Пристрій для з’єднання бурової коронки із заглибним пневмоударником (варіанти)

Винахід стосується гірничої справи, зокрема заглибних пневматичних ударних механізмів для буріння свердловин на відкритих і підземних роботах. Відомим є пристрій для з'єднання бурової коронки з пнемоударником, який містить буксу з системою подовжніх пазів, у яких розташовані замкові та ведучі тіла кочення, що фіксуються стопорним кільцем, при цьому букса виконана з двох частин, одна з яких з'єднана з хвостовиком коронки, а інша - з ударником, а пази під замкові та ведучі тіла кочення виконані на внутрішній поверхні частини букси, з'єднаної з хвостовиком коронки з виходом на різні її торці, перші - у бік з'єднання частин букси між собою, інші - у бік, повернутий до бурової коронки [див. авторське свідоцтво СРСР №1020573, МПК 3 Ε21С3/34 „Устройство для соединения буровой коронки с погружным ударным механизмом", опубліковане 30.05.83р.]. Недоліком пристрою є те, що подовжні пази під замкові тіла кочення займають більшу частин у поверхні букси, зменшуючи площину опори стопорного кільця, у результаті чого воно швидко виходить з ладу, і знижує надійність букси та пневмоударника в цілому. Стосовно першого варіанта найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником, який містить буксу з установленим у ній хвостовиком бурової коронки, при цьому букса та хвостовик бурової коронки обладнані подовжніми каналами, замкові та ведучі тіла кочення, розташовані у подовжніх каналах між буксою і хвостовиком бурової коронки, стопорне кільце, при цьому подовжній канал під замкове тіло кочення виконаний до подовжньої осі букси під гострим кутом, вершина якого розташована біля переднього торця букси [див. авторське свідоцтво СРСР №985274, МПК 3 Ε21С3/34 „Устройство для соединения буровой коронки с погружным ударным механизмом", опубліковане 03.08.81р.]. Недоліком пристрою є те, що подовжній канал під замкове тіло зменшує площину опори стопорного кільця, яке у результаті великих ударно-вібраційних навантажень швидко виходить з ладу і, отже, знижує надійність роботи пристрою та усього заглибного пневмоударника у цілому. Крім того, при роз'єднанні корпуса з хвостовиком бурової коронки, виникає необхідність переміщення замкового тіла кочення уверх по подовжньому каналу і утримання у такому положенні до виходу з зачеплення з хвостовиком бурової коронки, що є складним та трудомістким процесом і ускладнює збирання-розбирання пристрою. Технічний результат винаходу, що заявляється, передбачає підвищення надійності шляхом збільшення опорної площини стопорного кільця, а також забезпечення простоти збирання-розбирання пристрою. Указаний технічний результат досягається тим, що у першому варіанті пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником, який містить буксу з установленим у ній хвостовиком бурової коронки, при цьому букса і хвостовик бурової коронки обладнані подовжніми каналами з розташованими у них ведучими тілами кочення, стопорне кільце і канал з замковим тілом, згідно з винаходом, канал з замковим тілом розташований поперек букси, замкове тіло виконане у вигляді підпружиненого пружним елементом фіксатора, установленого з можливістю повороту відносно своєї осі і виконаного з сегментною вибіркою по його твірній з радіусом, що дорівнює радіусу хвостовика бурової коронки, при цьому вісь сегментної вибірки зміщена відносно осі хвостовика бурової коронки у протилежний пружному елементу бік на величину вільного ходу фіксатора, а хвостовик бурової коронки виконаний з кільцевою проточкою та подовжньою лискою, глибина якої дорівнює глибині сегментної вибірки, букса обладнана кільцевим виступом, взаємодіючим з кільцевою проточкою. Ведучі тіла кочення виконані у вигляді роликів. Фіксатор обладнаний пазом, розташованим на його торці з протилежного сегментній вибірці боку, а букса шти фтом, який взаємодіє з пазом. Торець фіксатора та основа каналу з замковим тілом обладнані заглибленнями під пружний елемент, виконаний у ви гляді пружини або гумового циліндра. Розташування каналу з замковим тілом поперек букси дозволяє збільшити поверхню контакту стопорного кільця з буксою, що при великих ударно-вібраційних навантаженнях підвищує його довговічність, а отже й надійність роботи усього