SU1021773A1

SU1021773A1 - Drilling rig swivel head

Info

Publication number: SU1021773A1
Application number: SU823380159A
Authority: SU
Inventors: Никодим Георгиевич Закаблуковский; Жорес Григорьевич Мухин; Александр Петрович Геде
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1983-06-07

Description

1 Изобретение относитс к горной промышленности, в частности к устройствам дл вращени буррвого инструмента о Известен вращатель бурового станка , включающий корпус, размещенные. в кольцевом выступе последнего, боль шое и малое зубчатые колеса, наход щиес во внутреннем зацеплении и образующие рабочие камеры переменного объема, и золотниковый распределитель , выполненный в виде закрепленно на роторе втулки , Недостатком вращател вл етс то ЧТО при срабатывании выступов-зубьев ротора необходимо производить относительно длительную операцию . по замене ротора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату вл етс вращатель бур вого станка, включающий корпус, ради ально-поршневой двигатель с выполненным в виде аксиального кольцевого прилива на стенке корпуса статором и расположенными в нем поршн митолкател ми , соприкасающимис с эксцентрично расположенной относительно последних упорной цилиндрической поверхностью ротора, выполненного в виде блок-шестерни планетарного редуктора, большой зубчатый венец которой входит в зацепление с внутренним зубчатым венцом обоймы корпуса , а малый - с зубчатым венцом шпиндел , и цилиндрический золотник в виде эксцентриковой втулки с распределительными каналами, одна половина которых сообщена с поршневыми камерами и подвод щими каналами корпуса , а друга - отвод щими кана- лами корпуса 2, Недостатком вращател вл етс то что выполнение аксиально размещенных зацеплений в поршневой группе двигател и зубчатых зацеплени х редуктора приводит к потере мошности и увеличению габаритных размеров устройства. Кроме того, снижаетс долговечность вращател из-за необходимости достаточно высокой точноети изготовлени поршневой группы и зубчатых зацеплений. Целью изобретени вл етс повышение мощности и надежности вращател при одновременном уменьшении его габаритных размеров. Цель достигаетс тем, что во вра щателе бурового станка, включаи це корпус, радиально-поршневой двига31 ель с выполненным в виде аксиального кольцевого прилива на стенке кор пуса статором и расположенными в нем поршн ми-толкател ми, соприкасающиис с эксцентрично расположенной относительно последних упорной цилиндрической поверхностью ротора, выполненного в виде блок-шестерни планетарного редуктора, большой зубчатый венец которой входит в зацепление с внутренним зубчатым венцом обоймы корпуса, а малый - с зубчатым венцом шпиндел , и цилиндрический золотник в виде эксцентриковой втулки с распределительными каналами, одна половина которых сообщена с поршневыми камерами и подвод щими каналами корпуса , а друга - с отвод щими каналами корпуса, аксиальный кольцевой прилив в статоре выполнен между большим и малым зубчатыми венцами, а цилиндрический золотник размещен в промежутке между приливом и малым зубчатым венцом, причем в золотнике выполнены со стороны малого венца компенсационные выборки, которые сообщены с распределительными каналами втулки. В обойме корпуса и ротора по мень шей мере с одной из боковых сторон внутреннего зубчатого и большого венч цов выполнены Направл ющий по с и по с качени соответственно. Направл ющий по с обоймы и по с качени ротора выполнены в средней части внутреннего и болыиого зубчатых венцов соответственно. Поршни-толкатели выполнены из эластичного материала с уплотнительным со стороны основани по ском. Кроме того, осевой линейный размер поршней-толкателей больше чем радиальный. На фиг. 1 показан вращатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнени поршней-толкателей в виде блоков; на фиг, 4 - вариант шахматного размещени поршней-толкателей в статоре; на фиг. 5 - вариант выполнени поршн -толкател продолговатой в сечении формы; на фиг. 6 вариант выполнени поршн -толкател из эластичного материала; на фиг. 7-41 - варианты выполнени направл ющего по са обоймы и по са Качени ротора. Вращатель, включающий двигатель и планетарный редуктор, имеет корпус 1, обойму 2 и крышку 3, ст нутые1 The invention relates to the mining industry, in particular, to devices for rotating a drilling tool. A rotator of a drilling machine, including a housing, is known. in the annular protrusion of the latter, large and small gears, which are in internal gearing and form working chambers of variable volume, and a spool valve, designed as fixed on the hub rotor, the disadvantage of the rotator is that THAT when the protrusions of the rotor teeth need to be produced relatively long operation. to replace the rotor. The closest to the invention according to the technical essence and the achieved result is a rotator of a brown machine, including a housing, a radial-piston engine with a stator in the form of an axial annular tide on the housing wall and located in it by pistons adjacent to an eccentrically located the last thrust cylindrical surface of the rotor, made in the form of a block-gear planetary gearbox, a large toothed crown which engages with the internal gear the crown of the housing cage, and the small crown with the spindle spider crown, and the cylindrical spool in the form of an eccentric bushing with distribution channels, one half of which is connected to the piston chambers and the casing supply channels, and the other - the cage outlet channels is that the implementation of axially placed gears in the piston group of the engine and gearing gears of the gearbox leads to a loss of power and an increase in the overall dimensions of the device. In addition, the durability of the rotator is reduced due to the need for a sufficiently high accuracy in the fabrication of the piston group and gearing. The aim of the invention is to increase the power and reliability of the rotator while reducing its overall dimensions. The goal is achieved by the fact that in the drilling machine slot, including the housing, the radial-piston engine 31 with a stator made in the form of an axial annular tide on the wall of the casing and the pistons located in it are pushing the pistons eccentrically located relative to the last thrust cylindrical the surface of the rotor, made in the form of a gear unit of the planetary gearbox, the large gear ring of which engages with the internal gear ring of the housing cage, and the small ring gear with the spindle gear ring, and a cylindrical valve in the form of an eccentric bushing with distribution channels, one half of which communicates with piston chambers and feed channels of the housing, and the other with outlet channels of the housing, an axial annular tide in the stator between the large and small toothed crowns, and a cylindrical valve in the interval between the tide and the small toothed rim, and in the spool compensatory sampling is made from the small rim, which are connected to the distribution channels of the sleeve. In the case of the housing and the rotor, at least from one of the sides of the internal gear and large crowns, the guide is made along the track and with the roll, respectively. The guide on the cage and on the roll of the rotor is made in the middle part of the inner and large gear rims, respectively. The piston pushers are made of an elastic material with a sealing on the base side of the skirt. In addition, the axial linear size of the piston-pushers is larger than the radial. FIG. 1 shows a rotator, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows an embodiment of the piston-pushers in the form of blocks; Fig. 4 shows a chessboard version of the placement of piston pushers in the stator; in fig. 5 shows an embodiment of a piston-pusher of a shape elongated in cross section; in fig. 6 embodiment of a piston-pusher of elastic material; in fig. Figures 7-41 are embodiments of a guide for the cage of the cage and for the casing of the Rotor. The rotator, including the engine and the planetary gearbox, has body 1, clip 2 and cover 3, mounted

