УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНАЯ БУРИЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2016 года по МПК E21B6/00 E21C37/24 B25D9/06 

Изобретение относится к механизмам с пневматическим приводом, предназначенным для бурения отверстий в бетоне, кирпиче и других строительных материалах, а также работ, требующих только вращательное или только ударное воздействие на обрабатываемый материал.

Известно пневматическое устройство ударного действия с клапанным воздухораспределением (Есин Н.Н., Костылев А.Д., Гурков К.С., Смоляницкий Б.Н. Пневматические машины ударного действия для проходки скважин и шпуров. - Новосибирск: Наука, 1986. - 215 с., стр. 123), содержащее корпус, безредукционный вращатель, малооборотный ротационный пневмомотор, впускные каналы и выпускные окна, ведущую втулку, хвостовик бура. Пневмомотор имеет две диаметрально противоположные рабочие камеры. Имеется возможность соединить данное устройство с пневмоподдержкой, зафиксировав последнюю в положении, параллельном оси движения бойка.

Недостатком указанного устройства являются наличие клапана, управляющего воздухораспределением между камерами рабочего и холостого ходов ударника, что приводит к несогласованному впуску воздуха в рабочие камеры, поскольку ударник при изменении скорости движения изменяет процесс сжатия и расширения воздуха в камерах, что при задержке или опережении перемещение клапана приводит к увеличению расхода воздуха и нарушению работы ударного механизма

Известна также ударно-вращательная бурильная машина (авторское свидетельство СССР №308188, МПК Е21С 3/24, 1971 г., прототип), включающая корпус, совмещенный с рукоятью, ротор, ротационный вращатель, связанный с рабочим инструментом с помощью втулки и волновой зубчатой передачи, включающей генератор, жесткое колесо, гибкое колесо. Пневматический ударный механизм с бойком, размещенным в теле ротора с цилиндрическим каналом. Выполненный в теле ротора канал является продольным, выполнен в стенке ротора и сообщает камеру холостого хода пневматического ударного механизма с сетью питания; боек разделяет центральный цилиндрический канал на камеры холостого со стороны хвостовика бура 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 зависимости от положения бойка.

Прототип обладает недостатком: выполненный в стенке ротора продольный канал подвода воздуха в камеру холостого хода пневмоударного механизма создает при вращении дебаланс ротора, радиальное и угловое смещение центра тяжести ротора, что приводит к поперечным колебаниям, передающимся на опорные подшипники, обуславливающим снижение их ресурса и приводящим к повышению вибрации корпуса машины и отрицательному воздействию на оператора или устройство, удерживающее машину при ее работе.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в устранении дебаланса ротора за счет исключения продольного канала подвода воздуха в камеру холостого хода.

Поставленная задача решается тем, что в ударно-вращательной бурильной машине, включающей корпус, совмещенный с рукоятью, ротор, ротационный вращатель, связанный с рабочим инструментом с помощью втулки и волновой зубчатой передачи, включающей генератор, жесткое колесо, гибкое колесо, пневматический ударный механизм с бойком, размещенный в теле ротора с цилиндрическим каналом, выполненный в теле ротора канал является продольным и сообщает камеру холостого хода пневматического ударного механизма с сетью питания, боек разделяет центральный цилиндрический канал на камеры холостого хода со стороны хвостовика бура 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 зависимости от положения бойка, согласно изобретению в ударно-вращательной бурильной машине продольный канал в стенке ротора исключается, в бойке выполнено центральное отверстие, и в центральном канале ротора установлена трубка, проходящая через центральное отверстие крышки с образованием кольцевого зазора канала, сообщающего камеру рабочего хода с сетью питания, и центральное отверстие бойка, сообщающее камеры рабочего и холостого хода с сетью питания.

Ударно-вращательная бурильная машина представленная на фигуре 1 состоит из ротора 1, ротационного вращателя 2, который связан с рабочим инструментом 3 с помощью втулки 4 и волновой зубчатой передачи, включающей генератор 5, жесткое колесо 6 и гибкое колесо 7. В теле ротора 1 размещен боек 8 пневматического ударного механизма с дроссельным воздухораспределительным устройством. Канал 16 служит для питания воздухом ротационного вращателя 2.

Пневматический ударный механизм содержит сетевую камеру 15, полость рабочего хода 12, полость холостого хода 11, трубку 9 с каналом 10, соединяющую полость холостого хода 11 с сетевой камерой 15, выхлопное отверстие 13 и кольцевой зазор канал 14, сообщающий полость рабочего хода 12 с сетью питания 15.

Ударно-вращательная бурильная машина работает следующим образом. Сжатый воздух по каналу 16 поступает к ротационному вращателю 2, при этом вращательное движение от ротора передается к рабочему инструменту 3 через генератор 5, жесткое колесо 6, гибкое колесо 7 и втулку 4. Одновременно сжатый воздух через канал 16, сетевую камеру 15, кольцевой зазор канал 14 и трубку 9 поступает соответственно в полость рабочего хода 12 и камеру холостого хода 11. В момент удара бойка 8 по хвостовику рабочего инструмента 3 полость рабочего хода 12 соединена с атмосферой через выхлопное отверстие 13, из которого происходит выхлоп, а в полости холостого хода 11 в этот момент давление резко возрастает, и боек 8 начинает перемещаться вверх. С момента перекрытия бойком 8 выхлопного отверстия 13 в полости рабочего хода 12 начинается процесс медленного и плавного сжатия. В тот момент, когда боек 8 откроет выхлопное отверстие 13 со стороны полости холостого хода 11, давление в полости начнет резко падать, но боек 8 по инерции будет продолжать движение вверх. В верхнем положении он остановится и под действием давления в полости рабочего хода 12 начнет перемещаться вниз, совершая рабочий ход. В полости холостого хода 11 после перекрытия бойком 8 выхлопного отверстия 13 начнется процесс сжатия. При дальнейшем движении бойка 8 вниз он откроет выхлопное отверстие 13 со стороны полости рабочего хода 12 и из него произойдет выхлоп. Боек 8 нанесет удар по хвостовику рабочего инструмента 3 и процесс повторится. Таким образом, машина работает с ударно-вращательным действием.

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.

Ударно-вращательная бурильная машина, включающая 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 каналом, выполненный в теле ротора канал является продольным и сообщает камеру холостого хода пневматического ударного механизма с сетью питания, боек разделяет центральный цилиндрический канал на камеру 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 зависимости от положения бойка, отличающаяся тем, что в бойке выполнено центральное отверстие, а в центральном канале ротора 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.