Бурильная машина ударно-вращательного действия к.м.каушлы

 

Бурильная машина ударно-вращательного действия, включающая корпус, привод исполнительного органа с механизмом вращения, содержащим цилиндр, установленньй в корпусе с возможностью вращения и связанньй с инструментом , дифференциал, ведущая шестерня которого закреплена на валу привода, оси сателлитов установлены в стенках цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повьппения эффективности бурения за счет автоматического регулирования энергии удара, машина снабжена дебалансами с направляющими , копирами с выступами, регулируемым фрикционом, установленным меязду осью исполнительного органа и ведущей осью дифференциала, а ось исполнительного органа установлена в корпусе с возможностью вращения, продольных перемещений и регулируемого торможения, причем дебалансы установ (Л лены с возможностью взаимодействия с копирами, которые установлены асимметрично осям сателлитов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1155738

4(5 ) Е 21 С 3/12

Pr c,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3662065/22-03 (22) 14. 11. 83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 (72) К.M.Êàóøëû (71) Монтажно-наладочное управление

Производственного объединения "Югспецавтоматика" (53) 622.233.52-83(088.8) (56) 1. .Патент США У 3921729, кл. 171-14, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

h. 681183, кл. Е 21 С 3/12, 1976 (прототип). (54) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ К.M КАУШЛЫ. (57) Бурильная машина ударно-вращательного действия, включающая корпус, привод исполнительного органа с механизмом вращения, содержащим цилиндр, установленный в корпусе с возможностью вращения и связанный с инструмен roM дифференциал, ведущая шестерня которого закреплена на валу привода, оси сателлитов установлены в стенках цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повьппения эффективности бурения за счет автоматического регулирования энергии удара, машина снабжена дебалансами с направлякщими, копирами с выступами, регулируемым фрикционом, установленным между осью исполнительного органа и ведущей осью дифференциала, а ось исполнительного органа установлена в корпусе с воэможностью вращения, ггродольных перемещений и регулируемого торможения, причем дебалансы установлены с возможностью взаимодействия с копирами, которые установлены асимметрично осям сателлитов.

1155738

Изобретение относится к машинам ударно-вращательного действия и может быть использована для ударно-вращательного бурения шпуров (отверстий) в бетоне, кирпичной кладке и горных 5 породах.

Известная машина ударно-вращательного действия состоит из корпуса, привода, механизма преобразования вращательного движения в возвратнопоступательное, инструмента и механизма вращения инструмента 1 1.

Недостатком известной машины является невозможность автоматического регулирования режима бурения. 15

Наиболее близкой к изобретению по технической .сущности и достигаемому результату является бурильная машина ударно-вращательного действия, включающая корпус, привод исполни- 20 тельного органа с механизмом вращения, содержащим цилиндр, установленный в корпусе с возможностью вращения и связанный с инструментом, дифференциал, ведущая шестерня которого 25 укреплена на валу привода, оси саттелитов установлены в стенках цилиндра Р27

Недостатком известной машины является низкая эффективность бурения из-З1ъ за невозможности автоматического регулирования энергии удара.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения за счет автоматического регулирования энергии уда- З ра.

Укаэанная цель достигается тем, что бурильная машина ударно-вращательного действия, включающая кор- 46 пус, привод исполнительного органа с механизмом вращения, содержащим цилиндр, установленный в корпусе с возможностью вращения и связанный с инструментом, дифференциал, ведущая 4Ç шестерня которого закреплена на валу привода, оси сателлитов установлены в стенках цилиндра, снабжена дебалансами с направляющими, копирами с выступами, регулируемым фрикци- 50 оном,. установленным между осью исполнительного органа и ведущей осью дифференциала, а ось исполнительного органа установлена в корпусе с возможностью вращения, продольных перемещений и регулируемого торможения, причем дебалансы установлены с воэможностью взаимодействия с копирами, которые установлень; асимметрично осям сателлитов.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2,3 и 4 изображены соответственно сечения А-А, Б-Б, В-В на фиг.1;. на фиг.5 — кинематическая схема ударного однонаправленного вибратора, на фиг.6 — график усилий однонаправленного вибратора.

Машина ударно-вращательного действия состоит из корпуса 1 с закрепленным на нем приводным двигателем

2, который через шлицевой вал 3 соединен с ведущим коническим зубчатым колесом 4 дифференциала, размещенного в подвижном цилиндре 5.

Подвижный цилиндр 5 установлен в корпусе 1 с возможностью продольных перемещений и амортизирован возвратнымн пружинами 6. При этом в качестве направляющих используется шли-. цевой вал 3 и шток 7 с зажимом 8 для закрепления исполнительного инструмента 9 (бура). На осях сателлитов

10 закреплены направляющие 11, в которых с возможностью продольных перемещений установлены дебалансы 12, взаимодействующие с копирами 13, установленными асимметрично осям сателлитов 10 и снабженными выступами 14.

Для регулируемого изменения ударных движений штока 7, передаваемых исполнительному инструменту 9 до полного их прекращения, используется стержень 15, установленный с возможностью продольных перемещений в штоке 7 и закрепленный от их взаимовращений пружинным штифтом 16, установленным в продольном пазу 17 штока 7.

