РУЧНОЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ СВЕРЛО

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и может быть использована при выполнении подземных работ по бурению анкерных, крепежных, разведочных, нагнетательных и взрывных скважин.
Известен ручной пневматический инструмент и турбинный ротор высокого момента вращения для привода инструмента во вращательное движение (пат. РФ №2365764, МПК F01D 15/06, опубл. 28.08.2009 г), содержащий турбинный ротор высокого момента вращения, имеющий внешнюю стенку и ось вращения и средства для крепления турбинного ротора для вращения вокруг оси вращения на ведущем валу. Турбинный ротор высокого момента содержит тело ротора, имеющее впуск, присоединяемый к источнику воздуха, и включающее в себя первую кольцевую камеру, вторую кольцевую камеру и общую внутреннюю стенку, разделяющую первую кольцевую камеру и вторую кольцевую камеру. Тело ротора является цилиндрическим и включает в себя множество тангенциальных периферических сопел, сообщающихся по потоку с первой камерой и второй камерой выбрасывания воздуха высокого давления для вращения тела ротора. Внутренняя стенка имеет центральное отверстие для размещения крепления к ведущему валу, и включает в себя, по меньшей мере, две кольцевых камеры, по меньшей мере, одну дуговую камеру, расходящуюся лучом от внешней части каждой кольцевой камеры и клапанное уплотнительное кольцо внутри каждой кольцевой камеры.
Известно вращательное устройство для привода ручного и станочного инструмента во вращательное движение (пат. РФ №2411116, МПК D24D 23/02, F01D 15/06, опубл. 20.08.2009 г.), содержащее входной адаптер для присоединения устройства к источнику сжатой текучей среды, реактивный турбинный ротор, входной канал, обеспечивающий сообщение по текучей среде между входным адаптером и реактивным турбинным ротором, при этом входной канал имеет первый конец, примыкающий к входному адаптеру, и отверстие ниже по потоку первого конца, входной канал имеет одинаковую площадь поперечного сечения в промежутке между первым концом и отверстием. Устройство дополнительно содержит задний корпус, присоединенный к входному адаптеру и имеющий отверстие, сообщающееся по текучей среде с входным адаптером, уплотнительное кольцо, соединенное с задним корпусом напротив адаптера и имеющее отверстие, которое сообщается по текучей среде с отверстием в заднем корпусе. Вращательное устройство содержит муфту для присоединения реактивного турбинного ротора к вращающемуся валу, контактирующую с уплотнительным кольцом, а реактивный турбинный ротор установлен на муфте. Муфта снабжена отверстием, которое сообщается по текучей среде с отверстием в уплотнительном кольце и реактивном турбинном роторе, при этом отверстия в заднем корпусе, уплотнительном кольце и муфте образуют входной канал.
Общим недостатком известного ручного пневматического инструмента и турбинного ротора высокого момента вращения и вращательного устройства являются невысокие эксплуатационные характеристики, обусловленные отсутствием редуктора, повышающего момент вращения, а также устройства крепления сверла, пускового устройства, рукояти управления и глушителя шума выхлопа, обеспечивающих приемлемые условия эксплуатации.
Известен блокирующийся многоцелевой пневматический инструмент (пат. РФ №2162018, МПК В08В 5/02, опубл. 20.01.2001 г), содержащий многофункциональную рукоятку, соединительный элемент в рукоятке для присоединения к источнику сжатого воздуха, курок, приводящий в действие клапан в рукоятке для регулирования потока сжатого воздуха, головку, приспособление, присоединенное к головке и соединяющее источник сжатого воздуха с местом использования, блокировочное средство, соединяющее головку с рукояткой и предохранитель между головкой и рукояткой для предотвращения срабатывания курка при неправильно установленной головке на рукоятке. Головка может держать одно из множества приспособлений в зависимости от области применения пневматического инструмента, а блокировочный механизм содержит полую втулку для прохождения через нее воздуха, соединяющую головку с рукояткой, и байонетное соединение между ними, включающее штифт с головкой и дугообразную выемку, радиус кривизны которой центрирован на полой втулке, в результате чего относительный поворот между головкой и рукояткой блокирует штифт в дугообразной щели.
