RU82745U1 - SHOCK AND TURNING MECHANISM - Google Patents
SHOCK AND TURNING MECHANISM Download PDFInfo
- Publication number
- RU82745U1 RU82745U1 RU2009102010/22U RU2009102010U RU82745U1 RU 82745 U1 RU82745 U1 RU 82745U1 RU 2009102010/22 U RU2009102010/22 U RU 2009102010/22U RU 2009102010 U RU2009102010 U RU 2009102010U RU 82745 U1 RU82745 U1 RU 82745U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- impact
- shock
- sprocket
- drill rod
- Prior art date
Links
Landscapes
- Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Ударно-поворотный механизм, содержащий корпус, размещенные в нем стопорное устройство, кинематически связанный с ним геликоидальный механизм, ударно-поворотный узел, и кожух, прикрепленный к корпусу ударно-поворотного механизма с размещенной в нем буровой штангой, отличающийся тем, что стопорное устройство выполнено в виде муфты свободного хода, включающей звездочку с зубьями, впадины которых выполнены по эвольвентной кривой и опирающейся на упорный подшипник, установленной с возможностью заклинивания ее в корпусе роликами при повороте в одну сторону и свободного вращения - при повороте в другую сторону, геликоидальный механизм выполнен в виде шарикового винтового механизма, образованного винтовым хвостовиком ударника с тремя винтовыми канавками арочного профиля и тремя шариками, входящими одновременно в гнезда внутренней обоймы звездочки и канавки ударника, установленного в осевое отверстие звездочки с возможностью осевого перемещения с одновременным поворотом, а ударно-поворотный узел выполнен в виде шлицевого соединения буровой штанги с ударником, имеющим для нанесения удара фланец.Impact-rotary mechanism comprising a housing, a locking device disposed therein, a kinematically associated helicoidal mechanism, an impact-rotating assembly, and a casing attached to the housing of the impact-rotating mechanism with a drill rod disposed therein, characterized in that the locking device is made in the form of a freewheel, including an asterisk with teeth, the hollows of which are made according to an involute curve and supported by a thrust bearing installed with the possibility of jamming it in the housing by rollers when turning f one way and free rotation - when turning the other way, the helicoidal mechanism is made in the form of a ball screw mechanism formed by a screw shank of the drummer with three helical grooves of the arched profile and three balls that are simultaneously included in the nests of the inner ring of the sprocket and groove of the drummer installed in the axial hole of the sprocket with the possibility of axial movement with simultaneous rotation, and the shock-rotary node is made in the form of a spline connection of the drill rod with a hammer having striking flange.
Description
Полезная модель относится к горному делу и строительству и может быть использована в ручных бурильных машинах и перфораторах, предназначенных для проделывания отверстий и бурения шпуров в горных, рукотворных породах и мерзлых грунтах.The utility model relates to mining and construction and can be used in manual drilling machines and rotary hammers designed for making holes and drilling holes in rocks, man-made rocks and frozen soils.
Известны ударно-вращательные устройства ручных электрических перфораторов, содержащие корпус и расположенные в нем конический зубчатый редуктор и кинематически связанный с ним кривошипно-шатунный механизм с поршнем, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения в стволе-цилиндре, имеющем ударный механизм компрессорно-вакуумного типа, механизм непрерывного вращения рабочего инструмента (бура), представляющий собой цилиндрический редуктор, состоящий из двух пар шестерен, установленных жестко на валике с приводом от цилиндрической шестерни, установленной на хвостовике ведущего вала конического редуктора, предохранительная муфта и вентилятор охлаждения /1/.Known shock-rotational devices of manual electric rotary hammers, comprising a housing and a conical gear reducer located therein and a kinematically connected crank mechanism with a piston mounted with the possibility of reciprocating movement in a barrel-barrel having a compressor-vacuum type impact mechanism, the mechanism of continuous rotation of the working tool (drill), which is a cylindrical gearbox, consisting of two pairs of gears mounted rigidly on a roller driven by cylindrical gear mounted on the shank of the drive shaft bevel gear, slip clutch and fan cooling / 1 /.
