Глава 3

В переносных и телескопных перфораторах в настоящее время для поворота буровой штанги применяют главным образом зависимый механизм поворота бура с отдельным гели­коидальным стержнем (рис. 3.8). Такой механизм состоит из геликоидального стержня 4 и хра­повика 2 с двумя - четырьмя гнездами для собачек 3; последние вместе с храповиком помеща­ются внутри храповой шестерни /, которая фиксируется шпонкой в задней части корпуса пер­форатора. Геликоидальный стержень своими канавками входит в гайку 5, ввинченную в пор­шень 6. На наружной поверхности поршня-ударника профрезерованы шлицы 7, в которые вхо­дят выступы поворотной буксы 8.

Рис.3.8. Зависимый механизм поворота бура

При движении поршня-ударника слева направо (рабочий ход) собачки храповика не препятствуют повороту геликоидального стержня, который вызывается движением поршня-ударника, и последний движется прямолинейно, не поворачиваясь. При обратном ходе поршня-ударника собачки упираются в зубья храповой шестерни и фиксируют геликоидальный стер­жень, а гайка 5 поршня-ударника, двигаясь по геликоидальному стержню, вызывает поворот поршня-ударника и через шлицевое соединение поворот буксы 8 и буровой штанги на некото­рый угол (5... 15°). Такой механизм дает возможность менять угол поворота буровой штанги в зависимости от прочностных свойств буримых пород простой заменой геликоидальной пары с другим шагом нарезки геликоидальной поверхности.

Зависимые механизмы поворота буровой штанги с геликоидальными шлицами, распо­ложенными непосредственно на поршне-ударнике, в отечественном перфораторостроении не нашли применения. Принцип работы таких механизмов поворота бура аналогичен рассмотрен­ному выше, а изменение угла поворота буровой штанги можно осуществить заменой поршня-ударника.

Переносные перфораторы с независимым вращением буровой штанги с помощью спе­циального привода, работающего независимо от движения поршня-ударника, пока широкого распространения в мировой практике не получил. У перфораторов с независимым вращением буровой штанги увеличивается энергия удара, так как поршень-ударник не затрачивает энергии на поворот буровой штанги, также увеличивается крутящий момент и появляется возможность плавно регулировать частоту вращения бура в зависимости от прочностных свойств буримой породы и производимых технологических операций при бурении. Существенными недостатка­ми таких перфораторов является: значительно более сложная их конструкция, а в ряде случаев и увеличенная масса. В России переносные перфораторы с независимым вращением бура от автономного планетарного пневмодвигателя начало производить ОАО АК «Туламашзавод» (перфораторы типа ССПБ). Механизмы независимого вращения буровой штанги нашли широ­кое применение в бурильных головках и более подробно будут рассмотрены ниже.

113

Глава 3

Распределительные устройства перфораторов предназначены для автоматического из­менения направления движения энергоносителя и, следовательно, обеспечения возвратно-поступательного движения поршня-ударника.

Распределительный механизм с фланцевым клапаном (рис. 3.9) состоит из клапанной коробки /2, передней крышки 4, задней крышки 14 с направляющей втулкой и фланцевого кла­пана 11. Сжатый воздух из отверстия пускового крана по каналам 1 попадает в камеру 3 кла­панной коробки. При положении клапана, изображенного на рис. 3.9, я, сжатый воздух из ка­меры 3 через кольцевой зазор, образуемый клапаном 11 и передней крышкой 4, проходит в ле­вую часть 5 цилиндра перфоратора. Под давлением поступающего воздуха поршень-ударник 6 начнет перемещаться слева направо, совершая рабочий ход. Отработанный воздух из правой части цилиндра через выхлопное отверстие 7 выходит в атмосферу. По мере движения пор­шень-ударник перекрывает выхлопное отверстие 7 и сжимает оставшийся воздух в правой час­ти цилиндра, который проходит но каналу 10 в кольцевое пространство 13, оказывая давление на клапан слева.

Рис. 3.9. Схема воздухораспределения с фланцевым клапаном

Двигаясь дальше, поршень открывает выхлопное отверстие 7. Левая часть цилиндра при этом сообщается с атмосферой. Давление в ней резко падает и клапан давлением слева пере­двигается в правое положение (см. рис. 3.9, б). При этом положении клапана сжатый воздух, обтекая его слева, поступает в камеру 73, канал 10 и правую часть цилиндра перфоратора. Пор­шень 6 начнет совершать обратный ход. При движении справа налево, поршень-ударник снача­ла закроет выхлопное отверстие своей задней кромкой, а к концу обратного хода вновь откроет его передней кромкой. Воздух, отсеченный в левой половине цилиндра, будет сжиматься и че­рез кольцевой зазор между передней крышкой и клапаном давить на последний с правой сто­роны. К концу обратного хода правая половина цилиндра и кольцевая камера 13 будут сооб­щаться с атмосферой через выхлопное отверстие 7. Вследствие разницы давлений клапан пере­двинется справа налево. Далее цикл будет повторяться.

По конструктивному исполнению клапаны могут быть фланцевыми, пластинчатыми, мотыльковыми и др., но принцип работы их одинаков: переброска их производится отработан­ным сжатым воздухом в момент открытия выхлопного отверстия поршнем-ударником.

114