SU1742469A2

SU1742469A2 - Perforator

Info

Publication number: SU1742469A2
Application number: SU904838288A
Authority: SU
Inventors: Роман Наумович Тункель; Николай Константинович Сизов
Original assignee: Межотраслевой Научно-Производственный Комплекс "Юнитемп"
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Использование: бурение шпуров при производстве строительных и горных работ. Сущность изобретени : перфоратор содержит корпус с камерами рабочего и обратного ходов, воздушный кран, воздухораспределительное устройство с клапаном , руко тку управлени , соединенную с пневмоцилиндром. выполненным в виде расточки в корпусе воздушного крана, посто нно св занным через канал с кам рой обратного хода. Стопорные болты крь.шки пневмоцилиндра зафиксированы в naa.ix с помощью вкладышей, выполненных с возможностью скольжени между направл ющими пластинами, поджатыми амортизационными прокладками, расположенными в пазах корпуса пневмоцилиндра, что обеспечивает повышение эффективности виброзащиты руко тки управлени за счет снижени ее виброскорости и амплитуды колебаний в продольном и поперечном направлени х. 2 ил.Use: drilling holes in the construction and mining operations. SUMMARY OF THE INVENTION: The perforator comprises a housing with working and return stroke chambers, an air valve, an air distribution device with a valve, a control handle connected to a pneumatic cylinder. made in the form of a bore in the body of an air valve, permanently connected through a channel with a backstop camera. The pneumatic cylinder locking bolts are fixed in naa.ix with the help of inserts made with the possibility of sliding between the guide plates, pressed by cushioning pads, located in the grooves of the pneumatic cylinder body, which increases the effectiveness of the control handle vibration protection by reducing its vibration velocity and vibration amplitude in the longitudinal and transverse directions. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к угольной, горно-рудной промышленности и св зано с разрушением горной породы ударами.The invention relates to the coal, mining industry and is associated with the destruction of rock by blows.

Известный перфоратор содержит корпус с камерами рабочего и обратного хода, воздушный кран, воздухораспределительное устройство с клапаном, и руко тку управлени , соединенную с пневмоцилиндром , выполненным в виде расточки в корпусе воздушного крана и посто нно св занным через канал с камерой обратного хода.The known perforator includes a housing with operating and reverse cameras, an air valve, an air distribution device with a valve, and a control knob connected to a pneumatic cylinder made in the form of a bore in the air crane housing and permanently connected to the backstop chamber.

В перфораторе такой конструкции амплитуда колебаний и виброскорость руко тки управлени резко уменьшены за счет алгебраического сложени скоростей движени корпуса перфоратора и штока пневмоцилиндра с закрепленной на нем руко ткой управлени , так как давление сжатого воздуха в основных камерах перфоратора заставл ет корпус перфоратора совершатьIn a perforator of this design, the amplitude of oscillation and vibration velocity of the control handle are sharply reduced due to the algebraic addition of the velocities of the perforator casing and the pneumatic cylinder stem with the control handle fixed on it, since the pressure of compressed air in the main perforator chambers causes the perforator casing

синусоидальные колебани относительно бурового инструмента (поверхности Земли), а давление сжатого воздуха в камерах пневмоцилиндра с руко ткой управлени благодар их соединению через клапан воздухораспределительного устройства перфоратора с камерой обратного хода и с атмосферой заставл ет руко тку совершать противофазные синусоидальные колебани относительно корпуса перфоратора. Сложение этих колебаний в каждый момент времени дает значение виброскорости руко тки управлени относительно бурового инструмента , близкое к нулю.sinusoidal oscillations relative to the drilling tool (the earth's surface), and the pressure of compressed air in the pneumatic cylinder chambers with the control knob, due to their connection through the air distributor valve of the perforator with the return chamber and with the atmosphere, causes the handle to make antiphase sinusoidal oscillations relative to the perforator body. The addition of these oscillations at each moment of time gives the value of the vibration velocity of the control stick relative to the drilling tool, close to zero.

Существенным недостатком этого устройства вл етс невозможность гашени колебаний руко тки управлени в поперечном (к оси перфоратора) направлении, которые при неравномерном приложении момента сопротивлени достигают величин.A significant disadvantage of this device is the impossibility of damping oscillations of the control knob in the transverse (to the axis of the perforator) direction, which, if the moment of resistance is unevenly applied, reaches values.

