Электромагнитный перфоратор Советский патент 1988 года по МПК E21B1/22 E21B6/06 

/О

оэ

ОО ОО О СЛ

фи9.1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к перфораторам для бурения шпуров.

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем увв личения начальной скорости бойка за счет подачи на катушки двух импульсов пульсирующего тока за период.

На фиг. изображена схема электро магнитного перфоратора, продольный разрез; на фиг.2 - схема магнитной цепи электромагнита; на фиг.З - прин- ципальная электрическая схема электромагнитного перфоратора; на фиг.4- кривые зависимости скорости бойка- сердечника от импульсов тока.

Электромагнитный перфоратор включает кожух 1, внутри которого размещен магнитопровод 2 с бойком-сердечником 3, катушки прямого 4 и обратного хода 5 бойка, намотанные на маг- нитопроводе 2 между охлаждающими реб рами 6„ и систему каналов 7 для подво да охлаждающей жидкости. Поворотный узел перфоратора включает поворотный вал 8, который с одной стороны имеет квадратное сечение и скользящей посадкой входит в квадратное гнездо ударно-поворотного стакана 9, установленного с возможностью вращения в передней торцовой стенке 10. С другой стороны поворотный вгш связан скользящей посадкой со шпинделем I1. Между ударно-поворотным стаканом 9 и передней торцовой стенкой 10 установлены цилиндрическая пружина-амортизатор 2, Ограничителем перемещения ударно-поворотного стакана 9 является стопорное кольцо 13. С тыльной стороны электромагнитного перфоратора на валу 8 размещено храповое колесо 14 с собачками 15 и фасонной пружиной-толкателем 16, размещенной в камере преобразователя 17. Кожух 1 предохраняет электрические кабели 18 от повреждения и от проникновения воды к обмоткам. Катушки переключателя тока, однополупериодный и двух- полупериодные выпрямители, а также предохранители располагаются в верхней части камеры-преобразователя. Ра бота электромагнитного перфоратора поясняется при рассмотрении работы отдельных узлов.

Ударный узел работает следующим образом.

При включении катушки 4 прямого хода под действием электромагнитных

3738052

сил боек-сердечник 3 перемещает по поворотному валу 8 свою массу к ударно-поворотному стакану 9, увеличивая скорость и энергию удара за счет поступления в обмотку двух импульсов тока. Боек-сердечник 3 наносит удар по ударно-поворотному стакану 9 с рабочим инструментом, смещая их по Q инерции на величину сжатия цилиндрической пружины-амортизатора 12. Последняя гасит инерционные силы бойка- сердечника, не допуская удара по передней стенке 10 корпуса (при опробо15 вании работы перфоратора без бурового инструмента, вхолостую). В обратном ходе бойка-сердечника участвуют электромагнитные силы катушки 5 обратного хода и энергия, накопленная

20 цилиндрической пружиной-амортизатором 12 при сжатии. Разжимаясь, цилиндрическая пружина-амортизатор 12 вьг- двигает ударно-поворотный стакан 9 на исходную позицию и выводит боек25 сердечник из состояния покоя, придавая ему первоначальную скорость. Перед ударом по рабочему инструменту катущка 4 прямого хода отключается при помощи переключателя тока и вклю30 чается катушка 5 обратного хода бойка-сердечника. При поступлении в обмотку обратного хода двух нмпульсов тока бойком-сердечником 3 накапливается энергия, необходимая для смещеос ния храпового колеса 14 в крайнее

правое положение и сжатия двухсторонней фасонной пружиньг-толкателя 16. В конце обратного хода происходит отключение обмотки обратного хода и

40 включение катушки прямого хода и за счет электромагнитных сил боек-сердечник устремляется в сторону ударно- поворотного стакана 9.

Поворотный узел работает следу45 ющим образом.

При обратном ходе бойка-сердечника храповые собачки 15, утопленные в свои гнезда, не совершают работы по повороту храпового колеса. При

ел отходе бойка-сердечника 3 из крайнего положения на удар по ударно-поворотному стакану 9 за счет разжатия двухсторонней фасонной пружины-толкателя 16 осуществляется движение

5 храпового колеса 14 по поворотному валу 8 влево. Подпружиненные храповые собачки 15 входят в зацепление с косыми зубьями храпового колеса 14, поворачивают храповое колесо и посредством скользящей посадки квадратного сечения концов поворотного вала 8 поворачивают ударно-поворотный стакан с рабочим инструментом. Таким образом, поворот бурового инструмента осуществляется в момент ухода бойка-сердечника на удар по ударному поворотному стакану.

