боек цилиндроконический
Классы МПК: | B25D17/02 бойки ударных инструментов E21B1/38 с ударником поршневого типа, те когда ударный элемент ударяет по долоту или наконечнику |
Автор(ы): | Дворников Леонид Трофимович (RU), Жуков Иван Алексеевич (RU), Молчанов Виктор Вячеславович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-12-20 публикация патента:
20.06.2013 |
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к бойкам ударных механизмов. Боек содержит цилиндрическую поршневую и коническую ударную части. Переход между цилиндрической и конической частями бойка выполнен по дуге окружности. Соотношение длин конической ударной части l1 и цилиндрической поршневой части l2 для обеспечения расположения центра тяжести бойка в его цилиндрической поршневой части определяется из условия:
где d - диаметр ударного торца бойка, D - диаметр неударного торца бойка. В результате повышается производительность ударных механизмов. 1 ил.
![боек цилиндроконический, патент № 2484943](/images/patents/481/2484943/2484943-14.jpg)
Формула изобретения
Боек цилиндроконический ударного механизма, содержащий цилиндрическую поршневую и коническую ударную части, отличающийся тем, что переход между цилиндрической и конической частями бойка выполнен по дуге окружности, при этом соотношение длин конической ударной части l1 и цилиндрической поршневой части l2 для обеспечения расположения центра тяжести бойка в его цилиндрической поршневой части определяется из условия
где d - диаметр ударного торца бойка;
D - диаметр неударного торца бойка.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения, горного дела и строительства, в частности к бойкам ударных механизмов.
Известно [1, стр.223, рис.VII.3, a], что боек, выполненный в виде цилиндра, с поперечным сечением, равным сечению волновода, генерирует в волноводе прямоугольный импульс. Недостатком такого бойка является постоянная амплитуда импульса, генерируемого при ударе по волноводу.
Известно также [1, стр.223, рис.VII.3, в], что конический боек генерирует в волноводе ударный импульс экспоненциальной формы, амплитуда которого нарастает с течением времени. Недостатком таких бойков является невозможность их встраивания в корпус ударных механизмов, так как они не содержат поршневой ступени, способной обеспечить им устойчивое положение в корпусе.
Задачей настоящего изобретения является разработка такого бойка, который, имея устойчивое положение в корпусе ударных механизмов, генерировал бы ударный импульс экспоненциальной формы, амплитуда которого нарастает с течением времени.
Сущность изобретения заключается в том, что боек ударного механизма содержит цилиндрическую поршневую и коническую ударную части, переход между которыми выполнен по дуге окружности малого радиуса, причем длины частей подобраны таким образом, что центр тяжести бойка находится в цилиндрической поршневой части, обеспечивая ему тем самым устойчивое положение в корпусе ударного механизма.
На фигуре 1 показан цилиндроконический боек и волновод.
Предлагаемый боек содержит коническую ударную часть 1 и цилиндрическую поршневую часть 2, переход между которыми выполнен по дуге окружности 3. Работает ударник следующим образом. На торцевую поверхность поршневой части 2 воздействует сжатый воздух или жидкость, в результате чего боек устремляется вправо и наносит удар по волноводу 4. Энергия, запасенная бойком, передается волноводу 4 в виде упругой волны. В силу того, что ударная часть бойка выполнена в виде усеченного конуса, боек генерирует волновой импульс экспоненциальной формы, амплитуда которого нарастает с течением времени. При этом длины частей бойка подобраны таким образом, что центр тяжести бойка находится в цилиндрической поршневой части, обеспечивая ему тем самым устойчивое положение в корпусе ударного механизма.
Покажем условие подбора длин цилиндрической и конической частей бойка.
В силу малости радиуса дуги окружности, по которой осуществляется переход между конической и цилиндрической частями, можно считать, что боек состоит только из ударной части, выполненной в виде усеченного конуса, и поршневой части, выполненной в виде цилиндра. Тогда объем бойка цилиндроконического находится как сумма объемов конической ударной части V1 и поршневой цилиндрической части V2:
V=V1+V2,
где ,
,
d - диаметр ударного торца,
D - диаметр неударного торца,
l1 - длина конической ударной части,
l2 - длина цилиндрической поршневой части.
Тогда
Координата центра тяжести ударной части бойка, выполненной в виде усеченного конуса, определяется по формуле [2, стр.33, продолжение табл.8, 3-й столбец, 2-я строка снизу]
Координата центра тяжести цилиндрической поршневой части бойка находится как
.
Центр тяжести бойка цилиндроконического находится как
Для обеспечения условия расположения центра тяжести бойка в цилиндрической поршневой части необходимо, чтобы выполнялось неравенство хС l1, или
Или, после математических преобразований
,
Таким образом, боек, содержащий коническую ударную и цилиндрическую поршневую части, соотношение длин которых определяется согласно условию (2), будет иметь центр тяжести в цилиндрической поршневой части, что обеспечит ему устойчивое положение в корпусе ударного механизма.
Источники информации
1. Алимов О.Л. Бурильные машины / О.Д. Алимов, Л.Т. Дворников. - М.: "Машиностроение", 1976.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1 - 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: "Машиностроение", 2001.
Класс B25D17/02 бойки ударных инструментов
вибробоек - патент 2507024 (20.02.2014) | |
боёк цилиндро-псевдосферический - патент 2486049 (27.06.2013) | ![]() |
ударник бурильной машины - патент 2484944 (20.06.2013) | ![]() |
боек ударного механизма - триплекс-боек - патент 2395383 (27.07.2010) | ![]() |
высокочастотный боек - патент 2310541 (20.11.2007) | ![]() |
боек ударного механизма - патент 2234583 (20.08.2004) | |
составной ударник с амортизатором для пневматических перфораторов - патент 2233960 (10.08.2004) | |
способ образования видов катеноидных бойков ударных механизмов - патент 2182953 (27.05.2002) | |
рабочий инструмент ударного разрушения - патент 2148491 (10.05.2000) | |
ударник бурильной машины - патент 2137595 (20.09.1999) |
Класс E21B1/38 с ударником поршневого типа, те когда ударный элемент ударяет по долоту или наконечнику
пневматический ударный механизм - патент 2504635 (20.01.2014) | |
пневматический ударный механизм - патент 2504634 (20.01.2014) | ![]() |
боёк цилиндро-псевдосферический - патент 2486049 (27.06.2013) | ![]() |
ударник бурильной машины - патент 2484944 (20.06.2013) | ![]() |
пневматический ударный механизм - патент 2477778 (20.03.2013) | ![]() |
пневматический ударный механизм - патент 2477362 (10.03.2013) | ![]() |
устройство ударного действия - патент 2462575 (27.09.2012) | |
пневматический ударный механизм - патент 2459920 (27.08.2012) | ![]() |
пневматический ударный механизм - патент 2418146 (10.05.2011) | ![]() |
устройство для образования скважин в грунте - патент 2389856 (20.05.2010) |