22

ЮYU

ЈьЈ

Os ЧOs h

Ю YU

значительно превышающих санитарные нормы. Кроме того, недостатком устройства вл етс его ненадежность, св занна с быстрым износом элементов конструкции, воспринимающих неравномерности момента сопротивлени .significantly exceeding sanitary standards. In addition, the drawback of the device is its unreliability, which is associated with the rapid deterioration of structural elements that perceive the unevenness of the moment of resistance.

Цель изобретени состоит в повышении эффективности виброзащиты управлени за счет снижени ее виброскорости и амплитуды колебаний в продольном и поперечном направлени х.The purpose of the invention is to increase the effectiveness of control vibration protection by reducing its vibration velocity and amplitude of oscillations in the longitudinal and transverse directions.

Достигаетс это тем, что в известном перфораторе, содержащем корпус с камерами рабочего и обратного ходов, воздушный кран, воздухораспределительное устройство с клапаном, руко тку управлени , соединенную с пневмоцилиндром, выполненным в виде расточки в корпусе воздушного крана и посто нно св занные через канал с камерой обратного хода, а периодически с атмосферой , установлены стопорные болты крышки пневмоцилиндра, при этом болты фиксируютс в пазах с помощью вкладышей , скольз щих между направл щими пластинами , -поджатыми амортизационными прокладками, расположенными в пазах корпуса пневмоцилиндра.This is achieved by the fact that in a known perforator, comprising a housing with working and return stroke chambers, an air valve, an air distribution device with a valve, a control handle connected to a pneumatic cylinder made in the form of a bore in the air valve body and permanently connected via a channel The reversing camera, and periodically with the atmosphere, is fitted with retaining bolts for the cover of the pneumatic cylinder, while the bolts are fixed in the grooves with the help of inserts that slide between the guide plates, pre-compressed ion gaskets located in the slots of the pneumatic cylinder body.

Предлагаемое устройство позвол ет снизить колебани руко тки управлени в поперечном к оси перфоратора направлении за счет упругости амортизационных прокладок, расположенных между направл ющими пластинами (вдоль которых сколь- з т вкладыши стопорных болтов) и выступами корпуса воздушного крана (пневмоцилиндра), а также значительно снизить износ стопорных болтов и повысить удобство эксплуатации перфоратора.The proposed device makes it possible to reduce oscillations of the control knob in the direction transverse to the axis of the perforator due to the elasticity of the damping pads located between the guide plates (along which slide the inserts of the locking bolts) and the projections of the air valve body (pneumatic cylinder), as well as significantly reduce wear of the locking bolts and improve the usability of the punch.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемое решение обладает новизной.Based on the above, we can conclude that the proposed solution is new.

Дл поиска технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками за вл емого решени , отличающими его от прототипа, была изучена патентна и научно-техническа литература не только по основной теме (МКИ кл. Е 21 С 3/00-3/28 - буровые машины с возвратно-поступательным движением инструмента, вращающегос прерывисто, В 25 D17/24 - гашение силы отдачи ударных инструментов),, но и по смежной (МКИ кл. F 16 F 3/07, 9/00-9/26. 15/00-15/16,15/22 - средства дл гашени колебаний).To search for technical solutions that have features similar to the features of the proposed solution that distinguish it from the prototype, the patent and scientific and technical literature was studied not only on the main topic (MKI E 21 C 3 / 00-3 / 28 - drilling machines with reciprocating tool rotation, rotating intermittently, B 25 D17 / 24 - damping of recoil force of percussion instruments) ,, but also on adjacent (MKI class F 16 F 3/07, 9 / 00-9 / 26. 15 / 00-15 / 16.15 / 22 - means for damping vibrations).

Решений со сходными признаками не вы влено. Таким образом, предлагаемое решение отвечает критерию существенные отличи .Solutions with similar symptoms are not clear. Thus, the proposed solution meets the criterion of significant differences.

На фиг. 1 показан перфоратор; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a hammer drill; in fig. 2 is a section along A-A in FIG. one.