Работа принципиальной злектричес- кой схемы (фиг.З).

При нажатии рычага пуска-останова 19 переменный ток из сети через предохранители 20 и полупроводниковый диод 21 поступает на катушки 22 и 23 переключателя 24 в виде пульсирующего тока одной величины и направления. Одновременно переменный ток с предохранителей 20 поступает по ответвлению через селеновые выпря мители 25 и 26 в рабочие катушки прямого 4 и обратного 5 хода бойка- сердечника. В схеме отсутствуют сглаживающие фильтры на линии выпрямленного тока и силовой трансформатор напряжения.

При соединении коромысла переключателя 24 с контактом 5 переменный ток поступает на полупроводниковый диод 21 ив виде пульсирующего тока идет на катушку 22, а через контакт 6 и коромысло переключателя 24 возвращается в сеть. Якорь переключателя 24 притягивается сердечником катушки 22. Подпружиненный ролик якоря скользя по коромыслу переключателя 24,перемещается в правое положение, разрывая контакт коромысла с контактом б, замыкая правую часть коромысла с контактом . Благодаря запираю щему действию полупроводникового диода 21 во второй половине периода переменный ток обратной величины в катушки 22 и 23 не поступает. Подпружиненный ролик якоря в это время находится в правом крайнем положении прижимая коромысло переключателя к контакту а . В первой половине второго периода работает катушка 23 переключателя, притягивая якорь с под- пружиненным роликом в левое крайнее

положение. За первый период при работе катушки 22 переключателя 24 из сети через селеновый выпрямитель 25 в рабочую катушку 5 обратного хода бойка-сердечника 3 поступает пульсирующий ток двумя импульсами, увеличивая тем самым скорость движений бойка-сердечника и энергию удара. При соединении коромысла переключателя 2 с контактом а в работе находятся катушка 23 переключателя 24, селеновый выпрямитель 26 и рабочая катушка 4 прямого хода бойка-сердечника. Распределение токов по катушкам 23 и рабочей катушки 4 прямого хода анало гнчно распределению токов по катушкам 22 и 5. Синхронная работа катушек 22 и 23 и рабочих катушек прямог 4 и обратного 5 хода бойка-сердечника жестко связана посредством переключателя 24 с частотой колебаний переменного тока сети.

При применении составленной электрической схемы количество рабочих циклов (ударов) бойка-сердечника по рабочему инструменту составляет 1500 в I мин.

Формула изобретения Электромагнитный перфоратор,включающий кожух, магнитопровод, внутри которого расположен боек-сердечник, катушки прямого и обратного хода, намотанные на магнитопроводе между охлаждающими ребрами, и систему каналов для подвода охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения начальной скорости бойка за счет подачи на катушки двух импульсов пульсирующего тока за период, он снабжен переключателем тока с однополупериодным выпрямителем и двухполупериодными выпрямителями для питания катушки прямого и обратного хода, при этом переключатель тока выполнен с возможностью поочередного подключения катушек к двухполупериодным выпрямителям.

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет поввл- сить эффективность работ путем увеличения начальной скорости бойка-сердечника (БС) за счет подачи на катушки (к) двух импульсов пульсирующего тока за период. Перфоратор включает кожух I, магнитопровод 2 с БС 3 внутри, К прямого 4 и обратного 5 хода, систему каналов 7 для подвода охлаждающей жидкости. Причем К 4, 5 намотаны на магнитопроводе 2 между охлаждающими ребрами 6. Перфоратор имеет также переключатель тока с однополу- периодным выпрямителем и двухполупе- риодными выпрямителями для питания К 4, 5. При работе ударного узла включают К 4 и БС 3 ударяет по ударно-поворотному стакану 9 с рабочим инструментом (РИ), смещая ifx. При обратном ходе БС 3 стакан 9 выдвигается на исходную позицию, и перед ударом БС 3 происходит отключение К 4 и включение К 5. В конце обратного хода БС 3 устремляется к стакану 9. В ходе работы поворотного узла поворот РИ осуществляется в момент ухода БС 3 на удар по стакану 9.При применении электрической схемы перфоратора количество рабочих циклов БС 3 по РИ составит 1500 в 1 мин. 4 ил. с СЛ

фие/7рЛМОй VQ ffSpOfrrffAft

хвв

cpue.Z

сриеЛ