УДАРНО-ПОВОРОТНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1998 года по МПК E21C1/12 

Изобретение относится к области горной промышленности и строительства и может быть использовано в ручных перфораторах.

Известен ударно-поворотный механизм для бурильных машин по а.с. N619637, содержащий корпус и расположенный в нем стержень со штырем, установленным перпендикулярно его оси, взаимодействующий с продольными пазами торцового кулачка, криволинейные поверхности которого взаимодействуют с роликами шпинделя, воспринимающего удар со стороны кулачка. При этом энергия удара накапливается пружиной, усилие которой передается как кулачку, так и на корпус в направлении рукоятки машины ударно-поворотного действия.

Недостатком этого устройства является давление пружины на корпус в сторону рукоятки перфоратора, действующее в течение всего цикла работы механизма и вызывающее необходимость нажатия на рукоятку, превосходящего усилие пружины.

Кроме того, известен ударно-поворотный механизм по описанию изобретения к патенту РФ N2033520, являющийся прототипом предлагаемого изобретения, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, размещенный в нем шпиндель инструмента с хвостовиком, кинематически связанный со стержнем, который непосредственно соединен с двигателем, боек и ползун, кинематически связанные посредством рычагов между собой и с толкателями, установленными с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси механизма и оснащенными роликами, взаимодействующими с внутренними криволинейными поверхностями дискового кулачка, образующего со шпинделем поступательную кинематическую пару и имеющего внешнюю коническую поверхность для взаимодействия с ответной поверхностью корпуса, при этом стержень имеет перпендикулярное его оси вращения отверстие, в котором размещены толкатели, а ползун размещен концентрично на бойке, который, в свою очередь, концентрично установлен относительно стержня.

Однако недостатком указанного устройства является сравнительно большой диаметр дискового кулачка, значительное количество деталей, сложная геометрическая форма стержня с частью, перпендикулярной к его оси вращения, и отверстием в ней, боек с пазом для этой части стержня и дисковый кулачок из двух соединенных на резьбе деталей, что определяет большую металлоемкость и низкую надежность механизма.

Изобретение направлено на уменьшение размеров дискового кулачка, снижение количества деталей ударно-поворотного устройства, упрощение геометрической формы стержня и бойка, замену толкателей сложной формы от размещения их направляющей части в отверстии перпендикулярной части стержня его оси вращения, которая недостаточна для получения необходимой центробежной массы, центробежными грузами простой геометрической формы и устранение одной из деталей дискового кулачка, что определяет снижение металлоемкости и повышение надежности механизма.

Это достигается тем, что ударно-поворотный механизм, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, размещенные в нем шпиндель инструмента с хвостовиком, кинематически связанный со стержнем, который непосредственно соединен с двигателем, боек, концентрично размещенный на стержне, рычаги, шарнирно соединенные между собой и с бойком, дисковый кулачок с внешней конической поверхностью и внутренними криволинейными поверхностями и ролики, установленные с возможностью взаимодействия с этими внутренними криволинейными поверхностями, снабжен штифтом и центробежными грузами, стержень выполнен с проушинами для шарнирного соединения с одними из указанных рычагов, на которых неподвижно установлены центробежные грузы, эти рычаги шарнирно соединены с другими из указанных рычагов, которые, кроме того, шарнирно соединены с бойком, образующим пазовое подвижное соединение со шпинделем инструмента, дисковый кулачок выполнен с пазом для размещения штифта, расположенного перпендикулярно оси стержня с возможностью контакта с хвостовиком шпинделя инструмента и с поверхностью паза дискового кулачка.

На фиг. 1, 2 представлен предложенный ударно-поворотный механизм, содержащий корпус 1, расположенный в нем стержень 2, непосредственно соединенный с двигателем, шпиндель 3 инструмента с хвостовиком в осевом круглом отверстии стержня 2 и с выступами, расположенными в пазах бойка 4, который имеет шарнирное соединение с двумя из рычагов 5, которые шарнирно соединены с остальными рычагами 5 с неподвижно установленными на них центробежными грузами 6 и которые шарнирно соединены со стержнем 2. На рычагах 5 с центробежными грузами 6 размещены ролики 7 с возможностью вращения на рычагах 5 с центробежными грузами и взаимодействия в криволинейными внутренними поверхностями дискового кулачка 8, имеющего внешнюю коническую поверхность для контакта с внутренней конической поверхностью корпуса 1. Дисковый кулачок 8 имеет паз для размещения штифта 9, расположенного перпендикулярно оси стержня 2 с возможностью соприкосновения с хвостовиком шпинделя 3 инструмента.

