RU2064403C1

RU2064403C1 - Rotary - shock machine

Info

Publication number: RU2064403C1
Application number: RU93019530A
Authority: RU
Inventors: Юрий Никитович Колган; Иван Андреевич Прохоров; Павел Иванович Тюркин; Анатолий Альфонсович Фроленок
Original assignee: Юрий Никитович Колган
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; geological exploration and blast hole drilling. SUBSTANCE: rotary-shock machine has housing with circular neck, handle secured on neck, hermetically sealed additional housing installed in main housing to form air channel, shock mechanism, working tool rotating mechanism and motor. Housing is made up of two parts installed for relative displacement in axial and radial directions. part of housing with circular neck is kinematically couple in radial direction with hermetically sealed additional housing. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к перфораторам, применяемым в строительстве, геологоразведочных и буровзрывных работах для образования отверстий в строительных материалах и горных породах. The invention relates to the field of engineering and, in particular, to rotary hammers used in construction, exploration and drilling and blasting to form holes in building materials and rocks.

Известны машины ударно-вращательного действия, содержащие корпус, выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки, на одном конце которого имеется кольцевая шейка и охватывающая эту шейку боковую рукоятку, дополнительный корпус, с одной стороны которого закреплен двигатель, а с другой стороны консольно закреплен корпус и в дополнительном корпусе размещены ударный механизм и механизм вращения рабочего инструмента. (патент ФРГ N 3039631, 21.10.80). Known shock-rotating machines containing a housing made in the form of a closed airtight shell, at one end of which there is an annular neck and a side handle covering this neck, an additional housing, on one side of which the engine is mounted, and on the other hand, the body is cantilevered and an additional housing accommodates the impact mechanism and the rotation mechanism of the working tool. (German patent N 3039631, 10.21.80).

В такой машине консольная часть корпуса, выполненного из полиамида является одной из опор вращающегося шпинделя. При этом рука оператора через боковую рукоятку, закрепленную на шейке корпуса, воспринимает момент, передаваемый через редуктор и двигатель на корпус в момент возможного заклинивания рабочего инструмента в породе. Корпус в этом случае испытывает деформации кручения на длине от шейки до места крепления с дополнительным корпусом. Неправильное хранение машины, корпусные детали которой выполнены из полимерного материала делают их достаточно хрупким и резко возникающий момент кручения приводит к разрушению корпуса, что снижает надежность машины. In such a machine, the cantilever part of the housing made of polyamide is one of the supports of the rotating spindle. In this case, the operator’s hand, through a side handle fixed on the neck of the body, senses the moment transmitted through the gearbox and the engine to the body at the time of possible jamming of the working tool in the rock. The body in this case experiences torsional deformations along the length from the neck to the attachment point with an additional body. Improper storage of the machine, the body parts of which are made of polymeric material, make them quite fragile and sharply arising torsion moment leads to the destruction of the body, which reduces the reliability of the machine.

Ближайшей по своей технической сущности является машина ударно-вращательного действия, содержащая корпус, размещенный в нем дополнительный корпус, выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки и разделенные между собой воздушным каналом, подшипниковый щит, с одной стороны которого закреплен двигатель, а с другой консольно закреплены дополнительный корпус и корпус, на конце консоли которого имеется кольцевая шейка, и охватывающую эту шейку боковую рукоятку, и в дополнительном корпусе размещены ударный механизм и механизм вращения рабочего инструмента.(авт.св. СССР N 4863504 от 28.03.91). The closest in technical essence is a rotary shock machine, comprising a housing, an additional housing located therein made in the form of a closed hermetic shell and separated by an air channel, a bearing shield, on one side of which the engine is fixed, and on the other, an additional console is fixed a housing and a housing, at the end of the console of which there is an annular neck, and a side handle enclosing this neck, and in an additional housing there is a shock mechanism and a rotation mechanism working tool. (ed. St. USSR N 4863504 from 03/28/91).

Хотя эта машина лишена недостатка аналога, она имеет недостаток, заключающийся в низкой надежности. Although this machine is free from the disadvantage of an analogue, it has the disadvantage of low reliability.

