ударный механизм

Формула изобретения

Ударный механизм, включающий кривошип, шатун, ползун и ударник, отличающийся тем, что ударник выполнен в виде коромысла, а ползун соединен с коромыслом через упругий элемент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к горному, а конкретно к машинам ударного действия, и может быть использовано в качестве ударного механизма для бурения шпуров в породах высокой крепости.

Известны электромеханические бурильные машины, выполненные в виде кривошипно-шатунного механизма, в которых ползун является ударником. Такие механизмы не получили широкого применения из-за больших нагрузок на шатун и кривошип, которые появляются как реакции в момент удара.

Известен шарнирно-рычажный механизм с захватывающим устройством [1, стр. 7, 8 рис. 2]. Основной особенностью такого механизма, состоящего из кривошипно-коромыслового механизма и ударника с пружиной является переменность его подвижности. В момент удара коромысло и ползун получают относительную свободу, что приводит к сохранности шатуна и кривошипа от удара. Всего в этом механизме четыре подвижных звена - кривошип, шатун, коромысло и ползун, и пять кинематических пар - четыре вращательных и одна поступательная.

Недостатком данного механизма является сложность конструкции и сложность обеспечения захвата ударника качающимся коромыслом, к тому же, захватывающее устройство не всегда срабатывает, что приводит к пропуску отдельных ударов и уменьшению ударной мощности.

Более близким к заявляемому является механизм [2]. Этот механизм включает в себя кривошип, связанный с ползуном посредством шатуна, ударник и пружину, при этом между ползуном и ударником выполнена кинематическая связь в виде закрепленного несамотормозящего винта, гайка которого образует с ударником несамотормозящую винтовую пару. В этом механизме, дополнительный ползун - и пять кинематических пар, две из которых поступательные. Недостатком описанного механизма является его сложность, заключающаяся в дополнительном использовании гайки с двумя нарезками.

Задача настоящего изобретения - упрощение конструкции и придание нового качества. Решение задачи достигается тем, что ударник выполнен в виде коромысла, а ползуну обеспечивается движение относительно коромысла через упругий элемент.

Предлагаемый механизм, приведенный на фиг. 1, 2, 3, содержит кривошип (1), шатун (2), ползун (3), коромысло (ударник) (4), упругий элемент (5). Также на фиг. 1, 2, 3 приведена преграда (6), по которой наносится удар. Точками обозначены: точка A - центр вращения кривошипа (1), B - шарнир, соединяющий кривошип (1) и шатун (2), C - шарнир, соединяющий шатун (2) и ползун (3), точки D и N - точки закрепления упругого элемента с ползуном (3), а М и E - точки закрепления упругого элемента с коромыслом (ударником) (4), F - шарнир, соединяющий коромысло (ударник) (4) со стойкой.

Работает механизм следующим образом, если задать движение кривошипу (1), то в силу достаточной жесткости упругого элемента (5) звенья (3) и (4) составляют единое целое, в результате чего механизм представляет собой шарнирный четырехзвенник (см. фиг. 1). Длина шатуна BC подобрана так, что в момент удара (см. фиг. 2) кривошип (1) еще не занимает горизонтального положения. Пока энергия ударника передается преграде, коромысло (ударник) (4) оказывается неподвижным, а кривошип (1), шатун (2) и ползун (3) продолжают движение, при этом, чтобы осуществлялся проворот кривошипа (1), точки D и M сближаются, а точки E и N расходятся. В силу того, что упругий элемент жестко связан с ползуном (3) и коромыслом (ударником) (4), упругий элемент DM сжимается, а EN растягивается (см. фиг. 3). За каждый оборот кривошипа происходит один удар по преграде, при этом упругий элемент предохраняет шатун и кривошип от разрушения.

Литература:

1. Алимов О.Д., Манжосов В.П., Филиповский В.П. Механические импульсные генераторы с шарнирно-рычажным захватывающим устройством. Фрунзе: Илим, 1975.

2. Патент РФ N 2026978, 20.01.95.