Погружной механизм ударного действия

Полезная модель относится к горному делу, в частности к погружным пневматическим ударным механизмом для бурения скважин. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности работы устройства за счет снижения вероятности разрушения конструктивных элементов. Сущность полезной модели: погружной механизм ударного действия содержит корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка, средство для фиксации буровой коронки; элементы передачи крутящего момента, установленные в продольных каналах между хвостовиком буровой коронки и нижней частью корпуса, стопорный элемент в виде пружины - в кольцевой проточке нижней части корпуса под элементами передачи крутящего момента, при этом корпус и стопорный элемент установлены коаксиально. Оптимальный вариант выполнения устройства возможен когда элементы передачи крутящего момента выполнены в виде роликов, продольные оси элементов передачи крутящего момента совпадают с продольными осями кольцевого элемента в соответствующих сечениях. И, кроме того, корпус может быть выполнен составным, содержащим нижнюю часть в виде буксы и верхнюю - в виде цилиндра.

Погружной механизм ударного действия относится к горному делу, в частности, к погружным пневматическим ударным механизмом для бурения скважин.

Известно устройство для соединения буровой коронки с погружным пневмоударником (полезная модель RU № 34617, on. 10 декабря 2003г.). Пневмоударник содержит корпус, в нижней части которого - буксе установлена буровая коронка. В нижней части корпуса установлены тела качения - ролики, передающие крутящий момент от пневмоударника, и шпонка, служащая ограничителем осевого перемещения буровой коронки. Кроме того, под роликами выполнена канавка, в которой установлено стопорное кольцо для предупреждения их выпадения, при этом стопорное кольцо контактирует с роликами.

Под воздействием больших ударных нагрузок по хвостовику буровой коронки, энергия удара передается роликам, в результате чего они неизбежно смещаются. В то же время, стопорное кольцо, контактирующее с роликами, также подвергается воздействию энергии удара в виде сжимающих сил, в результате чего упомянутое стопорное кольцо разрушается.

Кроме того, стопорное кольцо, контактирующее с роликами, служит основанием для последних и образует с ними жесткую систему. В связи с этим, на основании известного закона механики: действие равно противодействию, - динамическая нагрузка, воздействующая н стопорное кольцо, вызывает силы, способные разрушить ролики.

Вышеупомянутые негативные факторы, возникающие при работе известного устройства, приводят к снижению его надежности элементов передачи крутящего момента и элементов, в которых они установлены, следовательно к снижению надежности работы пневмоударника в целом.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении надежности работы устройства за счет снижения вероятности разрушения конструктивных элементов.

Поставленная задача решается тем, что погружной механизм ударного действия, содержащий корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка, средство для фиксации буровой коронки; элементы передачи крутящего

момента, установленные в продольных каналах между хвостовиком буровой коронки и нижней частью корпуса, стопорный элемент - в кольцевой проточке нижней части корпуса под элементами передачи крутящего момента, при этом корпус и стопорный элемент установлены коаксиально, в заявляемом механизме стопорный элемент выполнен в виде пружины.

Возможно элементы передачи крутящего момента выполнять в виде роликов.

Целесообразно, чтобы продольные оси элементов передачи крутящего момента совпадали с продольными осями кольцевого элемента в соответствующих сечениях.

Возможно также, чтобы корпус был выполнен составным, содержащим нижнюю часть в виде буксы и верхнюю - в виде цилиндра.

Как было отмечено выше, стопорный кольцевой элемент, препятствуя перемещению элементов передачи крутящего момента под воздействием динамических нагрузок, служит для них упором и подвергается воздействию тех же динамических нагрузок, что и элементы передачи крутящего момента.

Выполнение стопорного элемента в виде пружины смягчает воздействие энергии удара как на сам стопорный элемент, так и на элементы передачи крутящего момента. Причем наиболее эффективно стопорный элемент выполняет роль амортизатора в случае, когда продольные оси элементов передачи крутящего момента совпадают с продольными осями соответствующих поперечных сечений пружины.

