Гидравлический перфоратор

(цаОФ 2 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 16.11.78 с присоединением Государственный комитет ( заявки ЛЪ 23) Приоритет СССР по делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 07,03,81. Бюллетень Ме 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81, Дворн в, Ж. Усубалиев, А. Н. Семенов, К, Т. Тлехузо и В. А, Туров рунзенский политехнический институт71) Заявител ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТО 1Изобретение относится к горному производству и может быть использовано в гидрофицированных бурильных машинах ударно-поворотного действия,Гидравлические устройства ударного действия известны 1.Они содержат корпус с распределительи каналами, внутри которого располоы полый золотник, ступенчатый боек, жер разгона, полость плунжера разгополость возврата бойка, напорные и ные магистрали, напорный и сливной могидроаккумуляторы. ным жен плун на, слив пнев ции такого ударя постоянство плоразгона плунжера ооеспечивается по- между величиной им моментом, огра- и изменения режиройства при оуреНаибости и м по техническои сущму результату к настояявляется гидравличевключающий корпус сканалами, камерой овной полостью возвралотник управления, стулее близки достигаемо обретению р(роратор, елительными о хода и осн а, полый зо щему и скии пе распредраоочег та бойк Недостатком констру ного устройства являетс щадей сечения полости и возврата бойка, чем стоянство соотношения энергии удара и крутящ ничивающее возможност ма работы ударного ус нии. пенчатый боек с механизмом поворота, напорные и сливные магистрали 2.Это устройство недостаточно эффективнов работе.5 Целью настоящего изобретения являетсяповышение эффективности действия перфоратора.11 оставленная цель достигается тем, чтов корпусе выполнена дополнительная по О лость возврата бойка, периодически сообщенная с основной полостью возврата посредством подпружиненного золотника.Сущность изобретения поясняется примером конкретного выполнения со ссылкой 15 на прилагаемый чертеж, на котором показана схема предлагаемого перфоратора.Гидравлический перфоратор включает всебя ударный узел 1, распределительное устройство 2, узел вращения 3 и исполнительное устройство 4.Ударный узел 1 состоит из корпуса 5 сраспределительными каналами б - 8, внутри которого расположены плунжер разгона 9 с кольцевой проточкой, ступенчатый боек 10, камера рабочего хода 11, основная полость 12 возврата бойка 10, дополнительная полость 13 возврата бойка 10, соединенная с основной полостью 12 каналом 14, а со сливной магистралью 15 каналом 16 через обратный клапан 17.3Основная полость возврата 12 бойка 10каналом 8 постоянно соединена;с напорноймагистралью 18. Соединение основной полости возврата 12 с дополнительной полостью 13 осуществляется посредством золотника 19, подпружиненного пружиной 20и управляемого сливным давлением.Для обеспечения пикового расхода жидкости и гашения пульсаций .в шлангах вкорпусе 5 выполнены напорный 21 и сливной 22 пневмогидроаккумуляторы,Распределительное устройство 2 состоитиз втулки 23 с кольцевыми проточками 24и щелями 25, запрессованной в корпусе 5,внутри которой расположен полый золотник управления 26, закрытый крышками27, 28, в которых расположены плунжерыпереброски 29, 30 различной площади сечения. Плунжер ЗО меньшего сечения постоянно соединен с напорной магистралью 18через канал 31, плунжер 29 большего сечения при помощи канала 6 соединен либосо сливной магистралью 15 через канал 7и кольцевую проточку плунжера разгона 9,либо с напорной магистралью 18 через канал 8 и кольцевую проточку плунжера разгона 9.Узел вращения 3 выполнен в виде обгонной муфты, состоящей из геликоидальнойступицы 32. Своими выступами ЗЗ ступица32 входит в зацепление с геликоидальнымипазами 34, выполненными на бойке 10,Роль наружной обоймы обгонной муфтывыполняет стакан 35, Между стаканом 35и ступицей 32 установлены подпружиненные ролики 36,Исполнительное устройство 4 состоит изстакана 37, внутри которого расположенашлицевая втулка 38, соединяющая боек 10с хвостовикам 39.Работает перфоратор следующим обра.зом.В положении, .изображенном на чертеже,ступенчатый, боек 10 завершил холостойход, При этом проточка плунжера 9 соединила полость плунжера 29 через каналы 8и 6 с напорной магистралью 18. Плунжер29 большей площади сечения перебрасывает золотник 26.в положение напор, сое.динив напорные щели 25.Жидкость под давлением из напорной,магистрали 18, по кольцевой проточке 24,через совмещенные щели 25, полый золотник 26, поступает в камеру рабочего хода11, Под действием жидкости камеры 11плунжер,.разгона 9, перемещаясь, разгоняет ступенчатый боек 1.0 до соударения схвостозиком 39,При этом ролики 36 расклиниваютсямежду стаканом 35 .и ступицей 32, не препятствуя свободному. вращению ступицы 32,и ступенчатый боек 10 совершает толькопоступательное движение.В момент соударения ступенчатого бойка10 с хвостовиком 39 плунжер разгона 9810952 Усилие возврата бойка 10, а, следовательно, и величина крутящего момента, создаваемого перфоратором, возрастает, а величина энергии удара падает, так как возросло усилие, препятствующее разгону бойка 10 за счет подключения дополнительной полости 13.