Электродинамический ударный механизм Советский патент 1987 года по МПК E21C37/00 E21B6/06 

113

Изобретение относится к горной промьшшенности, в частности к устройствам ударного действия для бурения или разрушения твердых сред.

Цель изобретения - повьппение эффективности разрушения среды за счет одновременного импульсного вращатель ного и ударного перемещений рабочего инструмента.

На фиг.1 показан электродинамический ударный механизм, разрез; на фиг,2 - 4 - торцовая часть стержне- образного элемента с двумя наклонными поверхностями (стрелки - направления действия сил), проекции; на фиг,5 и 6 - то же, с четырьмя наклонными пересекающимися поверхностями; на фиг,7 - вариант торцовой части стержнёобразного элемента с выступами для создания вращательного импульса.

Электродинамический ударный механизм содержит корпус 1, индуктор 2, волновод в виде стержнёобразного элемента 3, рабочий инструмент 4, который прижимает с помощью упругого элемента 5 торцовую часть 6 стержнёобразного элемента 3. к индуктору 2, Рабочий инструмент 4 установлен в корпусе 1 с возможностью возвратно- поступательного- и вращательного, перемещения в буксе 7 корпуса 1. Электрическая энергия подается к виткам 8 индуктора 2 через кабель 9, Хвостовик 10 инструмента 4 имеет конусообразную форму, как и торцовая часть 11 стержнёобразного элемент., причем эта поверхность 12 хвостовика 10 и поверхность )3 торцовой части 11 образуют коническое зацепление.

Торцовая часть 6 элемента 3 образована не менее чем двумя (фиг,2 - 6) пересекающимися поверхностями 14, которые наклонены к оси 15 иНстру- мента 4, а рабочая поверхность 16 витков 8 (под рабочей поверхностью 16 витков 8 понимается плоскость, проходящая в окружности витка 8 индуктора 2) индуктора 2 параллельна поверхностям 14 элемента 3, Возможно использование нескольких индукторов 2 или торцовых частей 6 с выступами 17 для создания импульсного поворота элемента 3,

Принцип работы ударного механизма следующий,

11ри подаче на индуктор 2 импульса в нем возникает ток, который наводит

42

Б материале торцовой части 6 вихревые токи. При взаимодействии электромагнитного поля индуктора 2 с вихревыми токами торцовой части 6 элемента 3 формируются ударные импульсы деформации сжатия и кручения, которые распространяются по элементу 3, Витки 8 индуктора 2 расположены па- ралельно поверхностям 14 торцовой

части 6 элемента 3 и поэтому силовые линии полей направлены по равнодействующим (на фиг.2-4 - это силы F и FJ , на фиг, 5 и 6 - силы F - F , а на фиг,7 - F, - FJ), которые можно

разложить на касательные и нормальные составляющие относительно поперечного сечения элемента 3,

Учитывая, что в период прохождения ударных импульсов элемента 3,

индуктор 2 и инструмент 4 прижаты друг к другу, энергия деформаций передается достаточно хорошо последовательно через каждое соединение. При этом перемещение элемента 3 относительно невелико, что весьма положительно для оптимального формирования импульса. Энергия удара в конечном итоге передается инструменту 4 и далее разругшемой среде, Конусообразное зацепление позволяет передавать не только продольный импульс, но и ударный, мом ент кручения,

Б исходное состояние инструмент 4 возвращается с помощью упругого элемента 5. Длительность, частота ударного импульса и всего цикла регулируются за счет управления накоплением в конденсаторах (не показаны) и подачей электрической энергии на индуктор 2, а также жесткостью упругого элемента 5.

Формула изобретения

Электродинамический ударный механизм, включающий корпус с индуктором и размещенным в корпусе с возможностью возвратно-поступательного и вращательного переме1цения рабочим инструментом, установленный вдоль оси рабочего инструмента стержнеобразный элемент, одна торцовая часть которого расположена перед рабочим инструментом с возможностью взаимодействия

с его хвостовой частью, а другая торцовая часть расположена перед индуктором, рабочая поверхность витков которого параллельна примыкающей поверхности торцовой части стержнеоб31з

разного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения среды за счет одновременного импульсного вращательного и ударного перемещений рабочего инструмента, примыкающая к индуктору торцовая часть стержнеобразного элемента выполнена в виде не менее чем двух пересекающихся друг с другом поверхностей.

21644

каждая из которых наклонена относительно оси рабочего инструмента, причем взаимодействующая с рабочим инструментом поверхность торцовой

5 части стержнеобразного элемента и поверхность хвостовой части рабочего инструмента имеют конусообразную форму для периодического зацепления друг с другом рабочего инструмента

JO и-стержнеобразного элемента.

Изобретение относится к горной промышленности, предназначено для бурения или разрушения твердых сред и позволяет повысить эффективность разрушения среды за счет одновременного импульсного вращательного и ударного перемещений рабочего инструмента (РИ) 4. Механизм включает корпус 1 с размещенными в нем индуктором 2 и РИ 4, имеющим возможность возвратно-поступательного и вращательного движения. Вдоль оси РИ 4 расположен стержнеобразный элемент (СЭ) 3. Одна его торцовая часть. 11 размещена перед РИ 4 и взаимодействует с его хвостовой частью, а другая -часть 6 - перед индуктором 2, Рабочая поверхность (П), 16 его витков 8 параллельна примыкающей П части 6. Она выполнена в виде не менее чем двух пересекающихся друг с другом П, наклонных к оси РИ 4. Причем П 12 хвостовой части РИ 4 и П 13 части 11, взаимодействующей с РЙ 4, имеет конусообразную форму для периодического зацепления РИ 4 и СЭ 3. Это позволяет передавать не только ) продольный импульс, но и ударный момент кручения. Ударные импульсы сжатия и кручения распространяются по СЭ 3. Одновременно энергия деформа- .ций передается индуктору 2 и РИ 4, который разрушает среду. При этом перемещение СЭ 3 мало, что способствует оптимальному формированию импульса. Его длительность регулируется подачей электроэнергии на индуктор 2. 7 ил. I (Л CfO N3 О5 4

F, Пр, 2 14 J4 .

Фа г. 2 Фм.г.5

мУяУ- .

№i

.W

Фиг.5

Фиг. 6

Редактор Е, Папп

Составитель В. Захаров Техред М.Ходанич Корректоре. Черни

Заказ 1942/27 -ч Тираж 455Подписное

ВНПШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4