Кроме того, под воздействием энергии удара элементы передачи крутящего момента, сместившись в продольном направлении (вниз), сжимают пружину; при отсутствии крутящего момента и, соответственно, динамической нагрузки, пружина отдает механическую энергию (возвращается в исходное положение), а элементы передачи крутящего момента занимают первоначальную позицию. В этом случае не происходит разрушение нового стопорного элемента - пружины под воздействием динамических нагрузок и, силы, разжимающие пружину, не способны разрушить элементы передачи крутящего момента.

Следует отметить, что пружина может находится как в поджатом, так и в свободно разжатом состоянии. Находясь в поджатом состоянии, стопорный элемент подпружинивает элементы передача крутящего момента, облегчая их возврат в первоначальное положение.

В результате указанных преимуществ обеспечивается надежность работы заявляемой конструкции и, следовательно, надежность передачи крутящего момента от ударного механизма буровой коронке и нижней части корпуса за счет того, что

максимально снижена вероятность разрушения стопорного элемента и элементов передачи крутящего момента при работе устройства.

Выполнение элементов передачи крутящего момента в виде роликов предпочтительно с точки зрения обеспечения надежности выполнения указанной функции.

Выполнение корпуса составным - из верхней части в виде цилиндра и нижней в виде буксы объясняется тем, что указанные части выполняют функцию единой несущей конструкции, составное выполнение корпуса позволяет более технологично разместить в нем конструктивные элементы пневмоударника.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом с изображением фрагмента погружного механизма ударного действия - нижней части корпуса и буровой коронки (см. фиг.).

Механизм ударного действия, представляющий пневмоударник, содержит корпус, который выполнен составным из цилиндра 1 и буксы 2 - нижней части корпуса. В буксе 2 установлена буровая коронка 3 с продувочным отверстием, при этом буровая коронка 3 находится в рабочем положении (крайнем верхнем положении) и фиксируется шпонкой 4; в цилиндре 1 размещен поршень-ударник 5.

Между хвостовиком 6 буровой коронки 3 и буксой 2 в продольных пазах 7 установлены элементы передачи крутящего момента - ролики 8 (на чертеже виден один ролик 8).

В кольцевой проточке 9 буксы 2 установлена стопорная пружина 10 коаксиально с цилиндром 1. При этом стопорная пружина 10 контактирует с торцевыми нижними частями роликов 8 так, что продольная ось роликов 9 совпадает с продольной осью пружины 10 в соответствующем поперечном сечении (под каждым роликом).

Кроме того, высота кольцевой проточки 9 под стопорную пружину 10 выбрана таким образом, чтобы упомянутая пружина находилась в поджатом состоянии.

При работе пневмоударника поршень-ударник 5 совершает прямой ход, нанося удары по хвостовику буровой коронки 3; одновременно ролики 8 передают крутящий момент буровой коронке 3 и буксе 2, в результате чего буровая коронка 3 производит разрушение забоя скважины. Под воздействием динамических нагрузок ролики 8, контактирующие с пружиной 10, смещаются, сжимая ее, а при отсутствии крутящего момента - возвращаются в исходное положение.

1. Погружной механизм ударного действия, содержащий корпус, в нижней части которого установлена буровая коронка, средство для фиксации буровой коронки; элементы передачи крутящего момента, установленные в продольных каналах между хвостовиком буровой коронки и нижней частью корпуса, стопорный элемент, расположенный в кольцевой проточке нижней части корпуса под элементами передачи крутящего момента, при этом корпус и стопорный элемент установлены коаксиально, отличающийся тем, что стопорный элемент выполнен в виде пружины.

2. Погружной механизм по п.1, отличающийся тем, что элементы передачи крутящего момента выполнены в виде роликов.

3. Погружной механизм по п.1, отличающийся тем, что продольные оси элементов передачи крутящего момента совпадают с продольными осями кольцевого элемента в соответствующих сечениях.

4. Погружной механизм по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен составным, содержащим нижнюю часть в виде буксы и верхнюю - в виде цилиндра.