Вращатель бурильной машины

,фь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИ(71) Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горно-металлур гический комбинат им. А. П. Завенягина (53) 622,233.6 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР540031, кл. Е 21 С 1/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССР по заявке3421429, кл. Е 21 С 1/00, 13.04.82 (прототип).(54) (5) ВРАЩАТЕЛЬ БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ, включаюший корпус с последовательно расположенными двигателями, каждый из которых имеет секторные рабочие по лости, неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями, находящееся в зацеплении с гибким зубчатым сателлитом с винтовыми золотниковыми каналами и генератором волн, дисковые втулки, в которых выполнены сообщающиеся с винтовыми золотниковыми каналами кольцевые полости и радиальные отверстия, и шпиндель, связанный с каждым из зубчатых сателлитов, отличающиися тем, что, с целью увеличения производительности путем повышения мощности вращателя и его надежности, секторные рабочие полости выполнены в зубчатых сателлитах, причем в корпусе и шпинделе выполнены радиальные отверстия, которые совмещены с радиальными отверстиями дисковых втулок, и в каждой из последних со стороны шпинделя выполнена кольцевая проточка, которая сообшена с радиальными отверстиями втулки.Изобретение относится к горной промышленности, в частности к вращателям буровых устройств вращательного или ударно- вращательного бурения.Известен вращатель бурильной машины, включающий два корпуса, два последовательно расположенных шестеренчатых двигателя, каждый из которых имеет неподвижное колесо с внутренними зубьями крутового профиля и эксцентрично расположенный в нем зубчатый сателлит, связанный со шпинделем, несущий золотник и установленную между двигателями дисковую втулку 1.Недостатком указанного вращателя является то, что вследствие последовательной подачи энергоносителя из первого двигате ля во второй энергоемкость рабочего агента падает и снижается мощность второго двигателя и, в целом, вращателя.Наиболее близким к изобретению по техническоой сущности и достигаемому результату является вращатель бурильной машины, включающий корпус с последовательно расположенными двигателями, каждый из которых имеет секторные рабочие полости, неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями, находящееся в зацеплении с гибким зубчатым сателлитом с винтовыми золотниковыми каналами и генератором волн, дисковые втулки, в которых выполнены сообщающиеся с винтовыми золотниковыми каналами кольцевые полости и радиальные отверстия, и шпиндель, связанный с каждым из зубчатых сателлитов 2.Недостатком такого вращателя является относительно небольшая надежность лопаток двигателя, а наличие поверхностей соприкосновения лопаток с внутренней поверхностью гибкого сателлита приводит к утечке рабочего агента в смежные секторы, что, в целом, снижает мощность устройства.Цель изобретения -- увеличение производительности путем повышения мощности вращателя и его надежности.Указанная цель достигается тем, что во вращателе бурильной машины, включающем корпус с последовательно расположенными двигателями, каждый из которых имеет секторные рабочие полости, неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями, находящееся в зацеплении с гибким зубчатым сателлитом с винтовыми золотниковыми каналами и генератором волн, дисковые втулки, в которых выполнены сообщающиеся с винтовыми золотниковыми каналами кольцевые полости и радиальные отверстий, и шпиндель, связанный с каждым из зубчатых сателлитов, секторные рабочие полости выполнены в зубчатых сателлитах, причем в корпусе и шпинделе выполнены радиальные отверстия, которые совмещены с радиальными отверстиями дисковых втулок, и в каж-дой из последних со стороны шпинделя выполнены кольцевая проточка, которая сообщена с радиальными отверстиями втулки.4 О Подшипники 31 и 32 имеют, соответственно, защитную крышку 71 и упорную гайку 72.На гибких зубчатых сателлитах, на ихободах 18 - 20, с торца насажены и закреплены гибкие кольцевые насадки 73 - 75, обеспечивающие герметичность торцовых золот ников.Направление движения энергоносителяк секциям показано стрелками В, С, Д, Е (фиг. 1), а его выход показан стрелками Е;, Д С,. Кольцевые гибкие элементы 21 - 23 выполнены, например, из резины, причем их трущиеся торцовые поверхности выполнены антифрикционными. Резиновые элементы могут быть армированы гибким эластичным кордом.Шпиндель 30 имеет резьбу для присоединения бурового инструмента.На фиг, 2 стрелками р показано распределенное давление энергоносителя в определенный момент времени, а векторы 3 пока 5 10 15 20 25 30 35 На фиг. 1 показан вращатель, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - узелна фиг.