Пневмоударная машина с независимым вращением инструмента Советский патент 1981 года по МПК E21B6/04 

Изобретение относится к горной про мышленности, а именно к технике бурения взрывных шпуров и скважин, и может быть использовано в перфоратоpax и бурильных машинах с независимым вращением инструмента. Известен перфоратор, содержащий ударный механизм и вращатель со шпинделем. Ударник под действием сжатого воздуха совершает в перфораторе возвратно-поступательное движение и нано сит удары по инструменту. Вращение инструмента осуществляется через шпиндель, кинематически соединенный с вращателем LlJ. Недостатком данного перфоратора яв ляется отсутствие вращения ударника во время работы, что приводит к одностороннему износу цилиндра и заклиниванию ударного механизма. Наиболее близким решением по технической сущности является колонковый перфоратор с гипоциклоидным вращателем, включающий ударный механизм и вращатель, шпиндель, кинематически соединенный с ударником L23. Недостатком перфоратора является низкая стойкость шлицевого соединения ударника со щпинделем в связи с тем, что вращение в машине осуществляется вращателем непрерывно, а ударник со вершает возвратно-поступательное движение и при резком изменении направлений своего движения создает на боковых поверхностях шлицов значительные ударные нагрузки, разрушающие шлицы. Целью изобретения является по ышенйе срока службы и надежности мапимЫ путем уменьшения динамических нагрузок в соединении. Цель достигается тем, что между ударником и шпинделем установлена втулка, которая образует со шцинделем вращательную пару с трением скольжения . На чертеже изображена пневмоудар-г нал машина в разрезе. Пневмоударная машина состоит из ударного механизма 1, вращателя 2 со шпинделем 3 и хвостовика 4 бурового инструмента. В корпусе ударного механизма 1 подвижно установлены клапан 5 н ударник 6. Вращатель 2 представляет собой гипоциклоидный (планетарно-роторный) пневмодвигатель, содержащий статор 7 и ротор 8 с распределительным устройством 9, подающим воздух в рабочие камеры 10 врат щателя 2, образующиеся между зубьями статора 7 и ротора 8 за счет эксцентричного расположения последнего. Шпиндель 3 установлен по оси машин снабжен зубчатым зацеплением 1I с ротором 8 и соединен с хвостовиком 4 для передачи крутящего момента буровому инструменту. Райномерный износ опорных поверхностей ударника 6 обеспечивается пере дачей ему вращения от шпинделя 3 чере промежуточную втулку 12, установленную между ними. Промежуточная втулка 12 снабжена шлицами 13, входящими в зацепление с ударником 6 и связью 14 со шпинделем 3, выполненной, например, в виде вращательной пары скольжения. Пневмоударная машина работает следующим образом.. Сжатый воздух сначала подается во вращатель 2 через распределительное устройство 9, соединяющее одну часть рабочих камер 10 между зубьями статора 7 и ротора 8 с сетью, а другую с выхлопом. Ротор 8 начинает вращаться и передает крутящий момент через зубчатое зацепление 11 пшинделю 3, который, будучи соединенным с хвостовиком 4, передает крутящий момент буровому инструменту для разрушения породы. Промежуточная втулка 12 за счет связи 14 со шпинделем 3 получает вращение и передает его ударнику 6 чере пшицевое соединение 13. Затем сжатый воздух подается в ударный механизм 1. Ударник 6 под дей ствием сжатого воздуха, попеременно поступающего с одной или другой его стороны, совершает возвратно-поступа 4 тельное движение. Изменение направления движения ударника 6 осуществляется путем управления подачей воздуха клапаном 5. В конце хода вперед ударник 6 наносит удар по хвостовику 4 бурового инструмента и происходит разрушение горной породы. При изменении направлений движения ударника 6, которые происходят с частотой до 5 тыс. циклов в минуту, на боковых поверхностях шлицов 13 возникают значительные ударные импульсы от взаимодействия в этой паре крутящего момента вращателя 2 н сил прямолиней-, ного поступательного движения ударника 6. Связь 14, выполненная в виде вращательной пары с трением скольжения, сглаживает ударные импульсы за счет смещения (проскальзывания) сопряженных поверхностей втулки 12 относительно шпинделя 3. Эксперименты показали, что введение промежуточной втулки в кинематическое соединение между ударником и шпинделем повьш1ает срок службы этих деталей в три раза и значительно снижает стоимость и расход запасных частей. Формула изобретения Пневмоударная машина с независимым вращением инструмента, содержащая ударный механизм, вращатель и шпиндель, кинематически соединенный с ударником, отличающаяс я тем, что, с целью повьш1ения долговечности и надежности машины путем уменьшения динамических нагрузок в соединении, между ударником и шпинделем установлена втулка, которая образует со шпинделем вращательную пару с трением скольжения. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 277677, кл. Е 21 С 3/24, 1969. 2.Есин Н.Н. Пневматические машины ударного действия для бурения шпуров. Новосибирск, Наука, 1979, с. 51 (прототип).