болтами . В статоре двигател , выполненного в виде аксиального кольцевого прилива 5 корпуса, установлены цилиндрические поршни-толкатёли 6, контактирующие с внутренней цилиндрической упорной поверхностью 7 ротора двигател , выполненного за одно целое с блок-шестерней 8 планетарного редуктора и расположенного эксцентрично относительно статора. Наружный . большой зубчатый венец 9 блокшестерни входит в зацепление с неподвижным , внутренним зубчатым венцом 10 обоймы 2. Малый зубчатый венец It блок-шестерни выполнен внутри ее больjj шого зубчатого венце и входит в за-, цеплениё с зубчатым венцом 12 полого шпиндел 13, установленного в подшипниках 1А. На передний-резьбовой конец шпиндел устанавливаетс зажимной . рон бурового станка (не показан). Рас пределительным устройством двигател . врашател вл етс цилиндрический зог лртник 15 выполненный.в виде эксцентрикрврй втуши, прецизионно установ-, ленной на наружной цилиндрической поверхности малого зубчатого венца 11 блок-шестерни. Энергоноситель подаетс в рабочие камеры б или 17 двигател по продольным каналам 18 /или 19 золотника, половина KOTOjHJX сообщена «j . с подвод щей расточкой 20 корпуса, а друга - с ptвoд щeй расточкой 21, В з6лотник1Э 15 выполнены сегментные компенсационные выборки 22 и 23 на его поверхности со стороны полого венца 11 35 и сообщены с продольными каналами 1,8 и 19. радиальными отверсти ми 2 и 25 Поршни толкатели могут быть скомпонованы в. виде двух и более круговых блоков, как показано на фиг. 3, и рас40 положены по поверхности статора в шах|матном пор дке (фиг. ), что позвол ет при неизменном наружном диаметре и относительно незначительном увеличеНИИ длины вращател повысить его мощ-45 ность. Эту же задачу можно решить путем применени поршней-толкателей 6 продолговатой формы (фиг. 5) осевой линейный размер поршней-толкателей 6 больше чем радиальный. Поршни-толкате5о ли 6 дл уменьшени утечек энергоносителй могут быть изготовлены из эластичного материала (например капрона.). В этом случае на нижнем конце юбки порш-, н -толкател 6 выполн етс уплотнител|.. ныи по сок .6 фиг. 6) . Поршнева группа двигател вращател и зубчатые зацеплени планетарно1 ° редуктора выполнены с возможностью действи результирующих радиальных сил в одной центральной плоскости поршневой группы, т.е. ротор и блок-шестерн выполнены плавающими.bolted. In the stator of the engine, made in the form of an axial annular tide 5 of the body, cylindrical piston pushers 6 are installed, in contact with the internal cylindrical thrust surface 7 of the rotor of the engine, which is made in one piece with the gear 8 of the planetary gearbox and located eccentrically relative to the stator. Outdoor a large toothed crown 9 blockshatch engages with a fixed, internal gear crown 10 clips 2. A small toothed crown It of a gear unit is made inside its large gear crown and is engaged with a toothed crown 12 of a hollow spindle 13 mounted in bearings 1A. On the front-threaded end of the spindle is set clamping. Ron drilling machine (not shown). Distribution device of the engine. Prashatel is a cylindrical piston 15 made. In the form of an eccentricity of the vtushi, precisely mounted on the outer cylindrical surface of the small ring gear 11 block gear. The energy source is fed to the working chambers of the b or 17th engine through the longitudinal channels 18 / or 19 of the spool, half of the KOTOjHJX reported “j. With the housing body bore 20, and the friend with bore bore 21, C6lotnik 1E 15, segment compensating samples 22 and 23 were made on its surface from the side of the hollow rim 11 35 and communicated with the longitudinal channels 1.8 and 19. Radial holes 2 and 25 Pistons pushers can be assembled into. in the form of two or more circular blocks, as shown in FIG. 3, and placed along the surface of the stator in staggering order (Fig.), Which allows, with a constant outer diameter and a relatively small increase in the length of the rotator, to increase its power. The same problem can be solved by using pistons-pushers 6 of oblong shape (Fig. 5). Axial linear size of pistons-pushers 6 is larger than radial. Pistons-shooters 5 to reduce the leakage of energy carriers can be made of elastic material (for example, caprone.). In this case, at the lower end of the skirt of the piston, the knob 6, a sealant is performed. 6). The piston motor group of the rotator and the gear teeth of the planetary 1 ° gearbox are adapted to act the resulting radial forces in one central plane of the piston group, i.e. the rotor and gear unit are floating.

