Ударно-поворотный механизм Советский патент 1991 года по МПК E21B6/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения шпуров,

Целью изобретения является повышение надежности работы механизма при одновременном улучшении технологичности его изготовления,

На чертеже показан механизм, общий вид.

Ударно-поворотный механизм содержит корпус 1, расположенный в нем стержень 2 со штырем 3, установленным перпендикулярно его оси 4, штырь 3 прикасается с продольными пазами 5 торцового кулачка 6, криволинейная поверхность которого имеет комбинированный профиль и взаимодействует с роликом 7 промежуточного звена 8, хвостовик 9 которого размещен в продольном отверстии 10 стержня 2 и перпендикулярном к нему отверстии штыря 3 стержня 2 с возможностью вращения. Промежуточное звено 8 выполнено с продольным пазом на его торце, в котором установлен выступ 11 ведомого звена 12. На стержне 2 и тыльной цилиндрической части 13 кулачка 6 расположены ползуны 14, имеющие шарнирное соединение с шатунами 15. Последние шарнирно соединены другими концами с толкателями 16, поджимаемыми пружинами 17,

Геометрия конечного участка комбинированного профиля рабочей поверхности кулачка 6 выполнена в соответствии с формулой:

рSamax - Slmax Л „ .

S3 S2max + +

p2max -

+ Спр (Ззтах + fo) + ГПпр 9 (Ду)§ 2 тпрujg

где Зз - линейная координата профиля торцового кулачка 6 на его конечном участке, мм;

Simax, S2max - наибольшая высота подъема комбинированного профиля соответственно первого и второго участков профиля, мм;

ipimax , - угловые координаты этих участков, рад;

Спр - приведенный к кулачку 6 коэффициент жесткости пружин 17, Н/мм;

тпр приведенная к кулачку 6 масса шатунов 15, ползунов 14 и толкателей 16, Н-с /мм;

fo - предварительное поджатие пружин 17, мм;

9 - ускорение земного притяжения мм/с ;

(УК - угловая скорость кулачка, рад/с:

приращение угловой координаты профиля кулачка 6 для его конечного участка, рад.

Ударно-поворотный механизм работает

следующим образом.

Вращение двигателя через зубчатый редуктор (не показан) или непосредственно сообщается стержню 2, его вращение передается через штырь 3 с помощью

продольных пазов 5 кулачку 6, а его криволинейными поверхностями сообщается через ролик 7 промежуточному звену 8 и передается его продольным пазом выступу 11 ведомого звена 12, При этом ползуны

14 и шатуны 15, а также толкатели 16 могут быть неподвижны, т.е. имеется холостой ход без преобразования вращения стержня 2 в возвратно-поступательное перемещение кулачка 6 с ударами по промежуточному

звену 8.

При соприкосновении инструмента, жестко за одно целое установленного в ведомом звене 12, с обрабатываемым материалом или породой угловая скорость звена 12

снижается и возникает поступательное перемещение кулачка 6 по ролику 7 промежуточного звена 8 и штырю 3 стержня 2, вызывающее перемещение шатунов 15 и толкателей 16, сжимающих пружины 17. На

конечном участке криволинейной поверхности комбинированного профиля торцового кулачка 6 происходит ее отрыв от ролика 7, устраняющий соприкосновение кромки этой поверхности кулачка 6 с роликом 7, При

движении кулачка 6 в обратном направлении также устраняется его контактирование с роликом 7 за счет поворота кулачка 6 во время размыкания этих звеньев, т.е. предотвращается кромочное разрушение криволинейной поверхности кулачка 6.

Продолжение этого движения кулачка 6 под действием сил упругой деформации пружин 17 заканчивается ударом кулачка 6 по промежуточному звену 8, передаваемым

ведомому звену 12.

Такое движение звеньев механизма происходит при замедлении или остановке вращения ведомого звена 12 силами сопротивления буримой породы или обрабатываемого материала и конусной муфтой трения, образуемой поверхностями ведомого звена 12 и корпуса 1. Если эти силы недостаточны для остановки вращения ведомого звена 12. происходит бурение - вращение инструмен5 та, установленного в ведомом звене 12, с ударами по нему. При полной остановке ведомого звена 12 имеет место ударный режим работы без вращения инструмента, При этом частота ударов и угловая скорость

ведомого звена 12 могут регулироваться усилием нажатия или подачи: с увеличением такого усилия возрастает частота ударов и снижается угловая скорость ведомого звена 12.

В момент соприкосновения ролика 7с конечным участком криволинейной поверхности комбинированного профиля кулачка 6 происходит его разгон перед размыканием. При этом воздействие усилия со стороны ролика 7 превышает усилия пружин 17 и трения в шарнирных соединениях шатунов 15 и поступательных соединениях механизма. Это вызывает отрыв кулачка б от ролика 7 при достаточной угловой скорости стержня 2 и предотвращает кромку криволиней- ной поверхности кулачка 6 от разрушения при кромочном контакте с роликом 7.

Формула изобретения Ударно-поворотный механизм, включа- ющий корпус, подпружиненные толкатели,

ролик, кулачок с комбинированным рабочим профилем и тыльной частью, шатуны и ползуны, промежуточное и ведомое звенья, кинематически связанные между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы механизма при одновременном улучшении технологичности его изготовления, механизм имеет стержень со штырем, расположенным перпендикулярно оси стержня, причем комбинированный рабочий профиль выполнен на торце кулачка, а в его тыльной части выполнены продольные пазы для взаимодействия со штырем стержня, при этом один из ползунов расположен на стержне, а другой установлен с возможностью взаимодействия с тыльной частью кулачка, который установлен на стержне с возможностью возвратно- поступательного перемещения вдоль его оси, при этом ролик установлен на промежуточном звене.

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения шпуров. Цель изобретения - повышение надежности работы механизма при одновременном улучшении технологичности его изготовления. Механизм содержит корпус 1 и расположенный в нем стержень 2 со штырем 3, установленным перпендикулярно его оси. Штырь 3 взаимодействует с выполненными в тыльной части торцового кулачка 6 продольными пазами (ПП) 5. Криволинейная поверхность (КП) кулачка 6 имеет комбинированный рабочий профиль и взаимодействует с установленным на промежуточном звене 8 роликом (Р) 7. На стержне 2 и тыльной части кулачка 6 расположены ползуны 14, шарнирно соединенные с шатунами 15. Другими концами шатуны 15 шарнирно соединены с толкателями 16, поджимаемыми пружинами 17. Вращение стержня 2 передается через штырь 3 при помощи ПП 5 кулачку 6, а его КП через Р 7 сообщается звену 8 и выполненным в нем ПП выступу 11 ведомого звена 12. Ползуны 14, шатуны 15 и толкатели 16 при этом неподвижны и начинают перемещаться только при поступательном перемещении кулачка 6, возникающем при соприкосновении инструмента с обрабатываемым материалом или породой. На конечном участке КП профиля кулачка 6 происходит ее отрыв от Р 7, который устраняет соприкосновение кромки КП кулачка 6 с Р 7, т.е. предотвращается кромочное разрушение КП кулачка 6. Возможно осуществление вращательного, ударно-вращательного и ударного бурения. 1 ил.