Пристрій ударного свердління

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров по породам средней крепости. Известно устройство, включающее породоразрушающий инструмент, связанный с бурильными трубами, ударник с винтовыми выступами на переднем торце и ответные выступы на породоразрушающем инструменте, при этом ударник и инструмент выполнены с зубьями для взаимодействия друг с другом, а количество пар зубьев равно количеству пар взаимодействующи х винтовых выступов, причем ударник связан с бурильными трубами шлицевым соединением [Авт.св. СССР № 943390, БИ Nfe 26, 1982]. Однако в таком устройстве основная доля энергии передается на продольный удар, а силы трения существенно снижают амплитуду крутящего момента на поперечный удар. Наиболее близким по технической сущности является перфоратор, содержащий корпус-цилиндр, поршень-боек, механизм запуска, храповый механизм, ствол, буровую штангу с буртом и канатный вращатель, выполненный из расположенных в корпусе и соединенных между собой канатами, опорного и ведущего колец, при этом хвостовик штанги проходит вн утри канатного вращателя и имеет шлицевое соединение с ведущим кольцом, а связь опорного кольца с корпусом выполнена в виде храпового механизма [Авт.с. СССР № 796408, БЇ/1 N; 2, 1981]. В данном перфораторе поворот штанги происходит вследствие инерции самой штанги при ее отскоке ( отходе назад) от буримой породы, так как при этом совершается сжатие вращателя и поворот ведущего кольца вместе со штангой, однако в этот момент разрушение породы не происходит. Задачей изобретения является создание такого устройства ударного сверления, в котором опорное кольцо вращателя является элементом пневмопривода с возвратно-поступательным движением, а ведущее кольцо приобретает вращательное движение и создает вращательный удар на штанге, обеспечивающий сверление (бурение) породы и ее разрушение. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве ударного сверления, содержащем- корпусцилиндр с механизмом запуска и храповым механизмом, патрон и закрепленную в нем буровую штангу, канатный вращатель, состоящий из опорного и ведущего колец, соединенных канатами согласно изобретению опорное кольцо канатного вращателя выполнено в виде поршня, расположенного в корпусецилиндре, а ведущее кольцо выполнено в виде маховика-ударника, имеющего ступицу с торцевым поперечным пазом с вставленным в него хвостовиком патрона. При этом последний выполнен плоским, а торцевой поперечный паз ступицы выполнен с угловым люфтом между патроном и маховиком-ударником, составляющим 0-55°, что позволяет создать такой режим работы устройства, при котором совмещается резание породы с периодическим нанесением вращательного (крутящего) удара на резце. Это обеспечит снижение удельного расхода энергии на разрушение породы, а также расширит диапазон буримых пород, и, таким образом, расширяется область применения бурильных машин вращательного действия. На чертежах схематически изображено устройство ударного сверления; на фиг.1 -общий вид устройства: на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг 3 - сечение по В-В на фиг 1: на фиг,4 - сечение по Б-Б на фиг. 1. Устройство ударного- сверления содержит корпус-цилиндр 1, в котором установлен механизм запуска 2 и храповой механизм с храповым колесом 3, снабженный штоком 4, имеющим продольные шлицы. В рабочей камере 5 корпуса-цилиндра 1 расположен поршень 6, имеющий шлицевое соединение со штоком 4 храпового колеса 3. В поршне 6 жестко закреплены концы отрезков стального каната 7, расположенных параллельно продольной оси устройства. Противоположные концы канатов 7 закреплены в маховике-ударнике 8, установленном на радиально-упорном подшипнике 9 в стволе 10, последний соосно жестко соединен с корпусом-цилиндром 1. Маховик-ударник 8 имеет ступицу 11, в которой с правой стороны имеется поперечный паз, образующий вилку в виде двух выступов 12, между которыми вставлен хвостовик 13 патрона 14, последний своим буртиком 15 опирается на торцевую поверхность ствола 10. С противоположной стороны патрон 14 имеет конусное гнездо и два выступа 16, в которых закреплен хвостовик буровой штанги 17. Удержание патрона и штанги в стволе обеспечивается механизмом захвата, который на рисунке не показан. Устройство снабжено муфтой 18 для подачи промывочной жидкости, а в корпусе цилиндра 1 имеется выхлопное отверстие 19, для выхода отработанного воздуха. Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух поступает из магистрали через механизм запуска 2 и отверстия в храповом колесе 3 в рабочую камеру 5. Под действием сжатого воздуха поршень 6 смещается вправо, сжимая отрезки стального каната 7. Так как после нескольких нагружений на стенде отрезки канатов устанавливаются под некоторым углом к поверхности поршня 6 и маховика-ударника 8, то (при смещении поршня 6 по шлицам неподвижного штока 4) маховик-ударник 8 под действием канатов 7 начинается поворачиваться по часовой стрелке. Храповое кольцо 3 со штоком 4 в этом случае стопорится от поворота собачками храпового механизма. Поворот маховика-ударника 8 будет происходить свободно до тех пор, пока не будет выбран угловой люфт между хвостовиком патрона 13 и выступами 12 маховика-ударника 8, достигающий 55°. После этого произойдет вращательный удар маховика-ударника 8 по патрону 14 и его дальнейшее принудительное вращение последнего маховиком-ударником. Когда поршень 6 пройдет выхлопное отверстие 19, давление в рабочей камере снизится до атмосферного. При этом механизм запуска закроет подачу воздуха в камеру 5, а поршень 6 пойдет в обратном направлении (влево) под действием реакции сжатых отрезков 7 каната. Они отдают запасенную потенциальную энергию на движение поршня. При обратном движении поршень 6 будет совершать вращение по часовой стрелке вместе со штоком 4 храпового колеса 3, так как в этом направлении храповое колесо не стопорится храповым механизмом. Причем поворачиваться будет именно поршень 6, а не маховик-ударник, так как масса последнего намного больше массы поршня. Вместе с тем маховик-ударник 8 после вращательного соударения с хвостовиком патрона 14 отскочит назад на некоторый угол. При движении влево поршня 6 давление воздуха в рабочей камере будет повышаться и при некотором его значении механизм запуска откроет подачу сжатого воздуха в рабочую камеру, в результате цикл" работы всего устройства повторится. При каждом обратном ходе поршень 6 поворачивается на угол, меньший 55 по часовой стрелке, а поворот против часовой стрелки стопорится храповым механизмом 3. В результате этого обеспечивается вращение штанги с нанесением по "ее хвостовику вращательного удара. Ударный вращательный импульс передается по штанге на резец, последний разрушает породу. Муфта 18 служит для подвода промывочной жидкости или воздуха в шп ур. Заявляемое устройство позволяет снизить удельный расход энергии на разрушение породы и расширить область применения подобных бурильных машин вращательного действия.