пристрою. Виконання замкового тіла у вигляді підпружиненого фіксатора, установленого з можливістю повороту відносно своєї осі, виконання його з сегментною вибіркою, а хвостовика бурової коронки - з подовжньою лискою, дозволяє швидко демонтува ти бурову коронку,наприклад, при необхідності термінового її ремонту, і також швидко знову установлювати хвостовик бурової коронки у буксу з надійною його фіксацією, що значно спрощує збирання-розбирання пристрою і підвищує надійність його роботи. Виконання ведучих тіл кочення у вигляді роликів забезпечує більш рівномірне навантаження на подовжні пази букси та хвостовика бурової коронки. Виконання фіксатора з пазом, розташованим на його торці з протилежного сегментній вибірці боку, а букси - зі шти фтом, взаємодіючим з пазом, дозволяє швидко і надійно кріпити фіксатор. Виконання заглиблень на торці фіксатора і на основі каналу з замковим тілом дозволяє збільшити довжину ходу фіксатора і спростити збирання пристрою, а виконання пружного елемента у вигляді гумового циліндра підвищує надійність його роботи, що має суттєве значення при великих ударних навантаженнях, які діють поперек осі пружного елемента. На Фіг.1 зображено перший варіант пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником у розрізі. На Фіг.2 зображено перший варіант пристрою у поперечному перерізі по А-А. Перший варіант пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником містить буксу 1 з установленим у ній хвостовиком бурової коронки 2. Букса 1 та хвостовик бурової коронки 2 обладнані подовжніми каналами 3 і 4 відповідно, у яких розташовані ведучі тіла кочення, виконані у вигляді роликів 5. Подовжні канали 3 і 4 виконані радіусними і розміщені один напроти одного. Для попередження випадіння роликів 5 у буксі 1 встановлене стопорне кільце 6. Поперек букси 1 розташований канал 7 з замковим тілом, виконаним у вигляді циліндричного фіксатора 8, підпружиненого пружним елементом, наприклад, пружиною 9. Фіксатор 8 установлений з можливістю повороту відносно своєї осі і виконаний з сегментною вибіркою 10 по його твірній з радіусом, що дорівнює радіусу хвостовика бурової коронки 2, при цьому вісь сегментної вибірки 10 зміщена відносно осі хвостовика бурової коронки 2 у протилежний пружині 9 бік на величину вільного ходу "S" фіксатора 8. Хвостовик бурової коронки 2 виконаний з кільцевою проточкою 11 та подовжньою лискою 12, взаємодіючою з фіксатором 8, а букса 1 обладнана кільцевим виступом 13, взаємодіючим з кільцевою проточкою 11, причому кільцевий виступ 13 і кільцева проточка 11 призначені для обмеження ходу хвостовика бурової коронки 2. При цьому глибина подовжньої лиски 12 дорівнює глибині сегментної вибірки 10. Фіксатор 8 обладнаний пазом 14, розташованим на його торці з протилежного сегментній вибірці 10 боку, а букса 1 - штифтом 15, який взаємодіє з пазом 14. Торець фіксатора 8 та основа каналу 7 обладнані заглибленнями 16 і 17 під пружину 9, а букса 1 обладнана кільцевою канавкою 18 під стопорне кільце 6. Збирання пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником та його роботу здійснюють таким чином. Установлюють у канали 3 букси 1 ролики 5. Установлюють стопорне кільце 6 у кільцеву канавку 18, фіксуючи ролики 5 від випадіння з каналів 3. Заводять у канал 7 пружину 9 і фіксатор 8 таким чином, щоб кінці пружини 9 увійшли у заглиблення 16 і 17 фіксатора 8 і каналу 7 відповідно. Переміщаючи підпружинений фіксатор 8 у крайнє положення, установлюють шти фт 15, який входить у паз 14, розташований на торці фіксатора 8. Далі переміщають фіксатор 8 у крайнє положення, звільняючи його від штифта 15, і повертають фіксатор 8 на 180° таким чином, щоб сегментна вибірка 10 розташувалась з боку хвостовика бурової коронки 2, і здійснюють установлення останнього у буксу 1 до контакту основи кільцевої проточки 11 з кільцевим виступом 13 букси 1. При цьому ролики 5 заходять у канали 4 хвостовика бурової коронки 2. Потім переміщають фіксатор 8 у крайнє положення, стискаючи пружину 9, і повертають його у первинне положення, при якому сегментна вибірка 10 розташована з боку, протилежному хвостовику бурової коронки 2, а фіксатор 8 заходить у подовжню лиску 12. Розбирання пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником