ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР С НЕЗАВИСИМЫМ ВРАЩЕНИЕМ ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1996 года по МПК E21C3/04 

Заявляемое изобретение относится к машинам ударного действия для бурения горных пород с установочно-подающих устройств или с рук в горнорудной, строительной промышленности.

Известны пневматические перфораторы ПП54В и ПП63В, состоящие из ударного узла с воздухораспределительным устройством, гипоциклоидного механизма вращения штанги, связанного кинематически с ударником, и кранового узла, осуществляющего включение выключение перфоратора (1).

При работе таким перфоратором невозможно раздельное включение узлов ударного и вращательного из-за их кинематической связи. Это сужает область применения, исключает возможность использования перфораторов, особенно легких, типа ПП36 в качестве отбойного молотка для разрушения негабаритов, подчистки и поддирки почвы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий корпус с крышкой, ударный и вращательный механизмы, воздухораспределительное устройство, в виде системы каналов и крана 2.

Известное техническое решение, а. с. СССР N 142973, МКИ Е 21 С 3/04, отличает высокая вибрация, которая нарушает режим работы, вызывает утомление людей и их заболевание.

Предлагаемое техническое решение направлено на уменьшение значения вибрации за счет выбора оптимальных размеров каналов, связывающих воздухораспределительный пробковый кран с ударным и вращательным механизмами, в зависимости от ударной мощности и максимального вращательного момента исполнительных узлов, что позволяет значительно компенсировать действие вибрации как при совместной, так и раздельной их работе.

Кроме того, в прототипе не обеспечивается надежность раздельной работы исполнительных узлов, что сужает функциональные возможности перфоратора.

Предлагается пневматический перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий корпус с крышкой, ударный механизм с поршнем ударником и механизмом воздухораспределения, и вращатель, механизм воздухораспределения которого выполнен в виде системы каналов, один из которых сообщается с воздухораспределительным устройством и выбирается из соотношения 9.12 Нм максимального вращательного момента на 1 мм² сечения, т.е.

где M_max максимальный вращающий момент,
а второй с вращателем и выбирается из соотношения 5.7 Вт ударной мощности на 1 мм² сечения, т.е.

где N_уд ударная мощность.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен перфоратор в разрезе.

Пневматический перфоратор содержит ударный узел 1, включающий ударник 2, воздухораспределительное устройство 3 ударного узла 1. Вращатель 4 через буксу 5 связан с шестигранным хвостовиком инструмента 6. Вращатель 4 выполнен в виде узла независимого вращения штанги. Перфоратор снабжен крановым узлом, содержащим корпус 7, внутри которого установлен пробковый кран 8, имеющий внутреннюю полость 9, кран поворачивается для включения и выбора вида работы рукояткой 10.

На корпусе 7 кранового узла выполнены канал 11, связывающий пробковый кран 8 с вращателем 4, и канал 12, связывающий кран 8 с воздухораспределительным устройством 3 ударного узла 1. При этом канал 11 выбирается из соотношения 9.12 Нм максимального вращательного момента на 1 мм² сечения, т.е.

где M_max максимальный вращающий момент,
а канал 12 из соотношения 5.7 Вт ударной мощности на 1 мм² сечения, т.е.

где N_уд ударная мощность.

Кран 8 имеет отверстия 13, которые подсоединяют к магистрали один из каналов (либо 11, либо 12). Кран имеет отверстие 14, которое может сообщаться одновременно с каналами 11, 12.

Пневматический перфоратор работает следующим образом.

Сжатый воздух поступает в крановый узел 7 через внутреннюю полость 9 крана 8, управляемого рукояткой 10.

Работа в режиме "Отбойный молоток" осуществляется поворотом рукоятки 10 до совмещения отверстия 13 в кране 8 с каналом 12, по которому сжатый воздух поступает в воздухораспределительное устройство 3 ударного узла 1 с ударником 2. Ударник 2 совершает возвратно-поступательные движения, нанося удары по хвостовику инструмента 6.

Работа в режиме "Вращательное бурение шпуров" осуществляется рукояткой 10 до совмещения отверстия 13 в кране 8 с каналом 11, по которому сжатый воздух поступает во вращатель 4 независимого вращения штанги. Ротор вращателя 4 соединен с буксой 5, передающей вращение хвостовику инструмента 6.

Работа в режиме "Ударно-вращательное вращение шпуров" осуществляется поворотом рукоятки 10, при котором отверстие 14 крана 8 одновременно совмещается с каналами 13 и 11. Сжатый воздух поступает как в ударный узел 1, заставляя перемещаться ударник 2, так и во вращатель 4 независимого вращения штанги. Ударник 2 наносит удары по вращающемуся хвостовику инструмента 6, и происходит бурение шпура. Этот режим используется для бурения шпуров в крепких породах.

Таким образом, имеющееся дополнительное отверстие 13 с каналами 12 и 11 обеспечивает включение ударного узла или вращателя 4 независимого вращения штанги, позволяя использовать перфоратор либо в качестве отбойного молотка, либо машины для вращательного бурения в мягких породах. Отверстие 14 в кране 8 позволяет осуществлять одновременную работу ударного узла 1 и вращателя 4 независимого вращения штанги, то есть производить перфораторное ударно-вращательное бурение шпуров в породах крепких и весьма крепких.

Применение предлагаемого технического решения в сравнении с прототипом позволяет расширить область применения перфораторов в строительстве и горнорудной промышленности.

Использование: заявляемое изобретение относится к машинам ударного действия для бурения горных пород с установочно-подающих устройств или с рук в горнорудной, строительной промышленности. Сущность изобретения: предлагается пневматический перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий корпус с крышкой, ударный механизм с поршнем ударником и механизмом воздухораспределения, и вращатель, механизм воздухораспределения которого выполнен в виде системы каналов, один из которых сообщается с воздухораспределительным устройством и выбирается из соотношения 9...12 Нм максимального вращательного момента на 1 мм² сечения, т.е.

где М_max - максимальный вращающий момент,
а второй - с вращателем и выбирается из соотношения 5...7 Вт ударной мощности на 1 мм² сечения, т.е.

где N_уд. - ударная мощность. 1 ил.

Пневматический перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий корпус с крышкой, ударный и вращательный механизмы и воздухораспределительное устройство в виде системы каналов и крана, отличающийся тем, что система каналов воздухораспределительного устройства выполнена в виде двух стационарных каналов, расположенных в корпусе перфоратора, связывающих воздухораспределительный пробковый кран с ударным и вращающим механизмами, причем диаметр канала ударного механизма устанавливается из эмпирического соотношения

где d_уд ударная мощность, приходящаяся на 1 мм² сечения,
а диаметр канала вращательного механизма устанавливается из эмпирического соотношения

где М_макс максимальный вращающий момент, приходящийся на 1 мм² сечения.