Недостатком известного блокирующегося многоцелевого пневматического инструмента является низкий момент вращения, связанный с отсутствием редуктора, повышающего момент вращения, отсутствие устройства крепления сверла, глушителя шума выхлопа и рукояти управления, обеспечивающей надежное удержание инструмента.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является взятый за прототип станок буровой ручной пневматический (пат. РФ №2308589, МПК Е21В 3/00, опубл. 20.10.2007 г), содержащий силовую пневматическую головку, закрепленную на телескопической пневмостойке, рукоять управления и глушитель шума выхлопа пневмомотора, выполненный из набора развернутых относительно друг друга на 180° одинаковых резиновых пластин, имеющих ряд прорубленных отверстий в виде язычковых клапанов и дистанционных прокладок, при этом шестерни пневмомотора выполнены пустотелыми, а рукоять управления шарнирно связана с силовой головкой. Корпус пневмомотора имеет выраженные зоны рабочего хода и выхлопа и зоны смазки посредством соответствующих выемок в корпусе, выполненном пластмассовым и армированном металлическими тонкостенными корпусами и гильзами.
Недостатками прототипа являются невысокая надежность станка, обусловленная сложностью обеспечения конструктивно заложенных радиальных и торцевых зазоров в пределах 0.015-0.02 мм между шестернями и корпусом пневмомотора, низкая безопасность и невысокие эксплуатационные свойства, обусловленные неудобством захвата за рукоять управления и удержания станка при установке в рабочую позицию и в процессе бурения.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание ручного пневматического, сверла, обладающего высокими эксплуатационными свойствами, надежностью и безопасностью работы.
Техническим результатом заявляемого ручного пневматического сверла является повышение надежности, безопасности работы и эксплуатационных свойств, достигаемых путем выполнения пневматической головки в виде ротационного пневмодвигателя, не требующего установки вращающихся деталей с малыми зазорами, путем применения глушителя шума, совмещенного с рукоятью управления, отвода выхлопного воздуха через воздухоотводящий рукав за пределы рабочей зоны, выполнения рукояти управления в виде двух замкнутых симметрично расположенных трубчатых держателей с параллельно расположенными ручками для захвата, снабженными тепло-виброизолирующим покрытием.
Технический результат достигается тем, что в ручном пневматическом сверле, содержащем силовую пневматическую головку, закрепленную на стойке, рукоять управления и глушитель шума выхлопа, силовая пневматическая головка выполнена в виде ротационного пневмодвигателя, содержащего статор и размещенный внутри него ротор с лопатками, планетарного редуктора, содержащего корпус редуктора, шестерню венцовую и взаимодействующие с ней две шестерни промежуточные, водило и установленную на нем головку шпинделя, при этом глушитель шума совмещен с рукоятью управления, выполненной в виде двух замкнутых симметрично расположенных держателей с параллельно расположенными ручками захвата, на держателе установлено пусковое устройство, содержащее подпружиненный клапан, с одной стороны которого прикреплен ниппель с подводящим шлангом, а с другой стороны соосно с ним расположен толкатель и взаимодействующий с ним пусковой курок, а к другому держателю прикреплен воздухоотводящий рукав.
Целесообразно в ручном пневматическом сверле ротор ротационного пневмодвигателя выполнить полым.
Рекомендуется в ручном пневматическом сверле глушитель шума выполнить в виде прилегающей к ротационному пневмодвигателю камеры и двух расходящихся трубчатых частей держателя, имеющих разную длину и сходящихся к месту крепления воздухоотводящего рукава.
Рационально в ручном пневматическом сверле на головке шпинделя и корпусе редуктора установить отражатель.
Рекомендуется в ручном пневматическом сверле ручки для захвата снабдить тепло-виброизолирующим покрытием.
Целесообразно ручное пневматическое сверло снабдить быстроразъемным соединением ниппеля подводящего шланга с пусковым устройством.
Рационально ручное пневматическое сверло снабдить втулкой для установки на устройстве пневмоподдержки.
Высокие эксплуатационные свойства ручного пневматического сверла обеспечиваются тем, что силовая пневматическая головка выполнена в виде ротационного пневмодвигателя, содержащего статор и размещенный внутри него ротор с лопатками, планетарный редуктор содержит корпус редуктора, шестерню венцовую, взаимодействующие с ней две шестерни промежуточные, водило и установленную на нем головку шпинделя, при этом рукоять управления выполнена в виде двух замкнутых симметрично расположенных держателей с параллельно расположенными ручками захвата, глушитель шума совмещен с рукоятью управления, на одном из держателей установлено пусковое устройство, содержащее подпружиненный клапан, с одной стороны которого прикреплен ниппель с подводящим шлангом, а с другой стороны сосно с ним расположен толкатель и взаимодействующий с ним пусковой курок, ротор ротационного пневмодвигателя выполнен полым, на головке шпинделя и корпусе редуктора установлен отражатель, а также тем, что он снабжен быстроразъемным соединением ниппеля подводящего шланга с пусковым устройством.