В указанной машине корпус с одного конца закреплен у подшипникового щита, а с другой в радиальном направлении кинематически связан с дополнительным корпусом. При таком исполнении крутящий момент, возникающий при заклинивании бура через боковую рукоятку воспринимается кольцевой шейкой корпуса, а через нее дополнительным корпусом, выполненным из металла, например, алюминиевого сплава. Здесь корпус не испытывает нагрузок от крутящего момента только в том случае, если кинематическая связь кольцевой шейки корпуса с дополнительным корпусом выполнена беззазорно. Но в этом случае невозможно произвести закрепление корпуса у промщита и у шейки без деформации на скручивание самого корпуса, из-за разброса допусков на угловые размеры, элементов кинематической связи, шейки корпуса с дополнительным корпусом. In this machine, the housing is fixed at one end to the bearing shield, and kinematically connected to the additional housing in the radial direction from the other. With this design, the torque that occurs when the drill jams through the side handle is perceived by the annular neck of the housing, and through it an additional housing made of metal, for example, aluminum alloy. Here, the housing does not experience torque loads only if the kinematic connection of the annular neck of the housing with the additional housing is seamless. But in this case, it is impossible to fix the case at the industrial site and at the neck without deformation to twist the case itself, due to the spread of tolerances on angular dimensions, elements of kinematic coupling, the case neck with an additional case.

Будучи выполненным из полимерного материала и находясь в постоянно напряженном состоянии, корпус склонен к разрушению, даже при достаточно слабых ударных нагрузках, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Все это снижает надежность машины. Being made of a polymer material and being in a constantly stressed state, the body is prone to destruction, even with sufficiently weak shock loads that may occur during operation. All this reduces the reliability of the machine.

Цель изобретения повышение надежности машины ударно-вращательного действия. The purpose of the invention is to increase the reliability of a rotary impact machine.

Поставленная цель достигается тем, что в машине ударно-вращательного действия, содержащей корпус, размещенный в нем дополнительный корпус, выполненный в виде замкнутой герметичной оболочки и разделенные между собой воздушным каналом, подшипниковый щит с одной стороны которого закреплен двигатель, а с другой стороны консольно закреплены дополнительный корпус и корпус, на конце консоли которого имеется кольцевая шейка, и охватывающую эту шейку боковую рукоятку, и в дополнительном корпусе размещены ударный механизм и механизм вращения рабочего инструмента, корпус разделен по длине на две, кинематически в радиальном направлении несвязанные между собой части, и часть корпуса, имеющая кольцевую шейку для установки боковой рукоятки, кинематически в радиальном направлении связана с дополнительным корпусом. This goal is achieved by the fact that in the machine of shock-rotational action, comprising a housing, an additional housing placed therein, made in the form of a closed hermetic shell and separated by an air channel, a bearing shield on one side of which the engine is fixed, and on the other hand, are cantilevered an additional housing and a housing, at the end of the console of which there is an annular neck, and a side handle enclosing this neck, and in an additional housing, a shock mechanism and a rotation mechanism p bochego tool body is divided along its length into two, radially kinematically unrelated portion and a body portion having an annular neck for mounting the side handle, in the radial direction is kinematically linked to the secondary body.

В такой машине независимо от того, выполнена кинематическая связь между дополнительным корпусом и частью корпуса, имеющей шейку, с зазором или без зазора, хрустящий момент, воспринимаемый боковой рукояткой, не приводит к возникновению нагрузок на корпус поскольку обе его части не имеют жесткой связи между собой. Корпус постоянно разгруженный от момента кручения имеет большую стойкость к резко изменяющимся нагрузкам на него и в том числе к ударным, что увеличивает надежность машины в целом. In such a machine, regardless of whether the kinematic connection is made between the additional body and the part of the body having a neck, with or without a gap, the crisp moment perceived by the side handle does not cause stresses on the body since both its parts do not have a rigid connection with each other . The body is constantly unloaded from the moment of torsion and has great resistance to sharply changing loads on it, including shock, which increases the reliability of the machine as a whole.

Конкретное выполнение изобретения поясняется описанием и чертежами, на которых: фиг.1 изображает машину ударно-вращательного действия в продольном разрезе; фиг.2 кинематическую связь дополнительного корпуса с частью корпуса, имеющей кольцевую шейку (разрез А-А на фиг.1); фиг.3 разрез Б-Б на фиг. 1. A specific implementation of the invention is illustrated by the description and drawings, in which: FIG. 1 depicts a rotary impact machine in longitudinal section; figure 2 kinematic connection of the additional housing with part of the housing having an annular neck (section aa in figure 1); FIG. 3 a section BB in FIG. 1.