Недостатками этих ударно-вращательных механизмов являются:The disadvantages of these shock-rotational mechanisms are:
- низкий коэффициент полезного действия из-за наличия существенных потерь мощности на трение скольжения в КШМ и многочисленных зубчатых сопряжениях;- low efficiency due to the presence of significant power losses due to sliding friction in the crankshaft and numerous gear joints;
- сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества сопряжении и деталей, а также большая материалоемкость, обусловленная их значительной суммарной массой;- the complexity of the design, due to the presence of a large number of mates and parts, as well as the large material consumption, due to their significant total mass;
- ограниченные функциональные возможности ручных бурильных машин с данными ударно-вращательными механизмами по диапазону размеров (диаметру и глубине) проделываемых шпуров (например, для закладки взрывных зарядов требуются шпуры диаметром от 85 до 90 мм. и глубиной до 1200 мм, а также из-за проблематичности применения их в труднодоступных местах (в отдаленных и горных районах) по причине громоздкости силовых электроагрегатов, служащих источником энергии;- limited functionality of hand-held boring machines with these shock-and-rotary mechanisms for the range of sizes (diameter and depth) of drilled holes (for example, for laying explosive charges, holes with a diameter of 85 to 90 mm and a depth of up to 1200 mm are required, as well as due to the difficulty of applying them in hard-to-reach places (in remote and mountainous areas) due to the bulkiness of power generating sets that serve as a source of energy;
- быстрое затупление режущей части бурового инструмента, обусловленное работой ударно-поворотного механизма по режуще-скалывающей схеме.- rapid blunting of the cutting part of the drilling tool, due to the work of the rotary shock mechanism according to the cutting-cleaving pattern.
Известны также ударно-поворотные механизмы переднего действия с пневматическим приводом, у которых поворот буровой штанги может осуществляться при рабочем ходе с помощью геликоидального механизма и стопорного устройства, представляющего собой храповую буксу с наружными зубцами, установленную на геликоидальной гайке геликоидального механизма с возможностью взаимодействия своими зубцами с подпружиненными стопорными собачками, помещенными в гнезда корпуса с возможностью стопорения храповой буксы и поворота буровой штанги при рабочем ходе и Also known are rotary front-acting impact mechanisms with a pneumatic drive, in which the drill rod can be rotated during the working stroke using a helicoidal mechanism and a locking device, which is a ratchet box with external teeth, mounted on the helicoidal nut of the helicoidal mechanism with the possibility of interaction with its teeth with spring-loaded locking dogs placed in the housing jacks with the possibility of locking the ratchet box and turning the drill rod when working m during and
вращения храповой буксы и прямолинейного осевого перемещения буровой штанги при обратном ходе /2/.the rotation of the ratchet axle and the rectilinear axial movement of the drill rod during the reverse stroke / 2 /.
Этим конструкциям ударно-поворотных механизмов присущи те же недостатки, что и предыдущему, а в качестве источников энергии, требуются не менее громоздкие, перемещающиеся на базовых шасси машин или прицепов, компрессорные установки.These designs of shock-swing mechanisms have the same drawbacks as the previous one, and as energy sources, they require no less cumbersome compressor units moving on the base chassis of cars or trailers.
Более близким по технической сущности и схеме воздействия на породу к полезной модели является геликоидальный ударно-поворотный механизм заднего действия, у которого поворот буровой штанги осуществляется при обратном ходе, содержащий корпус с крышкой, в котором размещены стопорное устройство, выполненное в виде храпового механизма, состоящего из храповой буксы, установленной неподвижно в верхней части корпуса и имеющей внутренние зубцы, направленные в одну сторону, которыми она может взаимодействовать с подпружиненными и размещенными во внутренних гнездах головки геликоидального стержня собачками, установленными с возможностью поворота геликоидального стержня и прямого без поворота осевого перемещения поршня-ударника и буровой штанги при рабочем ходе и заклинивания геликоидального стержня и поворота поршня-ударника с двумя сочлененными поворотными буксами и буровой штангой - при обратном ходе, геликоидальный механизм, включающий геликоидальный стержень в хвостовой части которого имеются спиральные шлицы, находящиеся в постоянном подвижном сопряжении с соответствующими шлицами поворотной буксы, которая тремя кулачками сопряжена с другой поворотной буксой, в шестигранное осевое гнездо которой вставлен хвостик буровой штанги с возможностью ее осевого перемещения при нанесении удара по торцу штанги поршнем-ударником /3/.Closer in technical essence and scheme of the impact on the rock to a utility model is a helical shock-swing mechanism of rear action, in which the drill rod is rotated during the reverse stroke, comprising a housing with a lid, in which a locking device is made, made in the form of a ratchet mechanism, consisting from a ratchet box mounted motionless in the upper part of the body and having internal teeth directed in one direction, with which it can interact with spring-loaded and placed and in the internal jacks of the head of the helicoidal rod with dogs installed with the possibility of rotation of the helicoidal rod and direct axial displacement of the piston-hammer and the drill rod during rotation and jamming of the helicoidal shaft and the rotation of the piston-hammer with two articulated rotary axles and the drill rod - with the opposite the course, a helicoidal mechanism, including a helicoidal rod in the tail of which there are spiral slots, which are in constant movable conjugation with the corresponding favoring the axlebox pivot slots that three cams is associated with the other pivot axle box, a hexagonal socket which is inserted into the axial tail of the drill rod with the possibility of axial movement when striking the end face of the hammer-piston rod / 3 /.