Он содержит корпус 1 воздушного крана 2, корпус 3 перфоратора, внутри которого расположен воздухоподвод щий канал 4, питающий сжатым воздухом через воздухораспределительное устройство 5 с клапаном 6 и канал 7 камеру рабочего хода 8 или через канал 9 камеру обратного хода 10. Камеры 8 и 10 разделены поршнем-ударником 11, периодически соудар ющимс с буровым инструментом 12, и поочередно сообщаютс с атмосферой посредством канала 13.It contains the body 1 of the air valve 2, the case 3 of the perforator, inside of which there is an air supply channel 4 supplying compressed air through the air distribution device 5 with valve 6 and channel 7 the working stroke chamber 8 or through the channel 9 reverse gear 10. Cameras 8 and 10 separated by a piston-hammer 11, periodically colliding with the drilling tool 12, and alternately communicating with the atmosphere through the channel 13.

В воздухораспределительном устройстве 5 выполнен канал 14, пропускающий сжатый воздух через механизм поворота 15 и канал 16 в поршневую камеру 17 пневмоцилиндра 18, выполненного в виде расточки в корпусе 1 воздушного крана 2 и имеющего отверсти 19. Поршень 20 поджат размещенными в концах пневмоцилиндра амортизаторами 21 и 22, выполненными, например, в виде цилиндрических пружин. Пневмоцилиндр имеет крышку 23, жестко соединенную со штоком 24 и подвижно соединенную с помощью стопорных болтов 26 с корпусом 1 воздушного крана 2.In the air-distributing device 5, a channel 14 is made which allows compressed air to pass through the rotation mechanism 15 and the channel 16 into the piston chamber 17 of the pneumatic cylinder 18, made in the form of a bore in the housing 1 of the air valve 2 and having holes 19. The piston 20 is tucked by shock absorbers 21 placed at the ends of the pneumatic cylinder and 22, made, for example, in the form of coil springs. The pneumatic cylinder has a cover 23 rigidly connected to the rod 24 and movably connected by means of locking bolts 26 to the body 1 of the air tap 2.

Стопорные болты 26 (фиг. 2) вход т в отверсти в крышке 23 и соедин ютс с вкладышами 27, скольз щими вдоль направл ющих пластин 28, расположенных в пазах корпуса 1 воздушного крана 2 (фиг. 1) и прижатых к вкладышам 27 с помощью амортизационных прокладок 29, выполненных из упругоэластичного материала, чемThe locking bolts 26 (Fig. 2) enter the holes in the cover 23 and are connected to the inserts 27 sliding along the guide plates 28 located in the grooves of the body 1 of the air cock 2 (Fig. 1) and pressed to the inserts 27 by cushioning pads 29 made of elastic material than

обеспечивает удерживание руко тки 25 от проворота.ensures that the handle 25 is held against rotation.

Перфоратор в режиме устойчивого бурени работает следующим образом.Perforator in the mode of steady drilling works as follows.

Сжатый воздух через воздушный кран 2,Compressed air through air valve 2,

канал 4, воздухораспределительное устройство 5 и канал 7 попадает в камеру рабочего хода 8. В этот момент давление в камере обратного хода 10 и в поршневой камере 17 равно атмосферному, поэтому зазор междуchannel 4, air distribution device 5 and channel 7 enter the chamber of working stroke 8. At this moment the pressure in the chamber of reverse 10 and in the piston chamber 17 is atmospheric, therefore the gap between

крышкой 23 и корпусом 1 воздушного крана 2 минимален. Возрастающее в камере 8 давление сжатого воздуха разгон ет поршень- ударник 11 в сторону бурового инструмента 12, а корпус 3. перфоратора начинает двигатьс в противоположном направлении. При своем рабочем движении поршень- ударник 11 сначала отсекает объем камеры 10 и начинает его сжимать, при этом сообщает камеру 8 через канал 13 с атмосферойthe cover 23 and the body 1 of the air tap 2 is minimal. The pressure of compressed air in chamber 8 accelerates piston-hammer 11 towards the drilling tool 12, and the housing 3. the hammer drill starts to move in the opposite direction. During its working movement, the piston-hammer 11 first cuts off the volume of chamber 10 and begins to compress it, while communicating chamber 8 through channel 13 with the atmosphere

и затем наносит удар по инструменту 12.and then strikes tool 12.