Дл устранени взаимного проскальзывани внутренней упорной поверхности 7 ротора по поверхности статора (фиг.7-11) в обойме 2 корпуса вращател выполнен направл ющий по с 27 с диаметром, равным диаметру начальной окружности з 6чатого венца 10, а блокшестерн 8 - соответствующим по сом качени 28 с диаметром, равным диаметру окружности больиюго зубчатого венца 9 блок-шестерни. Конструктивно эти по са могут быть выполнены в виде выступов 29 на обойме и соответствующих выступов 30 на блок-шестерне , расположенных с обеих сторон зубчатых венцов (фиг. 7) или аналогичных выступов 31 и 32 в центральной iчасти этих венцов (фиг. 8. Выступы также могут быть расположены только с одного бока зубчатых венцов (не показано ).. Технологичный вариант выполнени выступов 6 съемными кольцами 33 и 3 показан на фиг, 9., Вариант, когда направл ющий по с - - .t,.y i-b-vri f-|4.« 1 cji I ii.//ivr обоймы 2 (разуетс путем установки съемного кольца 33 в обойме 2, а поверхность качени 28 формируетс путем соответствукмцей обточки зубьев зубчатого венца 9 до диаметра начальной окружности, показан на фиг.10, а вариант установки съемного кольца Ц на блок-шестерню 8 и образовани направл ющего по са 27 за счет соответствующей расточки зубчатого венца 10 до диаметра начальной окружности показан на фиг. 11. Соответствующие направл ющие по са и по са качени могут быть образованы и в зубчатом зацеплении малого венца 11 блок-шестерни с зубчатым венцом 12 полого шпиндел (не показано). Вращатель работает следуюи ин образом . При включении вращател {фиг.1 „ 2) энергоноситель поступает вкольт -у 20 и по продольным 18 цилиндрического золотни 5 в рабочие камеры 16 и через радиальное отверстие 2i. в сегмент„у„ выборку 22. При этом противоположные камеры 17 и сегментна выборка 23 продольными каналами 19, радиальным отверстием 25 и расточ1 кой 21 соедин ютс со сливом. Размеры сегментной выборки выбраны так, что радиальное давление энергоносител на цилиндрический золотник со стороны выборки уравновешивает давление энергоносител на золотник со стороны рабочих камер. Под действием давлени энергоносител ;; Соответствующие поршни-толкатели 6 - . .... отжимают блок-шестерню 8 до упора ее внутренней цилиндрической поверхности 7 в наружную цилиндрическую по верхность статора или же до упора по са качени 28 в направл ющий по с 27, При изменении направлени потока энергоносител , т.е. при подводе его к рабочим камерам через растомку 21 и радиальные каналы 19, происходит реверсирование вращател . Результирующа сила давлени пЬршней толкателей на блок-шестерню заставл ет ее поворачиватьс относительномгновенного центра вращени , наход щегос на начальной окружности нёпо .,. .,.. движного зубчатого, венца 1.0, который В СВОЮ очередь перемещаетс по ней, в СЙГИЛ nuononu - - заставл блок-шестерню катитьс по 736 неподвижному зубчатому венцу, поворачива при этом эксцентричный цилиндрический золотник 15, который после- довательно подключает энергоноситель к очередной рабочей камере и соедин ет противоположную камеру со сливом. Обкатываюидее планетарное движение блок-шестерни преобразуетс с помощью зубчйтого .зацеплени , состо щего из малого зубчатого венца 11 и зубчатого венца 12, во вращательное движение полого шпиндел 13. Преобразование планетарного движени блокшестерни во вращательное движение шпиндел может быть осуществлено с помощью других механизмов, нёпример мутфового или эксцентрикового типа (не.