SU659735A1 - Поршень-ударник - Google Patents

Description

3

зора б устанавливаетс  в зависимости от физико-механических свойств буримых пород .

Наибольший эффект использовани  энертии единичного удара и иовышени  скорости бурени  достигаетс  при условии, что каждый удар порнтн  формирует в буровой И1танге импульс максимальной длительности . Дл  этого втулка-ударник должна перед калчдым ударом фиксироватьс  в крайнем заднем положении относительно корпуса поршн  и обеспечивать наибольший .азор между ударными торцами.

Известна  конструкци  поршн -ударника не нредусматривает взаимную фиксацию корпуса поршн  и втулки-ударника в положенин , обеспечивающем максимальный зазор. После соударени  с буровой штангой втулка-ударник движетс  назад до контакта с жестко соединенной е корпусом виитовой втулкой, наносит по ней удар, совершает отскок и останавливаетс  в произвольном ноложении относительно корнуса . Между ударными торцами устанавливаетс  произвольный зазор. Длительность следующего импульса колеблетс  соответственно изменению величины зазора, эффективность использовани  энергии единичного удара енижаетс , что приводит в конечном счете к снижению скорости бурени . Кроме того, втулка-ударннк при взаимодействии е винтовой втулкой создает интенсивную ударную нагрузку, источником которой  вл етс  высока  скорость отскока втулки-ударника от буровой штанги. Под действием этой нагрузки винтова  втулка быстро разрушаетс  и выводит из стро  иоршень-ударник.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД единичного удара.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в поршне-ударнике рабочей поверхности втулки-ударника, наход щейс  нод воздействием сжатого воздуха, больще площади этой же поверхности корпуса поршн , а сообщение кольцевой камеры с атмосферой образовано посредством канала , выполненного на цилиндрической поверхности меньшей ступени втулки-ударника . При этом канал дл  сообщени  кольцевой камеры с атмосферой может быть выиолнеи в виде винтового паза или лысок.

Така  конструкци  норщн -ударннка позвол ет создавать максимальный торцовый зазор между втулкой-ударником и корпусом поршн  перед каждым ударом по буровой штанге, с наибольшим эффектом использовать энергию каждого единичного удара и в конечном счете повысить производительность бурени . Фиксирование взаИдмного положени  деталей поршн -ударника перед ударом осуществл етс  за счет разности сил, воздействующих на втулкуударник и корпус поршн  как при рабочем, так и при холостом ходе, что устран ет необходимость иримеиони  деталей дл  ограничени  осевого перемещени  втулкн-ударннка в корпусе и позвол ет увеличить срок службы поршн -ударника. На фиг. 1 и 2 схематически изображен предложенный поршень-ударник, разрез по оси (взаимное положение деталей соответствует моменту удара по буровой щтанге); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

В корпусе 1 поршн  размещена ступенчата  втулка-ударник 2. Кольцева  камера 3, образованна  ступен ми внутренней повер .хности корпуса 1 порпщ  и наружной нонерхиости втулки-ударника 2, сообщаетс 

с атмосферой при номощи канала, выполненного в виде винтового паза 4 или лыски 5 на цилиндрической поверхиостп меньщей ступени втулки-ударника 2.

При рабочем ходе поршн -ударника давление сжатого воздуха воздействует на его задний торец - поверхности а и б. При этом илощадь поверхности а больше, чем площадь поверхности б. Массы обеих деталей равны. Сила от давлени  возд)ха на

втулку-ударник 2 больше, чем сила, действующа  на корнус 1 поршн . Втулка-ударник движетс  вперед с большим )скорением , чем кориус порщи  н прижимаетс  торцом в буртика к опорному торцу г корпуса.

При этом ударный торец д втулки-ударника опережает ударный торец е корпуса на величину макеимальиого зазора б бма1{с.

При соударении с буровой штангой первой в контакт с ней вступает втулка-ударник 2 и формирует ударный импулье. Корпус 1 поршн  продолжает движение вперед относительно втулки-ударника, пройд  путь, равный зазору бмакс также вступает в контакт с буровой штангой и формирует в ней

ударный импульс. Величина зазора б выбрана так, что моменты окончани  ударного импульса от втулки-ударника и начала ударного импульса от корпуса совнадают. Сформированный таким образом в буровой

штанге суммарный ударный импульс передаете  породе.

По окончании соударени  поршень-ударник возврашаетс  в исходное положение действием давлени  сжатого воздуха на

нередний торец ж корпуса 1 поршн . Втулка-ударник 2 при обратном ходе поршн  изолирована от воздейетви  сжатого воздуха поверхностью ж и увлекаетс  в исходное иоложепие торцом г корпзса.

Воздух, заиоли ющий камеру 3, при уменьшении ее объема выходит в атмосферу но пазу 4 или лыске 5 и не оказывает противодавлени  втулке-ударнику при ее перемещении вперед относительно корпуса

поршн .

Предложенное конструктивное peojeaMe порщн -здарника позволило обеспечить фиксацию взаимного положени  его деталей перед каждым ударом в таком положении , при котором между ударными тор