Перфоратор с независимым вращением инструмента Советский патент 1982 года по МПК E21B6/02 B25D16/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к перфораторам с независимым вращением инструмента, используемым для бурения взрывных скважин и шпуров. Известен перфоратор с независимым вращением инструмента, включающий ударныймеханизм с поршнем-ударником и механизмом воз духораспределения, вращатель и эластичный элемент гашения обращенной волны 1 . Недостатком данного перфоратора является то, что , вследствие отсутсгвия упругой подуш ки перед эластичным элементом гашения отраженной волны, происходит значительный износ элемента и последующий выход этого элемента из строя. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является перфоратор с независимым вращением инструмента, включающий шпиндель, ударши механизм с направляющей втулкой, поршнемударником и механизмом воздухораспределения планетарный вращатель со статором, между крышками которого размещен ротор 2. Недостатком известного перфоратора гвляется го, что в процессе эксплуатации происходит постепенное уменьшение величины зазора между крыщками статора, приводящее к увеличению вероятности заклинивания ротора и выходу вращателя из строя. Целью изобретения является увеличение срока службы вращателя за счет уменьшения вероятности заклинивания ротора между крыщками статора. Эта цель достигается тем, что перфоратор с независимым вращением инструмента, содержаший илшндель, ударный механизм с направляющей втулкой, порщнем-ударником и механизмом воздухораспределения, планетарный вращатель со статором, между крышками которого размещен ротор, снабжен ступенчатой подвижной втулкой и ограничителып 1м упругим элементом, который выполнен в виде пневматической пружины и эластичного кольца, причем ступенчатая подвижная втулка установлена между шпинделем и направляющей втулкой, а упругий эле,мент. размещен между направляющей и ступенчатой втулками. На фиг. 1 показан перфоратор,, йид сбоку разрез; на фиг. 2 - место сопряжения статора с задней крыигкой и ротором, узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - сопряжение статора с передней крышкой и ротором, узел П на фнг. 1. Вращатель представляет собой планетарный пневмодвигатель, включающий статор 1, ротор 2, устройство 3 для воздухораспределения, шпиндель 4 и хвостовик 5. Ротор 2 пневмодвигателя выполнен в виде . шестерни, эксцентрично расположенной относительно оси перфоратора, и совершает планетарное движение, а статор 1 представляет собой шестерню с внутренними зубцами в виде проворачиваюшихся роликов. Зубчатый венец статора имеет на один зубец больше, чем венец ротора. Рабочие полости двигателя образуются зубцами статора и ротора. Ударный механизм состоит из направляюшей втулки 6, с помощью которой он соединен с вратцагелем, цилиндра 7, поршня-ударника 8 и головки 9, содержащей механизм воздухораспределения и служащей для подвода сжатого воздуха и промывочной жидкости. В направляющей втулке 6 установлена подвижная ступенчатая втулка 10 и ограничительный упругий элемент в виде {сольца 11 из эластичного материала и пневматической пружи ны, образованной полостью 12. Поступление стажого воздуха в полость 12, образованную Корпусом .13 и ступенчатой втулкой 10, осуществляется через канал 14. Торцовые крышки задняя 15 и передняя 16 - вместе со статором 1 образуют замкнутую полосгь. Хвостовик 5 снабжен буртиком 17, передающим осевое усилие подачи на буровой инструмент. Работает перфоратор с независимым вращением бурового инструмента следующим образом Вначале сжатый воздух по каналам, выполненным в задней крышке 15, попадает через воздухораспределительное устройство в полость образованную задней 15 и передней 16 крышками, статором In и наружной поверхностью ротора 2. При этом ротор 2 начинает гиподаклоидное движение, опираясь своими зубьям о РОЛИКИ статора 1, приводит во вращение шпиндель 4 и соединенный с ним радиальными выступами хвостовик 5 и буровой инстру5(1ент. Затем воздух подается в головку 9. откуда попадает в ударный механизм, поршень-ударни 8 совершает в цилиндре 7 возвратно-поступательное движение и наносит удары по торцу хвостовика 5 и буровому инструменту: ПроисХОДИТ бурение горной породы. Но после каждого удара по буровому инструменгу значительная часть ударной энергии -- в отдельных циклах до 40% - возвращаегся обратно при отскоке бурового инструмента от забоя. Обратный удар передается буртиком 17хвостовика 5 шпивделю 4, поджатому в крайнее переднее положение ступенчатой втулкой 10. 111пиндел1 4 от обратного удара инструмента смешает ступенчатую втулку 10 влево, преодолевая сопротивление воздуха и пневматической пружины в виде полости 12, и затем, после контакта втулки 10 с кольцом 11 движение влево прекращается. Таким образом, энергия обратного удара расходуется на сжатие воздуха в полости 12 с помощью ступенчатой втулки 10 и на деформацию кольца 11 из эластичного материала. На вращатель передается существенно ослабленный толчок, снижая таким образом генерацию продольных колебаний вращателя уменьшая вероятность расклепывания торнов статора 1 и обеспечивая постоянный зазор между крышками 15 и 16. Использование изобретения позволяет повысить ресурс вращателя за счет уменьшения интенсивности продольных колебаний ста гора. Формула изобретения Перфоратор с независимьш вращением инструмента, содержащий шпиндель, ударный механизм с направляющей втулкой, поршнемударником и механизмом воздухораспределения, планетарный вращатель со статором, между крышками которого размещен рогор, о т личающийся тем, что, с целью увеличения срока службы вращателя за счет уменьшения вероятности заклинивания ротора между крышками статора, он снабжен ступенчатой подвижной втулкой и ограничительным упругим элементом, который выполнен в виде пневматическойпружины и эластичного кольца, причем ступенчатая подвижная втулка установлена между шпинделем и направляющей втулкой, а упругий элемент размещен между направляющей и ступенчатой втулками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 276854, кл. Е 21 С 1/12, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 277677, кл. Е 21 С 3/04, 1966 (прототип).

Зазор 0.015 0,Q20Mfi.

Фиг. г

JL

Зазор 0.015-0.

Фт.З