Устройство ударного действия Советский патент 1980 года по МПК E21B1/16 B25D11/12 

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к ударным механизмам для бурильных машнн, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства для механизации технологических процессов.

Известно ударное устройство, включающее в себя корпус, инструмент, боек, упругий элемент и рычажный взвод бойка 1.

Недостатком устройства является холостой ход, а в связи с этим и неравномерная нагрузка ведущего звена-коленчатого вала. Коленчатый вал, соединенный с рычажным взводом бойка, преодолевает сопротивление упругого элемента деформации только на половине своего оборота. Следующие полоборота, соответствующие удару бойка по инструменту, на коленчатом валу отсутствует момент сопротивления. Это приводит к загруженности привода устройства только на определенном участке рабочего цикла, неравномерному движению элементов ударного устройства, повыщению динамических нагрузок на коленчатом валу и снижению коэффициента полезного действия в целом системы «привод - ударное устройство.

Кроме того, преодоление коленчатым валом сил полезного сопротивления только на половине своего полного оборота приводит к колебаниям угловой скорости ведущего звена и снижению долговечности устройства. Наиболее близким к описываемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство ударного действия, содержащее корпус, в котором расположен подпружиненный боек, имеющий рычажный механизм взвода с коленчатым валом и инструмент 2.

Недостатком известного устройства является периодичность нагружения коленчатого вала полезными нагрузками и в связи с этим холостой ход коленчатого вала, колебания угловой скорости коленчатого вала, повыщенные динамические нагрузки на коленчатом валу, снижение коэффициента полезного действия в целом системы «приводударный механизм.

Цель изобретения - повыщение КПД устройство за счет исключения холостого хода и снижения колебаний угловой скорости коленчатого вала путем нагруження его

полезными нагрузками на всем промежутке рабочего цикла.

Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет рычажный механизм поворота инструмента, который выполнен из шатуна и соединенного с ним двухповодкового коромысла, установленного на оси в корпусе и несущего флажок для взаимодействия с зубчатым колесом, который закреплен на инструменте, при этом шейки коленчатого вала расположены под углом друг к другу.

На фиг. 1 и 2 схематически изображено предлагаемое устройство в двух проекциях; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3.

Устройство содержит корпус 1, инструмент 2, боек 3, упругий элемент 4, рычажный механизм 5 взвода бойка, коленчатый вал 6. Рычажный механизм поворота образован шатуном 7 и двухподводковым коромыслом 8, несущим флажок 9, взаимодействующий с зубчатым колесом 10. Упругий элемент 11 расположен .между буртиком 12 коромысла 8 и флажком 9. Коромысло 8 установлено в корпусе 1 на оси 13.

В корпусе 1 инструмент 2 установлен так, что он имеет возможность перемещаться относительно корпуса как во враш;ательном, так и в возвратно-поступательном движении. На инструмент 2 опирается боек 3, расположенный в направляющих корпуса 1. Между бойком 3 и корпусо.м 1 установлен упругий элемент 4.

Рычажный механизм 5 взвода бойка 3 обеспечивает связь бойка 3 с коленчатым валом 6, одна из шеек которого является ведущей механизма рычажного взвода 5 бойка 3. Другая щейка коленчатого вала 6 является ведущей рычажного механизма поворота инструмента (см. фиг. 2).

Шатун 7 обеспечивает связь коленчатого вала 6 с двухповодковым коромыслом 8, установленным на оси 13, вмонтированной в корпусе 1.

Флажок 9 удерживается от вращения буртиком 12, выполненным на поводке коромысла 8. Флажок 9 {фиг. 3) соединен с зубчатым колесом 10 так, что может передавать крутящий момент зубчатому колесу 10 только в одном направлении.

Фиксирование флажка 9 обеспечивается с помощью буртика 12, выполненного на поводке двухповодкового коромысла 8, и упругого элемента 11.

Шейки коленчатого вала 6 расположены на различных радиусах и под углом одна к другой.

Устройство работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала 6 в направлении, указанном стрелкой (см. фиг. 2), шейка коленчатого вала, соединенная с рычажным механизмом 5 взвода бойка, гюсле прохождения своего нижнего крайнего положения начинает взводить боек 3, сжимая при этом упругий элемент 4. В это время другая шейка коленчатого вала 6, соединенная с шатуном 7, начинает проходить верхнее крайнее положение и заканчивает поворот инструмента 2.

Поворот инструмента 2 обеспечивается рычажным механизмом поворота инструмента. Шатун 7 выводит двухповодковое коромысло 8 в крайнее положение (см. фиг. 2). Двухповодковое коромысло 8 поворачивается вокруг оси 13, вмонтированной в корпус 1.

В этом положении флажок 9 начинает скользить по зубьям зубчатого колеса 10, поворачиваясь вокруг своей оси. Упругий элемент 11 постоянно возвращает флажок 9 в исходное положение, обеспечивая силовое замыкание флажка 9 с поверхностью буртика 12, выполненного на двухповодковом коромысле 8.

Зубчатое колесо 10, а вместе с ним и инструмент 2, неподвижны во вращатетьном движении до выхода щейки коленчатого вала 6, соединенной с рычажным механизмом взвода бойка 3, в верхнее крайнее положение, где происходит сброс бойка.

После сброса бойка 3 двухповодковое коромысло 8 начинает возврапдаться из одного крайнего положения в другое под действием коленчатого вала 6, который в этот период не обеспечивает взвод бойка. При этом флажок 9 (фиг. 3, фиг. 4) не имеет возможности проскальзывать относитепьно зубьев зубчатого колеса 10, расклинивается .между поверхностью буртика 12 на поводке коромысла 8 и зубчатым колесом 10, и поворачивает колесо 10 вместе с инструментом 2. Таким образом, инструмент 2 имеет прерывистое движение в одном направлении, при котором после каждого удара бойка 3 обеспечивается поворот инструмента 2 на определенный угол.

В период поворота инструмента 2 флажок 9 обеспечивает жесткую связь зубчатого колеса 0 с двухповодковым коромыслом 8. При этом на коленчатом валу 6 создается момент сопротивления, обеспечивающий нагружение коленчатого вала 6 в период движения его, следующий после сброса бойка, т. е. поворот инструмента 2 происходит в период, когда коленчатЕлй вал 6 не преодолевает сил сопротивления деформации упругого элемента 4.

Рабочий цикл устройства соответствует полному обороту катенчатого вала 6.

Формула изобретения

Устройство ударного действия, содержаш,ее корпус, в котором расположен подпружиненный боек, имеющий рычажный механизм взвода с коленчатым валом и инструмент, отличающееся тем, что, с целью повы

шения КПД устройства, оно имеет рычажный механизм поворота инструмента, который выполнен из шатуна и соединенного с

ним двухповодкового коромысла, установленного на оси в корпусе и несущего флажок для взаимодействия с зубчатым колесом, который закреплен на инструменте, при этом

шейки коленчатого вала расположены под углом одна к другой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Научные труды высщих учебных заведений Литовской ССР. Сб. «Вибротехника,

3 (20), Каунас, 1973, с. 385-387, рис. 1.

2.Труды Фрунзенского политехнического института. Механика. Исследование и совершенствование бурильных машин. Вып. 84,

Фрунзе, 1971, с. 13-17, рис. 1 (прототип).

/-/

Т

ФlJгZ

10

Фцг.