Перфоратор Советский патент 1986 года по МПК E21B6/02 

; Изобретение относится к горной промышленности, в частности к машинам для бурения шпуров в горных породах.

Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременном повышении на- дежности работы за счет автоматического прекращения вращения при заклинивании бура.

На фиг.1 изображен перфоратор, продольный разрез; на фиг.2 - конусное исполнение контактирующих поверхностей втул- ки и патрона.

Перфоратор содержит цилиндр 1, пор- шемь 2,силовую гильзу 3, упирающуюся в поворотную втулку 4, и патрон 5. В последнем установлены грундбукса 6 и бур 7. Ци- линдр 1, порщень 2 и силовая гильза 3 образуют между собой камеру 8 обратного хода, камеру 9 рабочего хода и вспомогательную камеру 10. В цилиндре 1 размещен двухпозиционный золотник 11 с крышкой 12 и выполнен канал 13 управления, соединяемый с вспомогательной камерой посредством кольцевой проточки 14 поршня 2. Причем камера 9 рабочего хода постоянно соединена с магистралью высокого давления, вспомогательная камера 10 - с магист- ралью низкого давления, а камера обратного хода 8 (управляемая) попеременно соединяется каналом 15 с магистралью то низкого, то высокого давления посредством меж- поясковой камеры 16 золотника 11. Последний имеет штоковую управляющую камеру 17. Рабочая жидкость в перфоратор подается по магистрали 18 высокого давления, а сброс осуществляется по магистрали 19 низкого давления.

Перфоратор работает следующим обра- зом.

При включении источника питания рабочая жидкость под давлением поступает по магистрали 18 высокого давления в камеру 9 рабочего хода и по каналу 13 управления в управляющую штоковую камеру 17, фиксируя золотник 11 в левом положении. Одновременно рабочая жидкость под давлением из магистрали 18 высокого давления через межпоясковую камеру 16 золотника 11 и канал 15 поступает в камеру 8 обратного хода, перемещая поршень 2 вправо и оказывая давление на торец силовой гильзы 3. Под действием этого давления силовая гильза 3, вследствие ее подвижной установки в цилиндре 1, прижимает поворотную втулку 4 к неподвижному патрону 5, защемляя ее; движение порщня 2 вправо совершается до тех пор, пока кольцевая проточка 14 не соединит канал 13 управления, а значит, и управляющую штоковую камеру 17 с вспомогательной камерой 10, постоянно сое- диненной с магистралью 19 низкого давления. Под давлением жидкости в межпояско- вой камере 16 золотник 11 перемещается

в крайнее правое положение, в котором камера 8 обратного хода соединяется с магистралью 19 низкого давления. Под действием давления жидкости со стороны камеры 9 рабочего хода порщень 2 соверщает рабочий ход и наносит удар по буру 7. При этом канал 13 управления соединяется с камерой 9 рабочего хода и под действием давления жидкости со стороны управляющей штоковой камеры 17 золотник 11 занимает левое положение, что приводит к соединению камеры 8 обратного хода с магистралью 18 высокого давления.

Цикл повторяется. Начинается обратный ход порщня 2. На штоке поршня 2 выполнены две геликоидальные (винтовые) канавки, в которые входят два геликоидальных шлица поворотной втулки 4, и два прямых паза, в которые входят прямые щлицы грунд- буксы 6. В 1ериод обратного хода поворотная втулка 4 прижата к неподвижному патрону 5, вследствие чего происходит вывинчивание порщня 2 из поворотной втулки 4, т. е. поворот поршня 2 и соединенной с ним щлицевым соединением грундбуксы 6, а вместе с ней и бура 7. Как только камера 8 обратного хода соединится с магистралью низкого давления, усилие прижатия силовой гильзы 3 к поворотной втулке 4 и последней к неподвижному патрону 5 падает до значения, близкого к нулю. Это приводит к расцеплению контактирующих поверхностей неподвижного патрона 5 и поворотной втулки 4, что позволяет осуществлять свободное вращение последней. В этот период порщень 2 соверщает рабочий ход. Происходит навинчивание поворотной втулки 4 на поршень 2, а сам поршень 2, не проворачиваясь, движется прямолинейно.

Таким образом, установка подвижно в цилиндре 1 силовой гильзы 3, один торец которой является одной из образующих поверхностей управляемой камеры 8 обратного хода, а другой торец взаимодействует с поворотной втулкой 4, осуществляя импульс- но-фрикционное зацепление с неподвижным патроном 5, позволяет упростить конструкцию перфоратора и обеспечить автоматическое отключение вращения бура при заклинивании его в шпуре за счет проскальзывания контактирующих поверхностей поворотной втулки и патрона.

Возможно конусное выполнение контактирующих поверхностей поворотной втулки и патрона с углом наклона а (фиг.2). Это позволяет регулировать усилие прижатия контактирующих поверхностей, а значит, и предельную величину крутящего мо.мента в широких пределах. Так, угол наклона в 15° дает увеличение силы в 4 раза. Из условия саморасцепления контактирующих поверхностей в период рабочего хода при отсутствии усилия прижатия - давление в управляемой камере обратного хода угол наклона выбирается превышающим угол трения. При работе стали по стали угол трения составляет 7-9°, угол наклона .

Фиг.2