VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Пневматический перфоратор относится к машинам ударного действия для бурения горных пород с установочно-подающих устройств или с рук в горнорудной, дорожно-строительной, строительной промышленности. Существуют разные конструкции перфорирующих устройств, но, несмотря на это, находят новые пути модификации, для улучшения их.

Рассмотрим патентное изобретение РФ №2065043 пневматический перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий корпус с крышкой, ударный механизм с поршнем ударником и механизмом воздухораспределения, и вращатель [1]. Сущность изобретения: предлагается пневматический перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий корпус с крышкой, ударный механизм с поршнем, ударником и механизмом воздухораспределения, и вращатель, механизм воздухораспределения которого выполнен в виде системы каналов, один из которых сообщается с воздухораспределительным устройством и выбирается из соотношения 9...12 Нм максимального вращательного момента на 1 мм2 сечения, а второй - с вращателем и выбирается из соотношения 5...7 Вт ударной мощности на 1 мм² сечения.

Сущность изобретения поясняется рисунком 1, на котором представлен перфоратор в разрезе.

Рис.1. Пневматический перфоратор с независимым вращением инструмента

1 – ударный узел, 2 - ударник, 3 - воздухораспределительное устройство ударного узла, 4 – вращатель, 5 – букса, 6 – шестигранный хвостовик, 7 – корпус, 8 – пробковый кран, 9 – внутренняя полость пробкового крана, 10 – рукоятка выбора режима работы, 11 – канал, связывающий пробковый кран с вращателем, 12 – канал, связывающий кран с воздухораспределителем, 13,14 – отверстия.

Пневматический перфоратор работает следующим образом. Сжатый воздух поступает в крановый узел 7 через внутреннюю полость 9 крана 8, управляемого рукояткой 10. Работа в режиме "Отбойный молоток" осуществляется поворотом рукоятки 10 до совмещения отверстия 13 в кране 8 с каналом 12, по которому сжатый воздух поступает в воздухораспределительное устройство 3 ударного узла 1 с ударником 2. Ударник 2 совершает возвратно-поступательные движения, нанося удары по хвостовику инструмента 6. Работа в режиме "Вращательное бурение шпуров" осуществляется рукояткой 10 до совмещения отверстия 13 в кране 8 с каналом 11, по которому сжатый воздух поступает во вращатель 4 независимого вращения штанги. Ротор вращателя 4 соединен с буксой 5, передающей вращение хвостовику инструмента 6.

Работа в режиме "Ударно-вращательное вращение шпуров" осуществляется поворотом рукоятки 10, при котором отверстие 14 крана 8 одновременно совмещается с каналами 13 и 11. Сжатый воздух поступает как в ударный узел 1, заставляя перемещаться ударник 2, так и во вращатель 4 независимого вращения штанги. Ударник 2 наносит удары по вращающемуся хвостовику инструмента 6, и происходит бурение шпура. Этот режим используется для бурения шпуров в крепких породах.

Таким образом, имеющееся дополнительное отверстие 13 с каналами 12 и 11 обеспечивает включение ударного узла или вращателя 4 независимого вращения штанги, позволяя использовать перфоратор либо в качестве отбойного молотка, либо машины для вращательного бурения в мягких породах. Отверстие 14 в кране 8 позволяет осуществлять одновременную работу ударного узла 1 и вращателя 4 независимого вращения штанги, то есть производить перфораторное ударно-вращательное бурение шпуров в породах крепких и весьма крепких.

Рассмотрим другое известное техническое решение, а. с. СССР №142973, отличает высокая вибрация, которая нарушает режим работы, вызывает утомление людей и их заболевание [2]. Перфоратор состоит из ударного и вращательного механизмов, рис. 2.

Рис. 2. Перфоратор с золотниковым воздухораспределителем и независимым вращением бура.

1 – поршень, 2 – фигурный шток, 3 – кран, 4 – выхлопное отверстие, 5 – внутренний канал поршня, 6 – хвостовик, 7 – пневматический двигатель, 8 – корпус; 9, 10, 11, 12 – шестерни; 13, 14 – шарикоподшипники, 15 – крышка, 16 – штуцер, 17 – крышка; А – нижняя полость, Б – верхняя полость.

Ударный механизм выполнен в виде поршня 1 с фигурным штоком 2. который одновременно осуществляет роль воздухораспределительного устройства. Сжатый воздух через кран 3 поступает в нижнюю полость А цилиндра и двигает поршень вверх. Воздух, находящийся в верхней камере Б, выходит через выхлопное отверстие 4. При движении вверх утолщенная часть штока 2 закрывает входное отверстие крана 3 и затем открывает его. Тогда сжатый воздух по внутреннему каналу 5 поршня поступает в верхнюю камеру Б сжатия и поршень 1 начинает перемещаться вниз. Сжатый воздух из нижней полости А будет выходить через выхлопное отверстие наружу. Пройдя входное отверстие крана 3, утолщенная часть штока открывает путь сжатому воздуху в полость А, поршень, совершив удар по хвостовику 6, начинает двигаться вверх, и цикл, таким образом, повторяется. Механизм вращения представляет собой пневматический двигатель 7 шестеренчатого или ротационного типа, помещенный в одном корпусе 8 с ударным механизмом. Поворотом крана 3 сжатый воздух поступает в роторы двигателя 7, которые начинают вращаться и через шестерни 9, 10, 11 и 12 передают крутящий момент хвостовику 6. Роторы вращаются в шарикоподшипниках 13 и 14 и фиксируются крышками 15. Вода для промывки поступает по штуцеру 16 в крышку 17, а затем по штангам к забою. Перфоратор укрепляется на салазках, по которым он перемещается с помощью автоподатчика.

При работе таким перфоратором невозможно раздельное включение узлов ударного и вращательного из-за их кинематической связи. Это сужает область применения, исключает возможность использования перфораторов в качестве отбойного молотка для разрушения негабаритов, подчистки и поддирки почвы.

Проанализировав патентную документацию, связанную с новшествами в области пневматических перфораторов, можно прийти к выводу, что их конструкция усовершенствуется и меняется под влиянием времени. В настоящее время пневматические перфораторы широко применяются и спрос на них растет.

Список использованных источников:

1. Авторское свидетельство РФ N 2065043. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.findpatent.ru/

2. Авторское свидетельство СССР N 142973. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.findpatent.ru/

Код для цитирования: Скопировать