Устройство для формирования силовых импульсов

фМЯй 9 тща 1 ЙЫ"ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ 1 н 536851 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 13,07.73 (21) 1950302 ки Мо с присоединением Государстееннын комитет Совета Министров СССРата опубликования описания 01.12,7 72) Авторы изобретен,Л,А Крауин . Салта В. Ф, Горбунов, П,и А ев Томский ордена Октябрьс Красного Знамени политех ая вите(54) УСТРОЙСТВОРМИРОВАНИЯ СИЛОВЫХ ИМПУЛЪСОВ Л 2Цель изобретения -- повышение КПД иснижение шума ударных узлов, формирующих силовые импульсы, например, в штангах бурильных машин.Это достигается тем, что в предлагаемомустройстве возбудитель колебании выполнен в виде гидропульсатора, соединенного с полым упругим элементом, например, гидравлическим шлангом, заполненным средой, которыи имеет нелинейную жесткую характеристику и расположен между инерционными массами так, что продольными боковыми стенками касается их.На фиг, 1 предлагаемое устройст во, общий в г. 2 - разрез по А - Ана фиг. 1.:устройство содержит корпус 1, привод 2гидронульсатора, в качестве которого может быть кривошипно-шатунный эксцентриковый О или другой механизм, обеспечивающий продольные колебания плунжера 3 гидропульсатора, инерционные массы 4, поджатые пружинами 5 к продольным боковым стенкам упругого элемента О (гидравлического шланга), имеющего непосредственную связь с силовым гидроцилиндром 7 и поршнем 8. Инерционные подпружиненные массы 4 установлены таким ооразом, что могут совершать поперечные колеоания относительно продольной оси упруго- О го элемента. 11 одача бурового инструмента назабой осуществляется поршнем Ь силового показаноид; на фи Изобретение относится к устройствам для формирования силовых импульсов и может Оыть использовано во многих отраслях народного хозяйства, например в горной промышленности, вместо ударных узлов бурильных машин для формирования силовых импульсов в буровом инструменте.Известные пневмо- и гидроударные узлы, применяемые в горной промышленности, имеют низкий К 11 Ц из-за наличия активных сопротивлений в виде различных дросселей, клапанов, золотников и т. п, 11.Ы существующих бурильных машинах с пневмо- или гидроударными узлами формирование силовых импульсов Оуровой штанги производится за счет разгона поршня и нанесения ударов последним по торцу штанги.11 ри этом возникает превышающий допустимые санитарные нормы шум из-за резкого выбрасывания сжатого воздуха в атмосферу или жидкости в сливную полость, а также из-за соударения поршня с торцом буровой штанги.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором возбудитель колебаний передает возмущающую силу на колебательный контур, состоящиш из двух подпружиненных масс, связанных между собой упругим элементом, и в котором используются только реактивные сопротивления 21,и Революции и ордена Трудовогоческий институт им, С. 1 т 1. Кировагидроцилиндра 7, который может располагаться как на одной раме с устройством, так и отдельно от него,Благодаря тому, что упругий элемент с полостью, заполненной средой, обладает нелинейной жесткой характеристикой и расположен между инерционными подпружиненными массами таким образом, что продольными боковыми стенками касается их, при деформации его подпружиненными инерционными массами он приобретает форму эллипса и обеспечивает параболическую зависимость между величиной изменения объема полости внутри упругого элемента и возникающим давлением среды, заключенной в этой полости. Это давление, изменяющееся в виде импульсов определенной амплитуды и длительности, одновременно воспринимается поршнем силового гидроцилиндра, непосредственно связанного с полостью упругого элемента. Под импульсным воздействием поршня на жестко связанную с ним штангу в последней формируются силовые импульсы, которые перемещаются по штанге к коронке со скоростью звука в материале штанги.Таким образом, силовые импульсы формируются в штанге без механического соударения поршня со штангой с коэффициентом передачи энергии от гидропульсатора до бурового инструмента не ниже 0,85 - 0,90,Предлагаемое устройство работает в режиме резонанса частот вынужденных колебаний плунжера 3 гидропульсатора и собственных колебаний инерционных подпружиненных масс 4 с некоторым сдвигом по фазе. При одновременном воздействии масс 4 и плунжера 3 на сосредоточенный объем среды в упругом элементе б в последнем резко повышается давление среды, создается импульсная нагрузка на поршень 3 силового гидроцилиндра 7, который передается на жестко связанную с поршнем 8 буровую штангу и коронку (на чертежах не показана), вызывая разрушения горной породы.Формирование силовых импульсов в штанге бурильной машины с помощью предлагаемого устройства позволяет снизить шум благодаря сосредоточенному объему сжимаемой среды в замкнутой полости, т. е. ие связанной с атмосферой или с сливной полостью, а так же благодаря ликвидации соударений поршняс торцом буровой штанги за счет жесткого соединения их между собой. Кроме того, использование предлагаемого устройства с одним только реактивным гидравлическим со противлением вместо существующих ударныхузлов бурильных машин с активным сопротивлением позволяет повысить КПД гидро- системы в предлагаемом устройстве не менее чем до 0,85 - 0,90. Благодаря такому относи тельно высокому КПД гидросистемы нагревее элементов при длительной работе не превышает допустимых норм.20Формула изобретенияУстройство для формирования силовых импульсов, содержащее корпус, в котором раз мешены инерционные массы, поджатые пружинами, упругий элемент и возбудитель колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и снижения шума ударных узлов, формирующих импульсы, например, в 30 штангах бурильных машин, возбудитель колебаний выполнен в виде гидропульсатора, соединенного с полым упругим элементом, например, гидравлическим шлангом, заполненным средой, который имеет нелинейную жесткую характеристику и расположен между инерционными массами так, что продольными боковыми стенками касается их.40 Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе:1. Алимов О. Л., Бойков В, В. и др. Уста.новка для бурения шпуров. Фрунзе, Илим,1971, с. 123, 155.45 2. Патент США Мо Зб 25484, кл, 259 - 1, 1971536851 фиг.1 Фиг.2 Составитель А. Салоси актор Т. Рыбалова Техред М. Семенов Корректор 3, Тарасов Типография, пр. Сапунова,каз 2528/5 Изд.1810 Ц 1.1 ИИПИ Государственного по делам пз 113035, Москва, Ж