здійснюють у протилежному порядку. Під час роботи пристрою обертання від букси 1 через ролики 5 передається хвостовику бурової коронки 2. Одночасно на хвостовик бурової коронки 2 передається ударний імпульс від поршня-ударника (на кресленні не показаний), у результаті чого стається руйнування породи. Згідно з другим варіантом пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником найбільш близьким за сукупністю суттєви х ознак є пристрій для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником, який містить буксу з установленим у ній хвостовиком бурової коронки, при цьому букса і хвостовик бурової коронки обладнані подовжніми каналами, замкові і ведучі тіла кочення, розташовані у подовжніх каналах між буксою та хвостовиком бурової коронки, стопорне кільце, при цьому подовжній канал під замкове тіло кочення виконаний до подовжньої осі букси під гострим кутом, вершина якого розташована біля переднього торця букси [див. авторське свідоцтво СРСР №985274, МПК Ε21С3/34 „Устройство для соединения буровой коронки с погружным ударным механизмом", опубліковане 03.08.81р.]. Недоліком пристрою є те, що подовжній канал під замкове тіло зменшує площину опори стопорного кільця, яке у результаті великих ударно-вібраційних навантажень швидко виходить з ладу і, отже, знижує надійність роботи пристрою та усього заглибного пневмоударника у цілому. Крім того, при роз'єднанні корпуса з хвостовиком бурової коронки, виникає необхідність переміщення замкового тіла кочення уверх по подовжньому каналу і утримання у такому положенні до виходу з зачеплення з хвостовиком бурової коронки, що є складним та трудомістким процесом і ускладнює збирання-розбирання пристрою. Технічний результат винаходу, що заявляється, передбачає підвищення надійності шляхом збільшення опорної площини стопорного кільця, а також забезпечення простоти збирання-розбирання пристрою. Указаний технічний результат досягається тим, що у другому варіанті пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником, який містить буксу з установленим у ній хвостовиком бурової коронки, при цьому букса і хвостовик бурової коронки обладнані подовжніми каналами з розташованими у них ведучими тілами кочення, стопорне кільце і канал з замковим тілом, згідно з винаходом, ведучі тіла кочення виконані у вигляді роликів, канал з замковим тілом розташований поперек букси, замкове тіло виконане у вигляді підпружиненого пружним елементом фіксатора, установленого з можливістю повороту відносно своєї осі і виконаного з сегментною вибіркою по його твірній з радіусом, що дорівнює радіусу хвостовика бурової коронки, при цьому вісь сегментної вибірки зміщена відносно осі хвостовика бурової коронки у бік, протилежний пружному елементу, на величину вільного ходу фіксатора, який обладнано радіусним скосом, взаємодіючим з роликом, а хвостовик бурової коронки виконаний з кільцевою проточкою та подовжньою лискою, глибина якої дорівнює глибині сегментної вибірки, букса обладнана кільцевим виступом, взаємодіючим з кільцевої проточкою. Торець фіксатора та основа каналу з замковим тілом обладнані заглибленнями під пружний елемент, виконаний у ви гляді пружини або гумового циліндра. Виконання ведучих тіл кочення у вигляді роликів забезпечує більш рівномірне навантаження на подовжні пази букси і хвосто вика бурової коронки. Розташування каналу з замковим тілом поперек букси дозволяє збільшити поверхню контакту стопорного кільця з буксою, що при великих ударно-вібраційних навантаженнях підвищує довго вічність стопорного кільця, а отже й надійність роботи усього пристрою. Виконання замкового тіла у вигляді підпружиненого фіксатора, установленого з можливістю повороту відносно своєї осі, виконання його з сегментною вибіркою, а хвостовика бурової коронки - з подовжньою лискою, дозволяє швидко демонтува ти бурову коронку, наприклад, при необхідності її термінового ремонту, а також швидко знову установлювати хвостовик бурової коронки у буксу з надійною його фіксацією, що значно спрощує збирання-розбирання пристрою і підвищує надійність його роботи. Виконання фіксатора з радіусним скосом, взаємодіючим з роликом, дозволяє спростити установку фіксатора, що значно спрощує збирання-розбирання пристрою. Виконання заглиблень на торці