Свердло ударно-імпульсного обeртання

Свердло ударно-імпульсного обертання, яке складається з корпуса-циліндра, механізму запус ку, храпового механізму, канатного обертача, маховика-ударника з маточиною патрона зі вставленою буровою штангою, яке відрізняється тим, що торець маточини маховика-ударника виконаний плоским і забезпечений конусними скосами (фасками) торцевих граней, а патрон має два секторних виступи, основи котрих забезпечені конусними площадками, при цьому ширина конусних площадок більша ширини конусних скосів (фасок) торцевих граней на величину, що дорівнює h мм Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний для буріння шпурів у породах середньої МІЦНОСТІ та міцних Відомий пристрій, який включає корпус-циліндр, поршень-бойок, механізм запуску, ствол, бурову штангу з буртом і канатний обертач, виконаний з розташованих у корпусі й з'єднаних між собою канатами опорного і тягового кілець, при цьому хвостовик штанги проходить усередині канатного обертача і має шліцьове з'єднання з тяговим кільцем, а зв'язок опорного кільця з корпусом виконаний у вигляді храпового механізму (А с СССР № 796408, БИ № 2, 1981) Недоліком цього пристрою є те, що поворот штанги здійснюється внаслідок інерції самої штанги при и ВІДСКОКОВІ назад після удару з породою, оскільки при цьому відбувається стискання канатного обертача й поворот тягового кільця разом зі штангою Проте цей режим нестійкий через непостійність величини відскоку штанги від породи Найбільш близьким за технічною сутністю є пристрій ударного свердління, який складається з корпуса-циліндра з механізмом запуску та храпового механізму, патрона і закріпленої у ньому бурової штанги, канатного обертача, маховика-ударника зі ступицею (Патент України № 22208, МПК Е21В4/10, бюл Промислова власність, №3, 1998) Недоліком відомого при строю ударного свердління є те, що тут забезпечується лише імпульсний ударний момент і відсутнє поздовжнє імпульсне навантаження, що посутньо зменшує швидкість буріння шпурів у породах середньої МІЦНОСТІ, ТИМ більше - в міцних В основу винаходу покладено завдання створити таке свердло ударно-імпульсного обертання, в котрому нові конструктивні особливості маховика-ударника і патрона дозволяють забезпечити імпульсне поздовжнє навантаження на коронку, що істотно підвищує швидкість буріння шпурів у породах середньої МІЦНОСТІ та міцних Поставлене завдання досягається тим, що у свердлі ударно-імпульсного обертання, яке складається з корпуса-циліндра, механізму запуску, храпового механізму, канатного обертача, маховика-ударника зі ступицею, патрона зі вставленою буровою штангою, згідно з винаходом, торець ступиці маховика-ударника виконаний плоским і забезпечений конусними скосами (фасками) торцевих граней, а патрон має два секторних виступи, основи котрих забезпечені конусними площадками, при цьому ширина конусних площадок більша ширини конусних скосів (фасок) торцевих граней на величину, що дорівнює h мм Це створює поздовжній ударний імпульс подавання з наступним обертовим ударом на хвостовикові штанги, а значить і на лезі руйнівної коронки, що істотно підвищує швидкість буріння міцних порід На кресленнях схематично зображене свердло ударно-імпульсного обертання на фіг 1 - загальний вигляд свердла, на фіг 2 - переріз А-А, на фіг 3 - вигляд І Свердло ударно-імпульсного обертання вміщує корпус-циліндр 1, в якому встановлений механізм запуску 2 і храповий механізм з храповим колесом 3, забезпеченим штоком 4, який має поздовжні пази (шліци) У робочій камері 5 корпусациліндра 1 вміщений канатний обертач, який має поршень 6, опору 7, з'єднані відрізками сталевого канату 8 При цьому опора 7 має декілька пальців 9, котрі входять у заглибини маховика-удар ю о ю 42505 