Ударный механизм Советский патент 1977 года по МПК E21B1/14 B25D11/10 

Л54) УДАРНЫЙ .МЕХАНИЗМ

1. .

Изофетаиие относится к горной и строитвш ной технике, a именно к погружным . устройств м машин для ударного бурения скважин. Оно может быть использовано в ручных машинах ударного и ударно-вращатепьыого действия для бурения отверстий.

Известен ударный механизм, включающий цилиндрический торцовый кулачок, несколько толкателей-бойков и аккумулятор энергии. Профиль кулачка образован телами качания, расположенными по винтовой линии JНедостатком этого ударного механизма является низкая эффективность ударного воздействия на породный массив.

Наиболее близким к предлагаемому явля4ется ударный механизм, включающий корпус, голкатели-бойки, кулачок и аккумулятор анергии j S Недостатком., известного механизма является низкая эффективность воздействия бурового инструмента на разрушаемую породу. Снижение эффективности ударного разруше:ния происходит В ОСНОВНОМ ПО двум причи|нам. Во-первых, имеет место нецентральный удар толкателей-бойков по промежуточному

телу, вследствие чего часть кинетической энергии расходуется на генерирование волны упругой деформации изгиба, которая не участвует в процессе разрушения породы, a воспринимается конструкцией машины. , переда а к забою волны упругой деформации сжатия сопровождается потерями энергии в местах стыка составных элементов и в местах изменения площади поперечных сечений волновода, с бразованного промежуточныл телой, ставом буровых штанг и породоразрушающим наконечником.

Цель изобретения - повышение эффективной передачи энергии удара в породный массив путем использования толкателей-бойков в качестве породоразрушаюшего инструмента.

Указанная цель достигается тем, что толкатели-бойки кинематически посредством кулачка взаимосвязаны с аккумулятором энергии.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ударный механизм, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Ударный механизм состоит из приводной трубы 1, на которой укреплен цилиндрический

горцааый кулачэк 2, выполненный сборным с несколькими одинаковыми выступами. На рабочем участке кгаждого кулачкового выступа нарезана винтовая канавка с профильным сечением Б виде дуги окружности, которая служит дорожкой качения для замкнутой цепочки шариков 3, расположенных между приводной трубой и направляющим кольцом 4.

Торцовый профиль цилиндрического кулачка постоянно взаимодействует с винтовой дорожкой качения толкателей-бойков 5, каждый из которых выполнен как одно целое с породоразрушающим нако 1ечником. Расположенные по окружности толкатели-бойки в совокупности образуют полый цилиндр, сопря- женный снаружи с приводной трубой, а внутри-со шлицевой втулкой 6, предназначенной для подвода к забою шлакоудаляющей жидкости. Силовое замыкание толкателей-бойков с шариками кулачка производится усилием аккумулятора 7 механической энергии, который может быть выполнен в виде одного или нескольких пневматических баллонов винтовых или тарельчатых пружин и т. п. Взаимодействие аккумулятора с приводной трубой ударного механизма осуществляется через упорный подшипник качения 8, кольцо 9 и упорные сухари 10.

Ударный механизм работает следующим образом.

При вращении приводной трубы 1 кулачок 2 посредством шариков 3 отжимает своими выступами толкатели-бойки 5 в исходную для движения на удар позицию. При этом со. вёршается работа, которая в виде энергии у) ругой деформации накапливается в аккумуля торе 7, и затем после срыва толкателейбойков 5 с профиля кулачка 2 преобразует-. ся в кинетическую энергию. Встречая на свьем пути забой, толкатель-боек производит удар, в результате которого породоразрушающий наконечник внедряется в породу. Число толкателей-бойков 5, участвующих одно-; временно в процессе удара, равно числу выступов купачка 2. За счет внецрения в породу породоразрушающего наконечника и сцепления с ним той части толкателей-бойков 5у

которые произвели удар по забою, создается опора, воспринимающая окружное усилие привзводе другой части толкателей-бойков 5.

Таким образом, все толкатели-бойки 5 поочереднонаходятся в состоянии постоянного силового взаимодействия с разрушаемой породой, что исключает возможность их coBiместного с кулачком 2 вращения.

В процессе работы механизма замкнутая цепочка щариклв 3 перемещается по аннговой канавке в направлений, обратном вращению кулачка 2, со скоростью, равной половине его сжружной скорости. В момент срыва каждого шарика с профиля винтовой канавки на него действуют со стороны толкателя-бойка 5 импульсы упругой деформации материала, за счет энергии которых происходит дальнейшее движение шариков на нерабочем участке профиля винтовой канавки.

Перемещение на забой приводной трубы 1 ударного механизма осуществляется по принципу свободной подачи. Усилие подачи выбирается и поддерживается таким, чтобы выполнялось условие объемного разрушения породы и не нарушалось силовое замыкание кулачка 2 с толка1-елями - бойками 5 при их взводе.

Формула изобретения

Ударный механизм, содержащий корпус, толкатели-бойки, кулачок и аккумулятор энергни, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективной передачи энергии удара в породный массив путем использования толкателей-бойков в качестве поро- доразрушающего инструмента, толкатели-бойки кинематически посредством кулачка взаимосвязаны с аккумулятором энергии.

Источники информации принятые во внимание при экспеотиае:

2, Авторское свидетельство СССР NO 481695, кл. Е 21 С 3/12, 1974.

Ht-

Л - А