Падение давлени в камере 8 и возрастание давлени ь камере 10 в определенный момент времени приводит к перекидке клапана 6 и к перераспределению потокаThe pressure drop in chamber 8 and the increase in pressure in chamber 10 at a certain point in time leads to a re-valve 6 and to a redistribution of flow

ужатого воздуха, который начинает поступать через канал 9 в камеру обратного хода 10, а через каналы 14 и 16 - в камеру 17 лневмоцилиндра18.compressed air, which begins to flow through channel 9 into the reverse gear chamber 10, and through channels 14 and 16 into the chamber 17 of the pneumatic cylinder 18.

Возрастающее давление сжатого воздуха в камере 10 приводит поршень-удар- ник 11 в движение в сторону от бурового инструмента 12, а корпус 3 перфоратора - в сторону к буровому инструменту, при этом одновременно возрастающее давление сжатого воздуха в камере 17 заставл ет поршень 20 с руко ткой 25 выдвигатьс и таким образом зазор между крышкой 23 пневмоцилиндра и корпусом 1 воздушного крана 2 увеличиваетс , а скорость перемещени руко тки управлени 25 относитель- но бурового инструмента 12 (неподвижной Земли) при обратном ходе поршн -ударника 11 получаетс близкой к нулю.The increasing pressure of compressed air in chamber 10 drives the piston-hammer 11 away from the drilling tool 12, and the perforator body 3 moves away from the drilling tool, while simultaneously increasing pressure of the compressed air in chamber 17 forces the piston 20 to stop. By this way, the gap between the pneumatic cylinder cover 23 and the body 1 of the air valve 2 increases and the speed of movement of the control handle 25 relative to the drilling tool 12 (stationary Earth) during the return stroke of the impactor piston 11 is considered close to zero.

При своем обратном движении поршень-ударник 11 сначала отсекает объем камеры 8 и начинает его сжимать, при этом сообщает камеру 10 через канал 13с атмосферой , а затем тормозит воздушной подушкой в камере рабочего хода. Падение давлени в камере 10 и возрастание давле- ни в камере 8 в определенный момент времени приводит к перекидке клапана 6 и к перераспределению потока сжатого воздуха , который начинает поступать через канал 7 в камеру 8. Давление сжатого воздуха в камере 17 пневмоцилиндра падает благодар ее сообщению с атмосферой через отверстие 19 и канал 13 перфоратора а под действием посто нного осевого усили (вес пневмоцилиндра плюс усилие нажати ), приложенного к перфоратору, поршень 20 перемещаетс в сторону бурового инструмента . Возрастающее давление сжатого воздуха в камере 8 приводит поршень-ударник 11 в движение в сторону бурового инс- трумента 12, а корпус 13 перфоратора - в противоположную сторону, в результате чего зазор между крышкой 23 пневмоцилиндра и корпусом 1 воздушного крана 2 уменьшаетс . В результате сложени скоро- стей движени осева скорость руко тки уп- равлени 25 относительно бурового инструмента 12 (неподвижной Земли) при рабочем ходе поршн -ударника 11 получаетс близкой к нулю.During its reverse movement, the piston-hammer 11 first cuts off the volume of chamber 8 and begins to compress it, while reporting chamber 10 through the channel 13c with the atmosphere, and then slowing down with an air bag in the working stroke chamber. The pressure drop in chamber 10 and the increase in pressure in chamber 8 at a certain point in time leads to valve 6 recalculation and to redistribution of compressed air flow, which begins to flow through channel 7 into chamber 8. Compressed air pressure in chamber 17 of pneumatic cylinder drops due to its message with the atmosphere through the hole 19 and the channel 13 of the perforator a under the action of a constant axial force (the weight of the pneumatic cylinder plus the pressing force) applied to the perforator, the piston 20 moves towards the drilling tool. The increasing pressure of compressed air in chamber 8 causes the piston-hammer 11 to move in the direction of the drilling tool 12, and the housing 13 of the perforator in the opposite direction, resulting in a decrease in the gap between the pneumatic cylinder cover 23 and the body 1 of the air valve 2. As a result of the addition of the speeds of movement, the axial speed of the control handle 25 relative to the drilling tool 12 (stationary Earth) at the working stroke of the impactor piston 11 is obtained close to zero.

