньударник 2, продолжая рабочий ход, наносит удар по торцу буроной штанги 7. Пружина 10 компенсирует давление в полости 8, усилие подачи механизма, и гасит вибрации, возникающие при работе устройства. В то время, когда проточка 15 не соединяет каналы 11 и 14, н полости 8 находится замкнутый объем жидкости, который тоже выполняет роль гидравлического амортизатора.

Гидромотор 23, продолжая вращать золотник 20, соединяет канал 12 с отверстием 19 каналом 21, поршеньударник 2 совершает обратный ход, и цикл повторяется снова. В течение обратного хода также происходит нременное соединение полости 8 с напорной магистралью 30.

При снижении давления в напорной магистрали 30 давление в камере 28 управления также снижается, пружина

29 перемещает золотник 27 вниз, поток жидкости, подаваемой в гидромотор 23, уменьшается. Скорость вращения золотника 20 при этом также падает, следовательно, время сообщения каналов 21 и 22 с каналом 12 пропор -ционально увеличивается. Кроме этого, при сообщении полости б с напорной магистралью 30 в результате снчження давления в полости 8 пружина 10 приподнимает буксу 5 с буровой штангой

840330

7 вверх на расстояние, пропорциональное снижению давления в полости 8.

Таким образом, разгон поршня-ударника 2 до предударной скорости происходит за большее время, но при мень,шем давлении в камере 3 рабочего хода. Так как увеличение времени прямо пропорционально снижению давления, то произведение этих величин становится величиной постоянной, а значит и энергия удара также не меняется.

Изменяется число ударов за счет удлинения рабочего цикла.

Работа устройства, показанного на фиг. 2, отличается тем, что жидкость постоянно поступает из напорной магистрали 30.через камеру 3 рабочего хода в полость 8, а не периодически.

Это упрощает конструкцию корпуса 1 и поршня-ударника 2, однако не позволяет испольэовать полость 8 s качестве гйдроамортизатора. 20

В устройстве автоматически регулируется величина хода поршня-ударника и его число ударов. В результате регулирования этих параметров энергия единичного удара остается неизменной с уменьшением давления сжатой среды, подаваемой в механизм, при этом уменьшается частота ударов, автоматически регулируется точка соударения поршня-ударника со штангой.

Поддержание энергии единичного удара на постоянном уровне позволяет вести бурение с наибольшей .скоростью даже при значительном износе насоса (т.е. при значительном падении давления в системе).

Ф

Автоматический режим процесса регулирования позволяет облегчить работу оператора по управлению машиной.

Формула изобретения

Ударный механизм для бурильных машин, содержащий корпус с поршнемударником, распределительным устройством и буксой для инструмента, размещенной в кольцевой проточке и делящей ее своим выступом на две полости, в одной из которых со стороны, противоположной инструменту, размещена пружина, и магистрали для подвода и отвода энергоносителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации энергии удара, полость со стороны инструмента сообщена с магистралью для подвода энергоносителя, при этом в укаэанной магистрали монтирован регулируемый дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 340775, кл. Е 21 С 3/20, 1965.

2. Горбунов В.Ф. и др. Ручные .пневматические молотки. М., "Машиностроение", 19б7, с. 147-148, рис. 71 (прототип).

840330

Заказ 4708/44 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Махаева

Редактор Т. Кугрышева Техред М.Коштура Корректор р. Билак