К определению оптимального угла поворота перфоратора с ударным узлом на основе МПС

УДК 621.01., 622.233.

Кадыркулов А.К., Орозбаев М.Т., Алибаев К.К.

К определению оптимального угла поворота

перфоратора с ударным узлом на основе МПС

В принципе механические перфораторы класса МПР с ударным узлом на основе механизмов переменной структуры (МПС) относится к числу перфораторов работающих по ударно-поворотному принципу, в которых за каждый полный оборот кривошипа ударного МПС, качательное движение его ведомого звена коромысла механическим путем преобразовывается в единичную ударную энергию бойка. Ударный импульс от бойка через волновод передается к буровой штанге и от него к обрабатываемой среде. Этот процесс повторятся, и каждый очередной удар инструментом наносится к обрабатываемой среде с поворотом его на некоторый так называемый технологически необходимый угол.

Угол поворота буровой штанги в механическом перфораторе МПР, также на основе механической поворотной муфты (храпового механизма). Однако действие храпового механизма происходить в принудительном порядке, поскольку поворотная муфта через коническую передачу и механический привод имеет постоянную кинематическую связь с кривошипом ударника. Величина угла поворота буровой штанги зависит от соотношения геометрических параметров двух коромыслового привода, величины передаточного отношения пар конической передачи и самой храповой пары.

На рис.1., представлена принципиально-кинематическая схема механического ручного перфоратора МПР.

Рис.1. Кинематическая схема перфоратора соосным расположением поворотной муфты

А) - основной корпус; Б) – средний корпус; В) - вспомогательный корпус

Согласно принципиальной схеме гидравлический двигатель 1 со шлицами на выходном валу, входя в зацепление с соответствующими шлицами шестерни 3, вращает его. Вращение от шестерни 3 передается в конической шестерне 4, находящееся в постоянном зубчатом зацеплении с ним, которая является кривошипом ударного узла на основе механизмов переменной структуры. Далее вращение от кривошипа 4 через шатун 5 преобразуется в качательное движение коромысла – бойка 6. В момент выстраивания звеньев в одну линию коромысло - боек наносит удар по торцу волновода 7, находящийся в постоянном контакте с инструментом 15 перфоратора. Следствием этого, ударная волна, проходя через волновод 7, передается в буровой штанге 15 и от нее к обрабатываемой среде.

Для поворота буровой штанги, как видно, из принципиально- кинематической схемы, на обратном торцовом конце кривошипа ударника жестко через шпоночное соединение закреплено первое коромысло 8, которое через шатун 9, соединяясь приводит в качателное движение второго коромысло 10. В свою очередь коромысло 10, жестко соединено с конической шестерней 11, которая находится в постоянном зацеплении с коническими зубьями храпового кольца 12. Внутренняя цилиндрическая часть храпового кольца имеет трапецеидальные прямые зубья для зацепления с подпружиненными собачками смонтированные во втулки 13 храпового механизма. Тем самым храповое кольцо, контактируется с храповой втулкой 13 посредством подпружиненных собачек. Храповая втулка в нижней части имеет шлицы для соединения со шлицами гранбуксы. В гранбуксу в свою очередь вставлен хвостовик буровой штанги. Следствием этого, гранбукса повернет буровую штангу на величину угла качения храповой втулки. Далее процесс повторяется.

Как было отмечено, что в качестве механического привода поворотной муфты используется плоский двух коромысловый четырехзвенный механизм. При этом в механизме наибольшую длину имеет шатун, а длину первого коромысло необходимо принять постоянной. Но для определения соотношения длин звеньев в теории механизмов и машин имеется