В данном ударно-поворотном механизме режуще-скалывающая схема воздействия на породу замещена на ударно-скалывающую, что снижает износ рабочей части бурового инструмента и нагрузку на приводное устройство.In this rotary shock mechanism, the cutting-shearing action of the rock is replaced by a shearing-shock, which reduces the wear of the working part of the drilling tool and the load on the drive unit.
Недостатками данного ударно-поворотного механизма являются следующие:The disadvantages of this rotary shock mechanism are as follows:
- низкий коэффициент полезного действия;- low coefficient of performance;
- сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества деталей и сопряжении, а также большая материалоемкость;- the complexity of the design, due to the presence of a large number of parts and pairing, as well as a large material consumption;
- ограниченные функциональные возможности ручных бурильных машин с данными ударно-поворотными механизмами по диапазону размеров проделываемых шпуров, а также из-за проблематичности их применения в труднодоступных местах по причине громоздкости компрессорных установок.- the limited functionality of hand-held drilling machines with these shock-and-turn mechanisms in the size range of drills being made, as well as because of the difficulty of their use in hard-to-reach places due to the cumbersomeness of compressor installations.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель является упрощение конструкции ударно-поворотного механизма и снижение его материалоемкости.The task to which the proposed utility model is directed is to simplify the design of the shock-swing mechanism and reduce its material consumption.
Данная задача решается с помощью технического результата от использования предлагаемой полезной модели, заключающегося в повышении This problem is solved using the technical result from the use of the proposed utility model, which consists in increasing
коэффициента полезного действия и расширении функциональных возможностей.efficiency and expansion of functionality.
Технический результат достигается тем, что в ударно-поворотном механизме, содержащем корпус, размещены стопорное устройство, кинематически связанный с ним геликоидальный механизм, ударно-поворотный узел, а также кожух, прикрепленный к корпусу ударно-поворотного механизма с размещенной в нем буровой штангой, при этом, стопорное устройство выполнено в виде муфты свободного хода, включающей звездочку с закрепленной в ней штифтами внутренней обоймой, имеющей внутренние гнезда и с зубьями, впадины которых выполнены по эвольвентной кривой, опирающейся на упорный подшипник - сепаратор и установленной с возможностью заклинивания ее в корпусе роликами при повороте в одну сторону и свободного вращения - при повороте в другую сторону, геликоидальный механизм выполнен в виде шарикового винтового механизма, образованного винтовым хвостовиком ударника с тремя винтовыми канавками арочного профиля и тремя шариками, входящими одновременно в гнезда внутренней обоймы звездочки и канавки ударника, установленного в осевое отверстие звездочки с возможностью осевого перемещения с одновременным поворотом; ударно-поворотный узел выполнен в виде шлицевого соединения буровой штанги с ударником, имеющим для нанесения удара фланец.The technical result is achieved by the fact that in the shock-swing mechanism containing the housing, there is a locking device, a kinematically connected helicoidal mechanism, shock-swing assembly, and also a casing attached to the housing of the shock-swing mechanism with a drill rod located therein, this, the locking device is made in the form of a freewheel, including an asterisk with an inner race fixed to it with pins, having internal slots and with teeth, the depressions of which are made according to an involute curve, about supported by a thrust bearing - cage and installed with the possibility of jamming it in the housing by rollers when turning to one side and free rotation - when turning to the other side, the helicoidal mechanism is made in the form of a ball screw mechanism formed by a helical shank of the hammer with three helical grooves of an arched profile and three balls simultaneously entering the nests of the inner cage of the sprocket and the grooves of the hammer mounted in the axial hole of the sprocket with the possibility of axial movement from the same belt turn; The shock-turning assembly is made in the form of a spline connection of a drill rod with a hammer having a flange for striking.
Уменьшение количества деталей в предлагаемой полезной модели позволит упростить конструкцию ударно-поворотного механизма и уменьшить его материалоемкость, а замещение сил трения скольжения в многочисленных сопряжениях прототипа силами трения качения в стопорном и винтовом механизмах полезной модели - повысить коэффициент полезного действия.Reducing the number of parts in the proposed utility model will simplify the design of the rotary shock mechanism and reduce its material consumption, and replacing the sliding friction forces in the numerous conjugations of the prototype by the rolling friction forces in the locking and screw mechanisms of the utility model will increase the efficiency.