При своем возвратно-поступательном движении поршень-ударник 11 генерирует с помощью механизма поворота 15 вращательное движение бурового инструмента 12, передава ему определенное значение крут щего момента. Возникновение последнего происходит неравномерно: во- первых, только при обратном движении поршн -удзрника 11; во-вторых, неравномерно измен етс значение момента сопротивлени . В целом это приводит к возникновению поперечных сил (а значит, и вибраций ), передаваемых с корпуса 1 воздушного крана 2 на крышку 23 руко тки 25 через упругие прокладки 29 в значительно ослабленном виде. Продольное перемещение болтов 26 и вкладышей 27 происходит в пазах , боковые стенки которых выполнены из подвижных направл ющих пластин 28, снижающих износ подвижной и неподвижной частей перфоратора.During its reciprocating motion, the piston-hammer 11 generates with the help of the turning mechanism 15 a rotational motion of the drilling tool 12, transmitting to it a certain value of the torque. The occurrence of the latter occurs non-uniformly: firstly, only when the piston of the return piston 11 moves backwards; secondly, the value of the moment of resistance varies unevenly. In general, this leads to transverse forces (and, therefore, vibrations) transmitted from the body 1 of the air valve 2 to the cover 23 of the handle 25 through elastic gaskets 29 in a significantly weakened form. The longitudinal movement of the bolts 26 and liners 27 occurs in grooves, the side walls of which are made of movable guide plates 28, which reduce the wear of the movable and stationary parts of the perforator.

Таким образом, пневматический цилиндр 18 гасит синусоидальные продольные и поперечные колебани скорости перемещени руко тки управлени 25 относительно бурового инструмента в течение обратного и рабочего ходов ударника и при возникающей неравномерности момента сопротивлени , что позвол ет значительно снизить вибрацию руко тки 25.Thus, the pneumatic cylinder 18 damps sinusoidal longitudinal and transverse oscillations of the speed of movement of the control stick 25 relative to the drilling tool during the return and working strokes of the striker and with the resulting unevenness of the resistance moment, which significantly reduces the vibration of the handle 25.

Снижение вибраций особенно эффективно при бурении вертикально вниз с небольшим усилием нажати . При этом снижение уровн виброскорости особенно значительно на частотах, близких к основной частоте работы пневматической машины ударного действи .Reducing vibrations is especially effective when drilling vertically downward with little pressure. At the same time, the decrease in the vibration velocity level is especially significant at frequencies close to the main frequency of the pneumatic percussion machine.

Использование амортизаторов, например цилиндрических пружин 21 и 22, позво- л -ет избежать соударений в режиме извлечени бура из шпура и регулирует совместно с отверсти ми 19 скорость перемещени руко тки управлени 25 относм- тельно корпуса 3 в зависимости от прикладываемого осевого усили (усили нажати ).The use of shock absorbers, such as coil springs 21 and 22, avoids collisions in the mode of extracting the drill from the hole and, together with the holes 19, adjusts the speed of movement of the control handle 25 relative to the housing 3, depending on the applied axial force ).

Совокупность указанных технических параметров позвол ет довести вибрационную характеристику машин до уровн сани- тарно-гигиенических норм при 8-ми часовом непрерывном воздействии локальной вибрации. При этом снижаетс возможность возникновени профессиональных заболеваний, св занных с вибрацией.The combination of these technical parameters allows to bring the vibration characteristics of machines to the level of sanitary and hygienic norms with 8-hour continuous exposure to local vibration. This reduces the possibility of occupational diseases associated with vibration.

Claims

The invention of the punch on the author. St. No. 1661401, characterized in that, in order to increase the efficiency of the vibration protection of the handle by reducing its vibration and the amplitude of oscillations in the longitudinal and transverse directions, the locking bolts associated with the handle of the cover are fixed in the slots of the air cock body through inserts of guide plates and cushioning pads, the liners being mounted with the possibility of axial movement between the guide plates, which cover the cushioning cushions.

&

five

22

18

29

FIG. 2