Устройство для формирования силовых импульсов

Устройство для формирования силовых импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

;, . фвйуиютщ;а 1Йг -,»

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (и) 53685I

Союз Советски»

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 13,07.73 (21) 1950302/10 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл. - В 068 1/18

Ы О1 | 3/36

Совете Министров СССР по денем изобретений и открытий (53) УДК 678.027.3 (088.8) Опуб",èêoâÿttî 30.11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 01.12.76 (72) Авторы изобретения

В. Ф. Горбунов, П. Я. Крауиньш, Л. А. Саруев и А. A. Салтан (71) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛОВЫХ ИМПУЛЪСОВ

locyaaPc seHNblx Ic0NHT8T (23) Приоритет

Изобретение относится к устройствам для формирования силовых импульсов и может

Оыть использовано во многих отраслях народного хозяйства, например в горной промышленности, вместо ударных узлов бурильных машин для формирования силовых импульсов в буровом инструменте.

Известные пневмо- и гидроударные узлы, применяемые в горной промышленности, имеют низкий КПД из-за наличия активных сопротивлений в виде различных дросселей, клапанов, золотников и т. п. (lj.

Ы существующих бурильных машинах с пневмо- или гидроударными узлами формирование силовых импульсов оуровой штанги производится за счет разгона поршня и нанесения ударов последним по торцу штанги.

11ðè этом возникает превышающий допустимые санитарные нормы шум из-за резкого выбрасывания сжатого воздуха в атмосферу или жидкости в сливную полость, а также из-за соударения поршня с торцом буровой штанги.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором возбудитель колебаний передает возмуц ающуlo силу на колебательный контур, состоящип из двух подпружиненных масс, связанных между собой упругим элементом, и в котором используются только реактивные сопротивления (2), Цель изобретения — — повышение КПД и снижение шума ударных узлов, формирующих силовые импульсы, например, в штангах бурильных машин.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве возбудитель колебании выполнен в виде гидропульсатора, соединенного с полым упругим элементом, например, гидравлическим шлангом, заполненным средой, кото10 рыи имеет нелинейную жесткую характеристику и расположен между инерционными массами так, что продольными боковыми стенками касается их.

На фиг, 1 показано предлагаемое устройст15 во, общи ; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, привод 2 гидропульсатора, в качестве которого может быть кривошипно-шатунный эксцентриковый

20 или другой механизм, обеспечивающий продольные колебания плунжера 3 гидропульсатора, инерционные массы 4, поджатые пружинами 5 к продольным боковым стенкам упругого элемента 6 (гидравлического шланга), имеющего непосредственную связь с силовым гидроцилиндром 7 и поршнем 8. Инерционные подпружиненные массы 4 установлены таким ооразом, что могут совершать поперечные колеоания относительно продольной оси ynpyrolo элемента. 11одача бурового инструмента на забой осуществляется поршнем Ь силового

536851 гидроцилиндра 7, который может располагаться как на одной раме с устройством, так и отдельно от него.

Благодаря тому, что упругий элемент с полостью, заполненной средой, обладает нелинейной жесткой характеристикой и расположен между инерционными подпружиненными массами таким образом, что продольными боковыми стенками касается их, при деформации его подпружиненными инерционными массами он приобретает форму эллипса и обеспечивает параболическую зависимость между величиной изменения объема полости внутри упругого элемента и возникающим давлением среды, заключенной в этой полости. Это давление, изменяющееся в виде импульсов определенной амплитуды и длительности, одновременно воспринимается поршнем силового гидроцилиндра, непосредственно связанного с полостью упругого элемента. Под импульсным воздействием поршня на жестко связанную с ним штангу в последней формируются силовые импульсы, которые перемещаются по штанге к коронке со скоростью звука в материале штанги.

Таким образом, силовые импульсы формируются в штанге без механического соударения поршня со штангой с коэффициентом передачи энергии от гидропульсатора до бурового инструмента не ниже 0,85 — 0,90.

Предлагаемое устройство работает в режиме резонанса частот вынужденных колебаний плунжера 3 гидропульсатора и собственных колебаний инерционных подпружиненных масс 4 с некоторым сдвигом по фазе. При одновременном воздействии масс 4 и плунжера

3 на сосредоточенный объем среды в упругом элементе 6 в последнем резко повышается давление среды, создается импульсная нагрузка на поршень 3 силового гидроцилиндра 7, который передается на жестко связанную с поршнем 8 буровую штангу и коронку (на чертежах не показана), вызывая разрушения горной породы.

Формирование силовых импульсов в штанге бурильной машины с помощью предлагаемого устройства позволяет снизить шум благодаря сосредоточенному объему сжимаемой среды в замкнутой полости, т. е. ие связанной с атмосферой или с сливной полостью, а такБ же благодаря ликвидации соударений поршня с торцом буровой штанги за счет жесткого соединения их между собой. Кроме того, использование предлагаемого устройства с одним только реактивным гидравлическим сопротивлением вместо существующих ударных узлов бурильных машин с активным сопротивлением позволяет повысить КПД гидросистемы в предлагаемом устройстве не менее чем до 0,85 — 0,90. Благодаря такому относи15 тельно высокому КПД гидросистемы нагрев ее элементов при длительной работе не превышает допустимых норм.

Формула изобретения

Устройство для формирования силовых импульсов, содержащее корпус, в котором раз25 мешены инерционные массы, поджатые пружинами, упругий элемент и возбудитель колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и снижения шума ударных узлов, формирующих импульсы, например, в

30 штангах бурильных машин, возбудитель колебаний выполнен в виде гидропульсатора, соединенного с полым упругим элементом, например, гидравлическим шлангом, заполненным средой, который имеет нелинейную жесткую характеристику и расположен между инерционными массами так, что продольными боковыми стенками касается их.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Алимов О. Л., Бойков В. В. и др. Установка для бурения шпуров. Фрунзе, «Илим», 1971, с. 123, 155. @ 2. Патент США М Зб25484, кл. 259 — 1, 1971 (прототип).

536851 фиг.1

Фиг. 2 Ф

Составитель А. Салосин

Техред М. Семенов

Редактор T. Рыбалова

Корректор 3, Тарасова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2528/5 Изд. № 1810 Тираж 690 Подписное

Ц1-1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раугдская наб., д, 4/5