Звездочка стопорного механизма с зубьями, выполненными по эвольвенте с минимальным углом ее относительного поворота при заклинивании, обеспечивает быстроту и легкость расклинивания, а также способность передавать большие нагрузки при малых размерах и массе, а конструкция ударно-поворотного механизма дает возможность использовать его в бурильных машинах с управляемыми электромагнитными приводными устройствами, позволяющими применять переносные источники энергии - аккумуляторные батареи. Это делает возможным применение таких бурильных машин в отдаленных труднодоступных местах, в том числе, в горной местности, что свидетельствует о возможности расширения функциональных возможностей предлагаемого ударно-поворотного механизма.An asterisk of the locking mechanism with teeth made according to an involute with a minimum angle of its relative rotation during jamming provides quickness and ease of wedging, as well as the ability to transfer large loads with small sizes and masses, and the design of the shock-swing mechanism makes it possible to use it in drilling machines with controlled electromagnetic drive devices that allow the use of portable energy sources - batteries. This makes it possible to use such drilling machines in remote inaccessible places, including in mountainous areas, which indicates the possibility of expanding the functionality of the proposed shock-swing mechanism.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого ударно-поворотного механизма, на фиг.2 - звездочка в сборе с внутренней обоймой.Figure 1 presents a General view of the proposed shock-swing mechanism, figure 2 - sprocket assembly with an internal cage.
Ударно-поворотный механизм имеет корпус 1, с размещенными в нем стопорным устройством, выполненным в виде муфты свободного хода, состоящей из звездочки 2 с зубьями впадины которых выполнены по эвольвентной кривой и опирающейся на ударный подшипник 3, установленной с возможностью заклинивания ее в корпусе 7 роликами 4 при повороте в одну сторону и свободного вращения - при повороте в другую сторону, геликоидальным механизмом, выполненным в виде шарикового винтового механизма, The shock-swing mechanism has a housing 1, with a locking device placed in it, made in the form of a freewheel, consisting of an asterisk 2 with tine teeth which are made according to an involute curve and supported by an impact bearing 3, which can be jammed with 7 rollers in the housing 4 when turning in one direction and free rotation - when turning in the other direction, by a helicoidal mechanism made in the form of a ball screw mechanism,
образованного винтовым хвостовиком ударника 5 с тремя винтовыми канавками арочного профиля и тремя шариками 6, входящими одновременно в гнезда внутренней обоймы 7 звездочки (фиг.2) и канавки ударника, установленного в осевое отверстие звездочки с возможностью осевого перемещения с одновременным поворотом, ударно-поворотным узлом, состоящим из шлицевого углубления буровой штанги 8, установленной в кожухе 9, прикрепленном болтами 10 к корпусу ударно-поворотного механизма и сопряженного с ним шлицевого наконечника ударника 5, имеющего для нанесения удара фланец.formed by a screw shank of the striker 5 with three helical grooves of the arched profile and three balls 6, which are simultaneously included in the nests of the inner race 7 of the sprocket (Fig. 2) and the grooves of the striker installed in the axial hole of the sprocket with the possibility of axial movement with simultaneous rotation, shock-turning unit consisting of a slotted recess of the drill rod 8 installed in the casing 9, bolted 10 to the housing of the rotary mechanism and the associated spline tip of the hammer 5, having for nan Yesenny impact flange.
Корпус ударно-поворотного механизма закрыт крышкой 11, прикрепленной к фланцу корпуса болтами 12.The housing of the rotary mechanism is closed by a cover 11, attached to the flange of the housing by bolts 12.
Ударно-поворотный механизм работает следующим образом. Impact-rotary mechanism operates as follows.
При ударе по ударнику 5 он перемещается, нанося удар своим фланцем по торцу буровой штанги 8. При этом, осевое перемещение ударника приводит к возникновению сил, действующих в сопряжении поверхности канавок ударника 5 - шарик 6 - гнездо внутренней обоймы 7 звездочки 2, за счет которых звездочка 2 поворачивается на упорном подшипнике 3, вращая ролики 4 эвольвентными поверхностями в сторону расклинивания звездочки и обеспечивая, тем самым, прямолинейное (без поворота) перемещение ударника 5 и буровой штанги 8.When striking the striker 5, it moves, striking with its flange on the end of the drill rod 8. Moreover, the axial movement of the striker leads to forces acting in conjugation of the surface of the grooves of the striker 5 - ball 6 - socket of the inner race 7 of sprocket 2, due to which the sprocket 2 rotates on the thrust bearing 3, rotating the rollers 4 with involute surfaces in the direction of the wedging of the sprocket and thereby ensuring a straight (without rotation) movement of the hammer 5 and the drill rod 8.