(развертка винтовых золотниковых каналов).В корпусе 1 вращателя бурильной машины расположены посекционно неподвижные парные зубчатые колеса 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 и дисковые втулки 8 - 10, закрепленные от поворота шпонкой 11. В зацеплении с неподвижными зубчатыми колесами 2 - 7 находятся гибкие зубчатые сателлиты, выпол ненные в виде венцов 12 и3, 14 и 5, 16 и 17, каждая пара из которых конструктивно объединена общими гибкими ободами 18 - 20, внутри которых прикреплены кольце- образные элементы 2 - 23 из эластично-упругого материала с прикрепленными втулками 24 - 26 и шпонками 27 - 29, закрепляющими их относительно шпинделя 30. Шпиндель 30 установлен на подшипниках 3 и 32 в крышках 33 и 34, которые закреплены относительно корпуса 1 на резьбе. На гибкие ободы 18- - 20 зубчатых сателлитов насажены механические генераторы 35 - -37 волн на роликах 38 - 40. Механические генераторы волн сообщают зубчатым сателлитам и кольцеобразным элементам эллиптичный профиль без подвода энергоносителя.Кольцеобразные элементы 21 - 23 снабжены секторными рабочими по.пстями 41 - 43, которые через отверстия 44 - 46 и винтовые золотниковые каналы 47 - 49 сообщаются с соответствующими кольцевыми поло тями 50 и 51, 52 и 53, 54 и 55, выполненными в дисковых втулках 8 - О.Кольцевые полости 51, 53 и 55 сообщаются, соответственно, с полостью шпинделя через его радиальные отверстия 56 - 58 и далее через кольцевые проточки 59 - 61 в дисковых втулках и их радиальные отверстия 62 - 64, Кольцевые полости 50, 52 и 54 сообщаются с атмосферой через радиальные отверстия 65 - 67 в дисковых втулках и через радиальные отверстия 68 - 70 в корпусе 1.1052657 7 ВНИИПИ Заказ 8816/2 филиал ППП Патент,Тираж 603 Подписное Ужгород, ул. Проектная,зывают направление результирующих сил от этого давления. Симметричный эксцентриситет гибкого зубчатого сателлита обозначен через е.Вращатель работает следующим образзом (вследствие синхронности работы двигателей, рассмотрим работу одного из них).При подаче энергоносителя по стрелке С через радиальные отверстия 58 в шпинделе 30 и далее через кольцевую проточку 61, радиальные каналы 64, кольцевую полость 55 в дисковой втулке 1 О, а затем через соответствующие винтовые золотниковые каналы 49 и отверстия 46 энергоноситель поступает в рабочие секторные полости 43 и действует на них, как показано на фиг. 2.Гибкий зубчатый сателлит своими гибки ми венцами 16 и 17 начинает поворачиваться относительно неподвижных зубчатых колес 6 и 7 и за один цикл повернется на угол, соответствующий разнице чисел зубьев между гибким и жестким зубчатыми венцами. Разница чисел зубьев в парах 6 и 16, 7 и 17 20 одна и та же, На этот же угол повернется и шпиндель 30, связанный с сателлитом через кольцеобразный элемент 23, втулку 26 и шпонку 29.Энергоноситель (фиг. 2) действует в секторах первого и трерьего квадрантов, Отработанный энергоноситель из секторов квадрантов второго и четвертого через соответствующие отверстия 46, винтовые золотниковые каналы 49, кольцевую полость 54, радиальные отверстия 67 и 70 выходит в атмосферу по стрелке С 1. Циклы повторяются и осуществляется непрерывное вращение шпинделя с инструментом. При этом за каждый цикл каждая секторная полость 43 дважА-А ды пройдет зоны нагнетания и продувки, а генератор 37 волн делает по одному обороту.У каждого винтового золотникового канала 49 вход сдвинут относительно выхода примерно на 45, что и определяет диаграмму сил, показанную на фиг. 2. Моменты сил всех работающих двигателей суммируются на шпинделе.Реверс, который в основном необходим для машин в выносном исполнении, осуществляется изменением направления подачи энергоносителя. Энергоноситель подается против стрелки С,по радиальным отверстиям 70 и 67, через кольцевую полость 54 и далее через соответствующие винтовые зол от никовые каналы 49 и отверстия 46 в секторные полости 43 второго и четвертого квадрантов. А отработанный энергоноситель из секторных полос. тей первого и третьего квандрантов через соответствующие отверстия 46, винтовые золотниковые каналы 49, кольцевую полость 55, радиальные отверстия 64, кольцевую проточку 61 и радиальные отверстия 58 выходит в полость шпинделя 30 против стрелки С и шпиндель начинает вращаться в противоположную сторону.При использовании предлагаемого изобретения достигается увеличение крутящего момента бурильной машины за счет значительной площади рабочей поверхности секторных полостей каждой секции, действующей как двигатель, и достаточно высокого передаточного числа волновой передачи каждой секции, действующей как редуктор, причем высокая герметичность рабочих камер устройства обеспечивает высокий КПД вращателя.