фіксатора і у основі каналу з замковим тілом дозволяє збільшити довжину ходу фіксатора і спростити збирання-розбирання пристрою, а виконання пружного елемента у вигляді гумового циліндра підвищує надійність його роботи, що має суттєве значення при великих ударних навантаженнях, діючих поперек осі пружного елемента. На Фіг.3 зображено другий варіант пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником у розрізі. На Фіг.4 зображено другий варіант пристрою у поперечному перерізі по А-А. Другий варіант пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником містить буксу 1 з установленим у ній хвостовиком бурової коронки 2. Букса 1 та хвостовик бурової коронки 2 обладнані подовжніми каналами 3 і 4 відповідно, у яких розташовані ведучі тіла кочення, виконані у вигляді роликів 5. Подовжні канали 3 і 4 виконані радіусними і розміщені один напроти одного. Для попередження випадіння роликів 5 у буксі 1 встановлене стопорне кільце 6. Поперек букси 1 розташований канал 7 з замковим тілом, виконаним у вигляді циліндричного фіксатора 8, підпружиненого пружним елементом, наприклад, пружиною 9. Фіксатор 8 установлений з можливістю повороту відносно своєї осі і виконаний з сегментною вибіркою 10 по його твірній з радіусом, що дорівнює радіусу хвостовика бурової коронки 2, при цьому вісь сегментної вибірки 10 зміщена відносно осі хвостовика бурової коронки 2 у протилежний пружині 9 бік на величину вільного ходу "S" фіксатора 8, а хвостовик бурової коронки 2 виконаний з кільцевою проточкою 11 та подовжньою лискою 12, глибина якої дорівнює глибині сегментної вибірки 10. Букса 1 обладнана кільцевим виступом 13, взаємодіючим з кільцевою проточкою 11, причому кільцева проточка 11 та подовжня лиска 12 призначені для обмеження ходу хвостовика бурової коронки 2. Торець фіксатора 8 та основа каналу 7 обладнані заглибленнями відповідно 16 і 17 під пружину 9, а букса 1 - кільцевою канавкою 18 під стопорне кільце 6. Фіксатор 8 обладнаний радіусним скосом 19, розташованим з протилежного сегментній вибірці 10 боку і взаємодіючим з роликом 5. Збирання пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником та його роботу здійснюють таким чином. Установлюють у канал 7 пружину 9 і фіксатор 8 таким чином, щоб кінці пружини 9 увійшли у заглиблення 16 і 17 фіксатора 8 і каналу 7 відповідно. Переміщаючи фіксатор 8 у крайнє положення, установлюють ролик 5 у канал 3 букси 1, суміщаючи радіусний скіс 19 з циліндричною поверхнею ролика 5. Потім установлюють решту роликів 5, фіксуючи їх від випадіння з каналів 3 стопорним кільцем 6, установленим у кільцеву канавку 18. Переміщають фіксатор 8 у крайнє положення, звільняючи радіусний скіс 19 від взаємодії з роликом 5, повертають фіксатор 8 на 180° таким чином, щоб сегментна вибірка 10 була повернута у бік хвосто вика бурової коронки 2, і здійснюють установку хвостовика бурової коронки 2 в буксу 1 до контакту основи кільцевої проточки 11 з кільцевим виступом 13 букси 1. При цьому ролики 5 заходять у канали 4 хвостовика бурової коронки 2, а фіксатор 8 взаємодіє своїм торцем з роликом 5. Потім віджимають фіксатор 8 за допомогою пружини 9 і повертають його у первинне положення, коли сегментна вибірка 10 розташована з боку, протилежному хвосто вику бурової коронки 2, а фіксатор 8 заходить у подовжню лиску 12. Розбирання пристрою для з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником здійснюють у протилежному порядку. Під час роботи пристрою обертання від букси 1 через ролики 5 передається хвостовику бурової коронки 2. Одночасно на хвостовик бурової коронки 2 передається ударний імпульс від поршня-ударника (на кресленні не показаний) і стається руйнування породи. Технічне рішення, що заявляється, дозволяє підвищити надійність з'єднання бурової коронки з заглибним пневмоударником і спростити збирання-розбирання пристрою. В залежності від форми виконання ведучих тіл кочення заглибного пневмоударника, а також від його потужності застосовують той чи інший варіант винаходу. Так для заглибних пневмоударників з кульковими ведучими тілами кочення застосовують перший варіант винаходу, а для більш потужних заглибних пневмоударників, а також у випадку використання як ведучих тіл кочення роликів застосовують другий варіант винаходу.