показаны). V . . . При использовании предлагаемого изобретени за счёт уменьшени веро тности перекоса зубчатых зацеплений, выполнени плавающего ротора и блочной компоновки поршней-толкателей доnwn iwpiiiurtoBKM поршней-толкателей д стигаетс надежна работа вращател при одновременном снижении его габаритов .To eliminate mutual slippage of the inner thrust surface 7 of the rotor along the surface of the stator (Fig.7-11) in the cage 2 of the rotator housing, a guide is made along c 27 with a diameter equal to the diameter of the initial circle c of the 6 ring 10, and the block hinge 8 28 with a diameter equal to the diameter of the circle of a large ring gear 9 block-gear. Structurally, these models can be made in the form of protrusions 29 on the holder and corresponding protrusions 30 on the gear unit located on both sides of the gear rims (Fig. 7) or similar protrusions 31 and 32 in the central part of these rims (Fig. 8. Projections They can also be located only from one side of the gear rims (not shown). The technological variant of the projections 6 with removable rings 33 and 3 is shown in FIG. 9. An option when the guide along c - -. t, .y ib-vri f- | 4. "1 cji I ii. //ivr of the holder 2 (developed by installing the removable ring 33 in the holder 2, and The rolling surface 28 is formed by correspondingly turning teeth of the teeth of the ring gear 9 to the diameter of the initial circle, shown in Figure 10, and the option of mounting the removable ring C to the gear 8 and forming the guide casing 27 due to the corresponding bore of the gear ring 10 to the diameter of the initial the circles are shown in Fig. 11. Corresponding guides on and off can also be formed in the gearing of the small crown 11 of the gear unit with the gear crown 12 of the hollow spindle (not shown). Rotator works in the following way. When turning on the rotator (Fig.1 „2), the energy carrier enters vkolt-y 20 and along the longitudinal 18 of the cylindrical gold 5 into the working chambers 16 and through the radial hole 2i. into the "y" segment 22. In this case, the opposite chambers 17 and the segmental selection 23 by the longitudinal channels 19, the radial hole 25 and the bore 21 are connected to the drain. The size of the segment sample is chosen so that the radial pressure of the energy carrier on the cylindrical slide from the side of the sample balances the pressure of the energy carrier on the slide from the working chambers. Under the pressure of energy ;; Corresponding piston pushers 6 -. .... squeeze the gear unit 8 up to the stop of its inner cylindrical surface 7 into the outer cylindrical surface of the stator or up to the stop in the guide 28 with 27, When the direction of flow of the energy carrier changes, i.e. when approaching it to the working chambers through rastomka 21 and radial channels 19, the rotator reverses. The resultant pressure force of the first pushers on the gear unit causes it to rotate relative to the center of rotation, which is on the starting circle of a not strong one,. ., .. of a moving gear, a crown 1.0, which, in its turn, moves along it, into SYGIL nuononu - - caused the gear block to roll along 736 to a stationary gear crown, turning at the same time an eccentric cylindrical slide valve 15, which sequentially connects the energy carrier to another working chamber and connects the opposite chamber with a drain. Rounding the planetary movement of the gear unit is transformed by a gear linkage consisting of a small gear ring 11 and a gear ring 12 into a rotary motion of the hollow spindle 13. The transformation of the planetary motion of the block gear into the rotational motion of the spindle can be carried out using other mechanisms, for example, or eccentric type (not shown). V. . . When using the present invention, by reducing the likelihood of the gears tilting, making the floating rotor and the block arrangement of the pistons-pushers of the nwn iwpiiiurtoBKM of the pistons-pushers, the rotator works reliably while at the same time reducing its dimensions.

