УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 2000 года по МПК E21B1/16 B25D11/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к горному, а конкретно - к машинам ударного действия и может быть использовано в качестве ударного механизма для бурения шпуров в породах высокой крепости.

Известны электромеханические бурильные машины, выполненные в виде кривошипно-шатунного механизма, в котором ползун является ударником. Такие механизмы не получили широкого применения из-за больших нагрузок на шатун и кривошип, которые появляются как реакции в момент удара.

Известен шарнирно-рычажный механизм с захватывающим устройством [1, стр. 7-8; рис. 2].

Основной особенностью такого механизма, состоящего из кривошипно-коромыслового механизма и ударника с пружиной, является переменность его подвижности. В момент удара коромысло и ползун получают относительную свободу, что приводит к сохранности шатуна и кривошипа от удара. Всего в этом механизме четыре подвижных звена: кривошип, шатун, коромысло, ползун и пять кинематических пар, 4 - вращательных, 1 - поступательная.

Недостатком данного механизма является сложность конструкции и трудность обеспечения захвата ударника качающимся коромыслом, захватывающее устройство не всегда срабатывает, что приводит к пропуску отдельных ударов и уменьшению ударной мощности машины.

Более близким к заявляемому является механизм [2] по патенту РФ N 2026978 от 19.02.92 г., опубликованный в Бюллетене N 2 20.01.95 г.

Этот механизм включает в себя кривошип, связанный с ползуном посредством шатуна, ударник и пружину. При этом между ползуном и ударником выполнена кинематическая связь в виде закрепленного на ползуне несамотормозящего винта, гайка которого образует с ударником несамотормозящую винтовую пару. В этом механизме как и в описанном по [1], содержится четыре основных звена - кривошип, шатун, ползун и дополнительный ползун, и пять кинематических пар, две из которых поступательные.

Недостатком описанного механизма является его кинематическая сложность, заключающаяся в дополнительном использовании гайки с двумя нарезками.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и придание ей нового качества. Решение задачи достигается тем, что шатун выполнен из двух частей, связанных между собой упругим элементом, причем упругий элемент имеет жесткость, обеспечивающую продольную устойчивость шатуна.

Предлагаемый механизм приведен на фиг. 1, 2, 3. Механизм содержит кривошип 1, соединенный с частями шатуна 2, 3, между которыми находится упругий элемент 5, часть шатуна 3 соединена с ударником 4, который, находясь в положениях, изображенных на фиг. 2, 3, взаимодействует с преградой 6.

Работает механизм следующим образом. Если задать движение первому звену, то в силу достаточной жесткости упругого элемента части шатуна 2 и 3 составляют единое целое, в результате чего механизм представляет собой кривошипно-ползунный. В момент, когда ударником наносится удар по преграде, срабатывает упругий элемент, появляется относительное движение части 2 относительно части 3 шатуна, что и предохраняет механизм от разрушения.

На фиг. 1, 2, 3 показаны стадии работы ударного механизма:
на стадии фиг. 1 механизм работает как кривошипно-ползунный,
на стадии фиг. 2 ударник наносит удар по преграде, при этом кривошип AB и шатун BC составляют между собой тупой угол ABC, а кривошип продолжает вращаться,
на стадии фиг. 3 происходит проворот механизма, ударник продолжает взаимодействовать с преградой, а точки D и E шатуна сближаются за счет упругих свойств элемента 5.

Литература
1. Алимов О.Д., Манджосов В.К., Филиповский В.П. Механические импульсные генераторы с шарнирно-рычажным захватывающим устройством. - Фрунзе: Илим, 1975.

2. Патент РФ N 2026978, 20.01.95.

Изобретение относится к машинам ударного действия и в частности может быть использовано в качестве ударного механизма для бурения шпуров в породах высокой крепости. Изобретение позволяет упростить конструкцию механизма. Механизм включает кривошип, шатун и ударник, при этом шатун выполнен из двух частей, соединенных между собой упругим элементом, который имеет жесткость, обеспечивающую продольную устойчивость шатуна. 3 ил.

Ударный механизм, включающий кривошип, шатун и ударник, отличающийся тем, что шатун выполнен из двух частей, соединенных между собой упругим элементом, причем упругий элемент имеет жесткость, обеспечивающую продольную устойчивость шатуна.