ника 10, а поршень 6 має шліцьове з'єднання зі штоком 4 храпового колеса 3 Крім того, поршень 6 забезпечений кожухом 11, розташованим усередині канатного обертача Маховик-ударник 10 установлений у проставці 12 з допомогою радіально-підпорного підшипника 13 Торець 14 маховика-ударника 10 виконаний плоским, має скоси 15 торцевих граней (фіг 3) і введений між двома секторними виступами 16 (фіг 2) патрона 17, котрий установлений у проставці 12 з допомогою радіально-підпорного підшипника 18 Секторні виступи 16 біля основи мають конусні (похилі) площадки 19 (фіг 2) Патрон 17 на правому КІНЦІ має гніздо для закріплення бурової штанги 20 Крім того, між бортиком патрона 17 і кришкою 21 установлена пружна прокладка 22 У корпусі-циліндрі 1 є вихлопне вікно 23 для виходу відпрацьованого стиснутого повітря Свердло працює таким чином Стиснуте повітря надходить із магістралі через механізм запуску 2 і отвір у храповому колесі 3 в робочу камеру 5 Під дією стиснутого повітря поршень 6 рухається вправо, стискуючи відрізки сталевого канату, оскільки після декількох навантажень на стенді відрізки канату установлюються під кутом до поздовжньої осі При цьому маховикударник 10 під дією канатів 8 починає повертатися за годинниковою стрілкою Храпове колесо 3 зі штоком 4 у цьому випадку зупиняється від обертання собачками храпового механізму Поворот маховика-ударника 10 буде здійснюватися вільно до тих пір (розгін), поки не буде вибраний кутовий люфт (до 40°) між плоским торцем 14 і секторними виступами 16 патрона 17 Після цього відбудеться обертовий удар торця 14 по секторних виступах 16 (фіг 3), удар здійснюється у два етапи на першому етапі при контакті по поверхнях 15 і 19 торець маховика-ударника 10 витискує патрон праворуч на величину п, створюючи осьовий (поздовжній) ударний імпульс стискання металу штанги Ім 2 1 6 8 пульс досягає леза коронки, і вона заглиблюється у породу На другому етапі (після проходження зазору п) відбудеться обертовий удар маховикаударника 16 по патронові 17 з його подальшим примусовим обертанням з допомогою маховикаударника 10 Коли поршень 6 пройде вихлопне вікно 23, тиск у робочій камері знизиться до атмосферного При цьому механізм запуску припинить подавання повітря у камеру 5, а поршень 6 піде у зворотному напрямі (ліворуч) під дією стиснутих відрізків канату 8 Вони віддають нагромаджену потенційну енергію стискання на рух поршня 6 При зворотному русі поршень 6 здійснюватиме обертання за годинниковою стрілкою разом зі штоком 4 храпового колеса 3, оскільки в цьому напрямі храпове колесо 3 не зупиняється храповим механізмом Причому, повертатися буде саме поршень 6, а не маховик-ударник 10, тому що маса останнього набагато більша маси поршня 6 Разом з тим маховик-ударник 10 після обертового удару з патроном 17 відскочить назад на невеликий кут При просуванні поршня 6 ліворуч тиск повітря в робочій камері 5 підвищується, і за деякого значення тиску механізм запуску 2 відкриє подавання стиснутого повітря у робочу камеру 5, внаслідок чого цикл роботи свердла повториться При прямому ході поршня 6 маховик-ударник 10 повертається за годинниковою стрілкою При зворотному ході поршень 6 також повертається за годинниковою стрілкою Це відбувається за один цикл роботи свердла Внаслідок цього в процесі циклічної роботи свердла забезпечується ударне обертання штанги і створюється поздовжній ударний імпульс подавання останньої на вибій Такий режим свердлення забезпечує збільшення швидкості буріння, зниження питомої енергомісткості процесу руйнування породи і можливість застосування свердла на породах середньої МІЦНОСТІ та міцних 7 р ФІГ. 1 10 12 13 1 22 Д 21 42505 Фіг. 2 1 19 15 17 Фіг. З ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22