Предлагаемая машина ударно-вращательного действия содержит корпус, разделенный на две кинематически в радиальном направлении не связанные между собой части 1 и 2 и выполненные из полимерного изоляционного материала, дополнительный корпус 3, герметично выполненный из металлического сплава, и в нем размещены редуктор 4, преобразовательный кривошипно-шатунный механизм 5, ударный механизм, содержащий цилиндр 6, поршень 7, ударник 8, связанный с поршнем 7 воздушной подушкой 9, промежуточный элемент 10 и рабочий инструмент 11, выполненный в виде бура, а также механизм вращения рабочего инструмента 11, содержащий промежуточный ведущий вал-шестерню 12, кинематически связанную с ведомой шестерней 13, представляющей собой одну из полумуфт предохранительной муфты 14, установленной на цилиндре 6, на шпиндельном конце 15 которого выполнено устройство 16 для зацепления и радиальной кинематической связи цилиндра 6 и рабочего инструмента 11. Часть 1 корпуса и дополнительный корпус 3, стенки которых образуют воздушный канал 17 между ними консольно закреплены к подшипниковому щиту 18, являющемуся одной из опор двигателя 19, кинематически связанного с редуктором 4. На конце консоли дополнительного корпуса 3 установлена часть 2 корпуса, имеющая кольцевую шейку 20, на которой установлена боковая рукоятка 21. Часть 2 корпуса с внутренней стороны, в зоне расположения кольцевой шейки 20 имеет выступы 22 и впадины 23, а дополнительный корпус 3 имеет ответные впадины 24 и выступы 25, связанные между собой в радиальном направлении. Рабочий инструмент 11 для разрушения породы снабжен лезвием 26, выполненным из твердосплавного материала и шнеком 27 для удаления разбуренной мелочи. The proposed machine rotary shock includes a housing divided into two kinematically in the radial direction of the unconnected parts 1 and 2 and made of a polymer insulating material, an additional housing 3, hermetically made of a metal alloy, and it contains a gear 4, a crank converter - a connecting rod mechanism 5, a percussion mechanism comprising a cylinder 6, a piston 7, a hammer 8 connected to the piston 7 by an air cushion 9, an intermediate element 10 and a working tool 11 made in the form of a drill and also the rotation mechanism of the working tool 11, containing an intermediate drive shaft-gear 12 kinematically connected to the driven gear 13, which is one of the coupling halves of the safety clutch 14 mounted on the cylinder 6, on the spindle end 15 of which the device 16 for gearing and radial kinematic connection of the cylinder 6 and the working tool 11. Part 1 of the housing and the additional housing 3, the walls of which form an air channel 17 between them are cantilevered to the bearing shield 18, which is one h the bearings of the engine 19, kinematically connected with the gear 4. At the end of the console of the additional housing 3 is installed part 2 of the housing having an annular neck 20 on which the side handle 21 is mounted. Part 2 of the housing on the inside, in the area of the ring neck 20 has protrusions 22 and depressions 23, and the additional housing 3 has mating depressions 24 and protrusions 25, interconnected in the radial direction. The working tool 11 for rock destruction is equipped with a blade 26 made of carbide material and a screw 27 to remove drilled stuff.

Машина ударно-вращательного действия работает следующим образом. The machine rotational action works as follows.

Вращение двигателя 19 передается на вал-шестерню 12, редуктор 4, а через него на преобразовательный кривошипно-шатунный механизм 5, преобразующего вращательное движение редуктора 4 в возвратно-поступательное движение поршня 7. Ударник 8, связанный с поршнем 7 воздушной подушкой 9, повторяет движения поршня 7 периодически нанося удары по промежуточному элементу 10, а через него по рабочему инструменту 11. Вращательное движение вал-шестерни 12 через ведомую шестерню 13 передается предохранительной муфте 14, кинематически связанной с цилиндром 6. Вращение цилиндра 6 через устройство зацепления 16 передается рабочему инструменту 11. The rotation of the engine 19 is transmitted to the pinion shaft 12, the gearbox 4, and through it to the converting crank mechanism 5, which converts the rotational movement of the gearbox 4 into the reciprocating movement of the piston 7. The drummer 8, connected to the piston 7 by the air cushion 9, repeats the movements the piston 7 periodically striking the intermediate element 10, and through it the working tool 11. The rotational movement of the gear shaft 12 through the driven gear 13 is transmitted to the safety clutch 14, kinematically connected to the cylinder 6. Rotation The cylinder 6 through the gearing device 16 is transmitted to the working tool 11.