При минимальном моменте сопротивления на буре возрастают обороты, частота ударов, повышается потребляемый расход жидкости, следовательно, возрастает и сливное давление Р под действием которого золотник 19, преодолевая сопротивление пружины 20, перекрывает канал 14, отсоединяя тем самым дополнительную полость возврата 13 от основной полости 12. При этом величина энергии удара увеличивается, так как уменьшается сопротивление разгону бойка, а величина крутящего момента, создаваемого перфоратором, падает за счет отключения дополнительной полости 13. Оставшаяся жидкость в дополнительной полости 13, при рабочем ходе бойка 10, через обратный клапан 17 вытесняется 5 10 15 20 25 30 з 5 40 45 50 55 60 65 своей проточкой соединяет полость плунжера 29 через каналы 6 и 9 со сливной магистралью, а так как полость плунжера 30 постоянно находится под давлением, золотник 26 перебрасывается в положение Слив, соединяя камеру 11 со сливной магистралью 15.Под действием жидкости в основной полости возврата 12, постоянно находящейся под давлением, ступенчатый боек 10 совершает холостой ход, вытесняя жидкость из камеры 11, При этом ролики 36 заклиниваются между стаканом 35 и ступицей 32, препятствуя вращению ступицы 32, а боек 10 вместе с поступательным движением совершает поворот вокруг своей оси на определенный угол. Вращение ступенчатого бойка 10 через шлицевую втулку 38 передается на хвостовик 39, в котором крепится бур.Затем цикл повторяется.Для автоматического регулирования режима бурения в зависимости от крепости пород в ударном узле перфоратора выполнена дополнительная полость 13 возврата ступенчатого бойка 10, соединенная с основной полостью 12 возврата каналом 14 через золотник 19.При максимальном моменте сопротивления на буре частота ударов перфоратора падает (в момент остановки она равна нулю), уменьшается расход потребляемой жидкости гидроперфоратором (в момент остановки он равен нулю), следовательно, падает и давление Р, в сливной магистрали (в момент остановки Р,=О), в результате чего золотник 19 под действием пружины 20 открывает канал 14, соединяя основную полость возврата 12 с дополнительной полостью 13.810952 При возрастании крепости горных пород уменьшится проникновение инструмента, уменьшится сопротивление обратному ходу бойка, увеличится частота ударов, возрас тет давление в сливной магистрали, и золотник 19 запрет дополнительную полость 13, увеличится энергия единичного удара.Таким образом, использование дополнительной полости возврата позволяет авто матически при бурении мягких пород увеличить крутящий момент на буре и одновременно уменьшить величину энергии удара, что приведет к меньшему внедрению инструмента в породу, предотвращению за клинивания инструмента, обеспечит устойчивую работу гидроперфоратора, повысит производительность. 20 Гидравлический перфоратор, включающий корпус с распределительными каналами, камерой рабочего хода и основной полостью возврата бойка, полый золотник25 управления, ступенчатый боек с механизмом поворота, напорные и сливные магистрали, отличающийся тем, что, сцелью повышения эффективности действияперфоратора, в корпусе выполнена дополЗ 0 нительная полость возврата бойка, периодически сообщенная с основной полостьювозврата посредством подпружиненного золотника.Источники информации,5 З принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 419621, кл. Е 21 С 3/20, 1971,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мо 2681515, кл. Е 21 С 3/20,40 03.11.78. ггв гюгв в гг 7 дУагга гож а и ггвгвяю 7 л г 7 5в сливную магистраль 15 по каналам 16 и 7.При бурении крепких горных пород перфоратор работает так, что полость 13 постоянно отключена. Проникновение инструмента от единичного удара в крепкую горную породу незначительно, а, следовательно, потребный крутящий момент для поворота бура мал. По мере уменьшения крепости породы проникновение инструмента при той же энергии удара увеличивается, возрастает препятствие для поворота бура, замедляется обратный ход бойка, так как необходимо преодолевать больший крутящий момент.1 Лз-за замедления обратного хода уменьшается частота ударов в единицу времени и обеспечивается более беспрепятственное протекание жидкости по каналам на слив. На сливе всегда жидкость находится под давлением потому, что имеют место гидравлические сопротивления протеканию ее в бак, а количество жидкости, проходящее через машину в единицу времени (производительность), относительно большое.Как только давление на сливе в результате уменьшения частоты ударов из-за замедления обратного хода бойка уменьшится, возникнет ситуация, при которой золотник 19 автоматически сработает и дополнительная полость 13 соединится с напорной магистралью, Увеличится сила, действующая на боек, а, следовательно, возрастет крутящий момент. Улучшатся условия разрушения забоя.Включение дополнительной полости 13 под рабочее давление увеличит также сопротивление прямому ходу бойка, что приведет к автоматическому изменению (уменьшению) и энергии единичного удара,Формула изобретения