При обратном ходе (втягивании ударника приводным устройством) направление сил, действующих в сопряжении поверхности канавок ударника 5 - шарик 6 - гнездо обоймы 7 звездочки 2 изменяется на противоположное. В результате их действия звездочка 2, стремясь повернуться в противоположную сторону, закатывает ролики 4 в более узкую часть клиновидных полостей и заклинивается, а ударник 5, перекатывая шарики 6 в винтовых канавках перемещается в осевом направлении и одновременно поворачивается, поворачивая через шлицевое соединение буровую штангу 8. During the reverse stroke (retraction of the striker by the drive unit), the direction of the forces acting in conjugation of the surface of the grooves of the striker 5 — ball 6 — socket of the holder 7 of the sprocket 2, is reversed. As a result of their action, the sprocket 2, trying to turn in the opposite direction, rolls the rollers 4 into a narrower part of the wedge-shaped cavities and is jammed, and the hammer 5, rolling balls 6 in the screw grooves, moves axially and at the same time rotates, turning the drill rod 8 through the spline connection .
При следующем ударе цикл повторяется.At the next impact, the cycle repeats.
Использование предлагаемой полезной модели позволит:Using the proposed utility model will allow:
1. Повысить коэффициент полезного действия ударно-поворотного1. To increase the efficiency of the rotary shock
механизма.mechanism.
2. Упростить конструкцию ударно-поворотного механизма и уменьшить его материалоемкость.2. Simplify the design of the rotary shock mechanism and reduce its material consumption.
3. Расширить функциональные возможности ударно-поворотного механизма.3. To expand the functionality of the shock-swing mechanism.
Источники информации:Information sources:
1. А.А.Смирнов, В.А.Доронов. Ручные машины для строительных работ. - М.:Стройиздат,1988, стр.25.1. A.A. Smirnov, V.A. Doronov. Manual machines for construction work. - M.: Stroyizdat, 1988, p. 25.
2. В.М.Васильев. Перфораторы. Справочник. - М.:Недра, 1989, стр.12.2. V.M. Vasiliev. Hammers. Directory. - M.: Nedra, 1989, p. 12.
3. То же, стр.13.3. The same, p. 13.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102010/22U RU82745U1 (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | SHOCK AND TURNING MECHANISM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102010/22U RU82745U1 (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | SHOCK AND TURNING MECHANISM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU82745U1 true RU82745U1 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009102010/22U RU82745U1 (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | SHOCK AND TURNING MECHANISM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU82745U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2761920C1 (en) * | 2020-08-06 | 2021-12-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Shock-rotary mechanism |
-
2009
- 2009-01-23 RU RU2009102010/22U patent/RU82745U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2761920C1 (en) * | 2020-08-06 | 2021-12-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Shock-rotary mechanism |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2009212252B2 (en) | Methods and apparatus for drilling directional wells by percussion method | |
| JPS5818198B2 (en) | Temochishikidouriyokukikai | |
| EP1808272B1 (en) | Power tool comprising a torque limiter | |
| GB0510935D0 (en) | Power tool | |
| CN106795739B (en) | Hammer drill | |
| CN102844154A (en) | Impact device | |
| RU82745U1 (en) | SHOCK AND TURNING MECHANISM | |
| KR20060046422A (en) | Rolling hammer drill | |
| CN202520220U (en) | Top hydraulic impact drilling machine | |
| US20030209351A1 (en) | Down hole motor | |
| US3132702A (en) | Rotary impact drilling tool | |
| CN112922530B (en) | Air reverse circulation down-the-hole hammer self-rotation drilling tool for directional drilling | |
| CN205422712U (en) | Tunnelling mechanical shovel board and entry driving machine with ballistic work ability | |
| CN102900355A (en) | Quick-drill pneumatic hard rock drill | |
| CN207436940U (en) | A kind of rock drill vibrationproof bit shank sleeve | |
| CN110735597A (en) | hydraulic drive drill bit impactor | |
| RU2761920C1 (en) | Shock-rotary mechanism | |
| CN208347684U (en) | The transmission device of basement rock drilling tool under polar ice | |
| CN211278266U (en) | Multifunctional gear electric hammer | |
| RU214315U1 (en) | PUNCH | |
| CN202850851U (en) | Pneumatic rock drill capable of drilling hard rock rapidly | |
| CN216110524U (en) | Portable drilling machine capable of achieving rapid deployment and impact rotation | |
| RU2246394C2 (en) | Perforator or hummer | |
| JP2595262B2 (en) | Hammer drill | |
| SU1564278A2 (en) | Excavator bucket |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100124 |