фиъ.fi.

фиъ. фиг.З т, -. чУ: - -& . 4fi. fig.t, -. WH: - - & . four

ЧH

фиг 5Fig 5

5 65 6

. JO. JO

ГR

Риъ. //Ri. //

Claims

1. ROTATOR OF A DRILLING MACHINE, comprising a housing, a radial piston engine with a stator in the form of an axial annular tide and a plunger piston located therein in contact with a contact cylindrical eccentric relative to the latter rotor, made into a planetary gear planetary gear gearbox, the large gear ring of which engages, with the internal gear ring of the cage housing, and the small gear ring of the spindle, and the cylindrical spool in of an eccentric sleeve with distribution channels, one half of which is connected to the piston chambers and the supply channels of the housing, and the other to: the exhaust channels of the housing, so that, in order to increase power and reliability of the rotator while reducing its overall dimensions, axial annular tide: in the stator is made between the large and small gear crowns, and the cylindrical spool is located in the gap between the tide and the small gear rim, and in the spool are made from the side of the small On the crown, compensation samples that are in communication with the distribution channels of the sleeve.

2. The rotator of claim. 1, l and m of h and w ide I th with the fact that in the holder housing and the rotor having at least one _e of the sides of the inner zubcha- ® and rims are made large and the belt guide belt rolling accordingly.

3. The rotator according to claim 2, with the fact that the guide, the belt of the cage and the rolling belt of the rotor are made in the middle part of the inner and large gear rims, respectively.

- / »» Rotator on π. 1, on the basis of the fact that the piston pushers are made of elastic material with a seal on the base side of the Belt.

5 * Rotator in π. 1, due to the fact that the axial / linear size of the plunger pistons [is larger than radial.

SU .1021773