Устройство для бурения горных пород

(22) Заявлено 24.03.80 (21) 2897774/22(51) М. Кл.зЕ 21 С 3/24 Е 21 С 5/10 присоединением заявки-Гооударетвеиимй комитет СССР ло делам иэобретеиий) Приоритет - Опубликовано 15.12.81. Бюллетень4 Дата опубликования описания 25.2.81(72) Авторьизобрете етреев, А, А. Липин и Л. Л. Семен титут горного дела Сибирского отделени(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД х/о= = 0,8.:.1,3; = 0,91,4; - сила ведавле сти пн чертеже%=4,где а перфоратора;ие в дополнительной полоевмоподдержки.зображено устройство для На бурени Пер пуса 1Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия, применяемым в горной промышленности и строительстве, и может быть использовано в перфораторах, работающих в комплекте с пневмоподдержкой.Известно устройство для бурения, в котором подвод сжатого воздуха в подзолотниковую камеру осуществляется через полый шток виброгасящего устройства 11 .Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает регулирование 1 О энергии единичного удара.Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для бурения, включающее перфоратор с пневматической виброизолирующей камерой в 15 его корпусе, шарнирно связанную с ним пневмоподдержку с рабочей и возвратной полостями в ее цилиндре и с дополнительной полостью в штоке ее поршня, питаемой через центральную трубку, а также кран управления давлением в рабочей полости пнев-моподдержки 12.Недостатком данного устройства является большая вибрация перфоратора. 2Цель изобретения - снижение вибрации перфоратора путем согласования силы отдачи и силы подачи.Для достижения поставленной цели устройство имеет воздухопровод для сообщения пневматической виброизолирующей камеры перфоратора с рабочей полостью пневмоподдержки, при этом дополнительная полость пневмоподдержки выполнена изолированной от ее возвратной полости.Кроме того, устройство имеет регулятор давления воздуха в дополнительной полости.Площадь д виброизолирующей камеры перфоратора Я 1 и площади рабочей Яр и дополнительной 5 полостей пневмоподдерж ки удовлетворяют соотношениям ратор устройства состоит из короаксиально расположенных в немударника 2 и поршня 3, разделяющих по. лость корпуса на среднюю камеру 4 периодического давления, соединенную с магистралью сжатого воздуха через пусковое устройство 5 и клапанное устройство 6, и виброизолирующие переднюю 7 и заднюю 8 камеры, постоянно соединенные между собой каналом 9 большого проходного сечения так, что эти камеры образуют единую виброизолирующую камеру квазипостоянного давления Механизм поворота бура 10 включает повторную муфту 11, соединенную с хвосто виком бура через подвижное шестигранное соединение 12, а с поршнем 3 через подвижное шлицевое соединение 13, винтовую пару 14, образованную между поршнями 3 и 2, шлицевой валик 15 и храповый механизм 16. Пневмоподдержка головной частью цилиндра 17 подвижно соединена с корпусом перфоратора посредством шарнира 18. Внутренняя полость цилиндра 17 разделе 2 о 45 50 Я/Ь = а; 5 Р /б = а,на поршнем штока 19 на рабочую 20 и возвратную 2 полости, соединенные либо с ма гистралью сжатого воздуха, либо с атмосферой через кран управления 22. Кроме того, рабочая полость 20 постоянно соединена воздухопроводом 23 достаточно большого проходного сечения с виброизолирующей камерой 8 и далее через канал 9 с камерой 7. Внутренняя дополнительная полость 24 штока соединена с магистралью сжатого воздуха через регулятор давления 25 и центральную питающую трубку 26.