Ударно-поворотный механизм работает следующим образом. Вращение стержня 2 через рычаги 5 с центробежными грузами 6 и через ролики 7 сообщается дисковому кулачку 8. Вместе с тем через пазовое подвижное соединение других рычагов 5 это вращение передается бойку 4 и при помощи продольного пазового подвижного соединения бойка 4 со шпинделем 3 инструмента передается ему. При этом до соприкосновения инструмента с обрабатываемым естественным или искусственным материалом осуществляется холостой ход - вращение стержня 2 со всеми рычагами 5 и с бойком 4 при воздействии роликов 7, вызывающем вращение дискового кулачка 8 касательными составляющими сил действия этих роликов 7 на криволинейные внутренние поверхности дискового кулачка 8, т.е. изменения углов наклона рычагов 5 и перемещения бойка 4, достаточных для получения ударов по торцевой плоскости шпинделя 3 инструмента.

При соприкосновении инструмента с обрабатываемым материалом шпиндель 3 инструмента перемещается вдоль оси стержня 2 и его хвостовик, упираясь в штифт 9, передвигает дисковый кулачок 8 до контакта его внешней конической поверхности с ответной конической поверхностью корпуса 1. При этом дисковый кулачок 8 останавливается или замедляет свое вращение. Что вызывает приближение центробежных грузов 6 к оси вращения стержня 2 под действием криволинейных внутренних поверхностей дискового кулачка 8 через ролики 7. В верхних точках подъема этих поверхностей ролики 7 размыкаются с дисковым кулачком 8 под действием центробежных грузов 6. После чего под действием центробежных сил рычаги 5 с центробежными грузами 6 расходятся от оси вращения стержня 2, вызывая поворот других рычагов 5, соединенных с бойком 4, перемещаемым в этом случае к торцевой поверхности шпинделя 3 инструмента с завершением ударом по ней.

После удара следует отскок бойка 4, уменьшающий углы наклона всех рычагов 5 к оси вращения стержня 2 и устраняющий возможность заклинивания этих рычагов.

В случае заклинивания инструмента в обрабатываемом материале при последующем его извлечении из пробуренного отверстия с невыключенным двигателем размыкаются конические поверхности корпуса 1 и дискового кулачка 8. Дисковый кулачок 8 начинает вращаться за одно целое с рычагами 5 и стержнем 2. Этим исключаются удары роликами 7 по дисковому кулачку 8. Чем предотвращается разрушение механизма от внутренних соударений.

Таким образом, введение центробежных грузов 6 вместо толкателей прототипа, выполнение стержня 2 без части, перпендикулярной его оси вращения, с отверстием для размещения толкателей, упрощает геометрическую форму стержня, исключает из конструкции толкатели сложной конфигурации по сравнению с центробежными грузами 6, позволяет изготовить боек 4 без паза для указанной части стержня 2, уменьшает радиальный размер дискового кулачка 8, а радиальное пазовое подвижное соединение бойка 4 со шпинделем 3 инструмента дает возможность получить конструкцию без второй детали дискового кулачка 8, необходимой в прототипе для пазового подвижного соединения со шпинделем 3 инструмента.

Это снижает металлоемкость и повышает надежность предлагаемого ударно-поворотного механизма.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, может быть использовано в ручных перфораторах. Ударно-поворотный механизм содержит корпус с внутренней конической поверхностью, расположенный в нем стержень, получающий вращение от двигателя, шпиндель инструмента с хвостовиком, размещенным в круглом осевом отверстии стержня, боек, концентрично расположенный на стержне и имеющий пазовое подвижное соединение со шпинделем инструмента, а также шарнирные сочленения с рычагами, на одних из которых неподвижно установлены центробежные грузы и ролики, взаимодействующие с внутренними криволинейными поверхностями дискового кулачка, вращаемого этими роликами на холостом ходу и замедляемого при помощи штифта от его соприкосновения с хвостовиком шпинделя инструмента и поверхностью паза дискового кулачка для контакта внешней конической поверхности этого кулачка с ответной конической поверхностью корпуса при контакте инструмента с обрабатываемым материалом или породой, что обеспечивает переход на рабочий режим бурения или удара для его регулирования усилием нажатия на рукоятку перфоратора. Изобретение позволяет повысить надежность работы механизма при снижении его металлоемкости. 2 ил.

\ \ \ 1 Ударно-поворотный механизм, содержащий корпус с внутренней конической поверхностью, размещенные в нем шпиндель инструмента с хвостовиком, кинематически связанный со стержнем, который непосредственно соединен с двигателем, боек, концентрично размещенный на стержне, рычаги, шарнирно соединенные между собой и с бойком, дисковый кулачок с внешней конической поверхностью и внутренними криволинейными поверхностями и ролики, установленные с возможностью взаимодействия с этими внутренними криволинейными поверхностями, отличающийся тем, что он снабжен штифтом и центробежными грузами, стержень выполнен с проушинами для шарнирного соединения с одними из указанных рычагов, на которых неподвижно установлены центробежные грузы, эти рычаги шарнирно соединены с другими из указанных рычагов, которые шарнирно соединены с бойком, образующим пазовое подвижное соединение со шпинделем инструмента, дисковый кулачок выполнен с пазом для размещения штифта, расположенного перпендикулярно оси стержня с возможностью контакта с хвостовиком шпинделя инструмента и с поверхностью паза дискового кулачка.