Ударное воздействие на рабочий инструмент 11 приводит к разрушению обрабатываемого материала под лезвием 26 этого рабочего инструмента 11. Вращательное движение рабочего инструмента 11 служит для установки лезвия 26 на еще неразрушенное от предыдущего удара место забоя, а также для транспортировки разбуренной мелочи от места забоя по шнеку 27 рабочего инструмента 11. The impact on the working tool 11 leads to the destruction of the processed material under the blade 26 of this working tool 11. The rotational movement of the working tool 11 serves to install the blade 26 on the bottom face still intact from the previous impact, as well as to transport drilled stuff from the bottom of the face to the screw 27 working tool 11.

При неравномерной твердости обрабатываемого материала или при встречающейся на пути рабочего инструмента 11 трещиноватости бывают случаи заклинивания рабочего инструмента 11 и остановки его вращения. В этом случае момент, развиваемый двигателем 19 через подшипниковый щит 18, дополнительный корпус 3, кинематически связанную с ним часть 2 корпуса и закрепленную на ней боковую рукоятку 21 передается на руку оператора, удерживающего эту дополнительную рукоятку 21. Если кинематическая связь между дополнительным корпусом 3 и частью 2 корпуса выполнена с радиальным зазором, то при передаче момента между ними часть 2 корпуса поворачивается относительно дополнительного корпуса 3 на величину зазора до упора выступов 22 части 2 корпуса в выступы 25 дополнительного корпуса 3. Далее передача момента происходит также, как и в отсутствии радиального зазора между дополнительным корпусом 3 и частью 2 корпуса так как если бы они были единым элементом. When uneven hardness of the processed material or when encountered on the path of the working tool 11 fracture, there are cases of jamming of the working tool 11 and stopping its rotation. In this case, the moment developed by the engine 19 through the bearing shield 18, the additional housing 3, the kinematically connected part 2 of the housing and the side handle 21 fixed to it is transmitted to the hand of the operator holding this additional handle 21. If the kinematic connection is between the additional housing 3 and part 2 of the casing is made with a radial clearance, then when transmitting a moment between them, part 2 of the casing is rotated relative to the additional casing 3 by the amount of the gap up to the stop of the protrusions 22 of part 2 of the casing in the protrusions 25 casing 3. Further, the moment is transmitted as in the absence of a radial clearance between the additional casing 3 and part 2 of the casing as if they were a single element.

Поскольку часть 2 и часть 1 корпуса кинематически, в радикальном направлении не связаны друг с другом, то ни часть 2 корпуса, ни часть 1 корпуса не воспринимают крутящие нагрузки от передаваемого момента. В этом случае все крутящие нагрузки между боковой рукояткой 21 и двигателем 19 воспринимаются дополнительным корпусом 3, жесткость которого, поскольку он выполнен из металла, достаточна валика, что обеспечивает высокую устойчивость и надежность при любом, достаточно быстром нарастании момента при заклинивании рабочего инструмента 11. Since part 2 and part 1 of the casing are kinematically, in a radical direction, not connected with each other, neither part 2 of the casing nor part 1 of the casing perceives torque loads from the transmitted moment. In this case, all the torque loads between the side handle 21 and the engine 19 are perceived by an additional housing 3, the rigidity of which, since it is made of metal, is sufficient for the roller, which provides high stability and reliability for any sufficiently fast increase in torque when the working tool 11 is jammed.

Claims

Rotary-impact machine, comprising a housing with an annular neck, a handle fixed to the neck, a sealed additional housing installed in the housing with the formation of an air channel, an impact mechanism located therein, a working tool rotation mechanism and an engine, characterized in that the housing is made up of two parts installed with the possibility of relative movement in the axial and radial directions, and the part having an annular neck, kinematically connected in the radial direction with tight additional housing.