Устройство работает следующим образом, В указанном на чертеже положения органов управления сжатый воздух из магистрали через кран управления 22 и параллельно через регулятор давления 25 поступает в рабочую 20 и дополнительную 24 полости пневмоподдержки. При этом в камерах устанавливают разное давление так, что суммарная распорная сила в пневмоподдержке уравновешивает силу веса перфоратора и частичную силу веса от пневмоподдержки и бура и обеспечивает определенный пережим. Согласованность силы подачи и силы отдачи обеспечивается за счет того, что виброизолирующие камеры 7 и 8 перфоратора объединены между собой каналом 9 и соединены с рабочей полостью 20 пневмоподдержки воздухопроводом 23, а эффективные площади перфоратора (площадь, определяемая диаметром штока поршня 3) и пневмоподдержки (площади рабочей и дополнительной полостей) выбраны из соотношения где а = 0,81,3;д = 0,91,4;б - сила веса перфоратора;Р - давление в дополнительной по 9лости пневмоподдержки. зо 35 4 о При включении пускового устройства 5 (пусковой кран) сжатый воздух из магистрали через клапанное устройство 6 поступает в среднюю камеру 4 перфоратора, которая в этот момент разобщена с атмосферой, Под действием разности сил давления сжатого воздуха со стороны средней 4 и передней 7 камер поршень 3 движется вперед (на инструмент), а поршень 2, получив начальную скорость от соударения с поршнем 3 в предыдущий цикл, движется назад (от инструмента), совершая обратный ход. При этом поршень 2 удерживается от поворота храповым устройством 16, а поршень 3 посредством винтовой пары между ними совершает поворот против часовой стрелки, вовлекая во вращение через шестигранник 12 бур 10, По мере перемещения поршня 3 по каналу 27 дается команда на закрытие клапана, далее открывается выхлопное окно 28, и отработанный сжатый воздух средней камеры 4 выходит в атмосферу. Под действием сил давления сжатого воздуха в камерах 7 и 8 поршни 2 и 3 вначале затормаживают свое движение, а затем меняют движение на обратное. Поршень 2 совершает рабочий ход, завершающийся ударом по буру, а поршень 3 совершает прямой ход, завершающийся ударом его о поршень 2. Описанная последовательность действий поршня-ударника 2 и поршня-распределителя 3 обеспечивается подбором масс поршней и их рабочих площадей. Перед соударением поршня 3 с поршнем 2 дается команда на открытие клапана, и сжатый воздух поступает в среднюю камеру. После этого цикл повторяется.Прямая связь рабочей полости пневмоподдержки с виброизолирующими камерами перфоратора по воздухопроводу и выполнение соотношений эффективных площадей обеспечивают снижение вибрации перфоратора за счет синхронизации изменения давления в камерах перфоратора и полости пневмоподдержки. Изменяется распорное усилие пневмоподдержки с изменением угла ее наклона, автоматически и в соответствии с ним изменяется усилие отдачи. формула изобретения1. Устройство для бурения горных пород, включающее перфоратор с пневматической виброизолирующей камерой в его корпусе. шарнирно связанную с ним пневмоподдержку с рабочей и возвратной полостями в ее цилиндре и с дополнительной полостьюв штоке ее поршня, питаемой через центральную трубку, а также кран управления давлением в рабочей полости пневмоподдержки, отличающееся тем, что, с целью снижения вибрации перфоратора путем согласования силы отдачи и силы подачи, устройство имеет воздухопровод для сообщения889839 Составитель О. Серегина Редактор Л. Копецкая Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик Заказ 098/5 Тираж 630 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 45пневматической виброизолирующей камеры перфоратора с рабочей полостью пневмоподдержки, при этом дополнительная полость пневмоподдержки выполнена изолированной от ее возвратной полости.5 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет регулятор давления воздуха в дополнительной полости.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что площадь Ь виброизолирующей камеры перфоратора й площади рабочей Ьр и 5 дополнительной полостей пневмоподдержки удовлетворяют соотношениям 5 /Ь =а;5 р%=д,к ргде а = 0.81,3;с 1 = 0,91,4;б - сила веса перфоратора,Р - давление в дополнительной полости пневмоподдержки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР317787, кл. Е 21 С 3/24, 1968.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2387150/22-03, кл. Е 21 С 3/24,1976 (прототип).