Гайка 18, воздействующая на стер— жень 15 через пружинный штифт 16, служит для поджатия фрикционного диска 19, закрепленного на конце стержня 15 к фрикционному диску 20, закрепленному на конце шлицевого вала 3, и позволяет произвольно менять степень этого поджатия.

Для регулируемого изменения вращательных движений штока 7 он сопряжен с промежуточной втулкой 2 1 посредством шлицевогб соединения. При этом втулка 21 установлена в корпусе шарнирно с возможностью поворота и может регулируемо стопорится до полной остановки посредством стопорного винта 22.,1155738

При проведении бурильных работ в зависимости от твердости породы производится регулировка машины ударновращательного действия на предмет преимущественного ударного воздействия исполнительного инструмента (бура) 9 на породу в случае проведения шнуров в твердых породах, например в гранитах, или преимущественно вращательного воздействия в случае про-! ведения шпуров в мягких породах, например в известняках. Для преимущественного ударного воздействия затормаживается посредством тормозного винта .22 втулка 21, и шток 7, связанный через зажим 8 с буром 9, получает возможность только продольных перемещений во втулке 21.

При включении приводного двигателя 2 он через шлицевой вал 3 начинает 20 вращать ведущее зубчатое колесо дифференциала, которое через сателлиты 10 начинает .вращать направляющие

11 с дебалансами 12, взаимодействующие с копирами 13, жестко закрепленными ча подвижном корпусе 5, движение которого через шток 7 и держатель 8 передается на бур 9. При движении направляющей 11 на участке a- S (0-90 ) (фиг.5) (отсчет положения дебаланса 30

12 и направляющей 1 сейчас и в дальнейшем примем по положению торца и дебаланса 12) дебаланс из положения, при котором он поджат торцом и к копиру 13 в точке с (как изображено на 35 фиг.5) дебаланса 12, следуя траектории копира 13, постепенно отжимается в симметричное относительно оси вращения положение, при котором обе торцовые стороны и и m дебаланса 12 40 отстоят на равных расстояниях.от . центра вращения. При этом, поскольку дебаланс 12 постоянно приближается к центру вращения скоростью, определяемой скоростью вращения направляю- 45 щей 11 и траекторией копира 13 на этом участке, центробежная сила будет больше (пропорционально градиенту радиуса) в сравнении с центробежной силой на этом же Радиусе при 50 градиенте изменения радиуса вращения, равном нулю, постепенно снижается до нуля по мере приближения дебаланса 12 к положению симметрии.

При движении дебаланса 12 на участ- 3 55 ке Ъ-С он, следуя траектории копира

13 на этом участке, сохраняет достигнутое симметричное положение, при котором центробежная сила воздейст". вия на дебаланс равна нулю.

После прохода точки с за счет изменения траектории копира 13 дебалан, 12 начинает слегка смещаться в сторо. ну торца ю (смещение может быть сколько угодно малым, лишь бы оно обеспечило поджатие торца п дебаланса 12 к копиру 13). В момент, когда край торца rn проходит точку h дебаланс 12 срывается с упора 14 и свободно перемещается под действием центробежной силы до ударного соприкосновения торца B) дебаланса 12 с точкой с копира 13.

При дальнейшем вращении направляющей 11 на участке д- е торец m ребаланса (2, следуя траектории копира 13, перемещает дебаланс 12 в симметричное относительно центра вращения положение. Затем, достигнув точки Ь, дебаланс 12 слегка смещается в сторону тсрца и и после достижения краем торца и точки 1 выступа 14 дебаланс 12 срывается с него и, после свсбодного перемещения под действием центробежной силы ударно соприкасается торцом и с копиром 13 в точке ц. и т.д.

Ударное и силовое соприкосновение дебаланса 12 с копиром 13 изображено графиком на фиг.5, из которого видно, что вектор силы направлен преимущественно в одном направлении. Указанные усилия через копиры 13 передаются на подвижный цилиндр 5 и далее через шток 7 и зажим 8 на бур 9, производя бурение шпура в породе.

Для преимущественного вращательного воздействия путем регулируемого поджатия фрикционного диска 19, закрепленного на конце стержня 15 к фрикционному диску 20, закрепленному на конце шлицевого вала 3, осуществляется сцепление ведущей оси дифференциала с .осью штока 7. Втулка 21 при этом растормаживается.

При включении приводного двигателя 2 подвижный цилиндр 5 и бур 9 начинают вращаться со скоростью вала первого приводного двигателя 2.

При соответствующей регулировке времени возможен вариант ударно-вращательного воздействия бура 9 на пот роду при любом соотношении движений.

Кроме того, дифференциальное saкрепление бура позволяет автоматичес1155738 ки изменять соотношение движений в зависимости от осевого давления.

Конструктивные .особенности предлагаемого изобретения позволяют использовать его при проведении иитуров в породах различной твердости, легко путем ручной и автоматической регулировки подбирая оптимальный режим бу5 рения.

11 5738

4 УГ4 !

)55738

Составитель В.Пупков

Редактор Л.Авраменко Техред С.Мигунова Корректор Л,Гирняк

Заказ 306 7/29 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Филиал ППП "Патент", г.УЖгород, ул.Проектная, 4