Высокая надежность обеспечивается путем выполнения пневматической головки в виде ротационного пневмодвигателя, содержащего статор и размещенный внутри него ротор с лопатками, путем применения планетарного редуктора, содержащего корпус редуктора, шестерню ренцовую, взаимодействующие с ней две шестерни промежуточные, водило и установленную на нем головку шпинделя, путем выполнения ротора ротационного пневмодвигателя полым и путем установки отражателя на головке шпинделя и корпусе редуктора.
Высокая безопасность работы обеспечивается тем, что глушитель шума выполнен в виде прилегающей к ротационному пневмодвигателю камеры и двух расходящихся трубчатых частей держателя, имеющих разную длину и сходящихся к месту крепления воздухоотводящего рукава, рукоять управления выполнена в виде двух замкнутых симметрично расположенных держателей с параллельно расположенными ручками захвата, а ручки захвата снабжены тепло-виброизолирующим покрытием.
Предлагаемая полезная модель поясняется представленными рисунками, где
на фиг.1 представлен продольный разрез ручного пневматического сверла;
на фиг.2 приведена горизонтальная проекция сверла;
на фиг.3 показан поперечный разрез сверла.
Особенности предлагаемой полезной модели поясняется одним из вариантов ее выполнения, где на фиг.1, 2, 3 представлены конструктивные элементы, обозначенные следующими позициями:
1 - головка шпинделя, 2 - кольцо пружинное, 3 - отражатель, 4 - крышка, 5 - манжета, 6 - подшипник, 7 - втулка, 8 - кольцо стопорное, 9 - подшипник, 10 - втулка, 11 - скоба, 12 - крышка передняя, 13 - статор, 14 - лопатка, 15 - корпус, 16 - прокладка, 17 - крышка корпуса, 18 - подшипник, 19 - крышка задняя, 20 - подшипник, 21 - ротор, 22 - шестерня венцовая, 23 - шестерня промежуточная, 24 - игольчатый подшипник, 25 - ось, 26 - корпус редуктора, 27 - водило, 28 - штифт, 29 - курок, 30 - толкатель, 31 - клапан, 32 - пружина, 33 - кольцо стопорное, 34 - кольцо уплотнительное, 35 - скоба, 36 - первая футорка, 37 - ниппель, 38 - вторая футорка, 39 - трубчатая часть держателя, 40 - воздухоотводящий рукав, 41 - хомут, 42 - ручка захвата, 43 - камера, 44 - тепло-виброизолирующее покрытие, 45 - трубчатая часть держателя, 46 - втулка.
Ручное пневматическое сверло (фиг.1) состоит из ротационного двигателя, планетарного редуктора, пускового устройства и быстроразъемного соединения. Ротационный пневмодвигатель расположен в корпусе 15, установлен на подшипниках 18 и 20 и выполнен в виде полого статора 13 и расположенного внутри него ротора 21, снабженного лопатками 14. Ротационный пневмодвигатель закрыт с одной стороны крышкой передней 12, а с другой стороны крышкой задней 19 и крышкой корпуса 17, установленной с прокладкой 16 на корпусе 15.
Планетарный редуктор, уменьшающий число оборотов и повышающий момент вращения инструмента, закрепленного на головке шпинделя 1, установлен в корпусе редуктора 26 и состоит из шестерни венцовой 22, водила 27 и двух шестерен промежуточных 23. Шестерни промежуточные 23 установлены на игольчатых подшипниках 24 на осях 25. Водило 27 установлено на втулках 7, 10 и подшипниках 6, 9.
Рукоять управления выполнена в виде двух замкнутых симметрично расположенных трубчатых частей держателя 39, 45 с параллельно расположенными ручками захвата 42, а на одном из держателей установлено пусковое устройство. Пусковое устройство служит для управления подачей сжатого воздуха в камеру ротационного двигателя и состоит из курка 29, установленного на штифте 28, толкателя 30, клапана 31, пружины 32, кольца стопорного 33.
Глушитель шума совмещен с рукоятью управления и выполнен в виде прилегающей к ротационному пневмодвигателю камеры 43 и двух расходящихся трубчатых частей держателя 39, 45, имеющих разную длину и сходящихся к месту крепления воздухоотводящего рукава 40, а ручки захвата 42 снабжены тепло-виброизолирующим покрытием 44.
Быстроразъемное соединение обеспечивает оперативное подсоединение/отсоединение ручного пневматического сверлила к магистрали сжатого воздуха и состоит (фиг.3) из кольца уплотнительного 34, скобы 35, первой футорки 36, осуществляющей совместно со второй футоркой 38 герметичное соединение с пусковым устройством, и ниппеля 37 для соединения с подводящим шлангом.
Ручное пневматическое сверло работает следующим образом.
Подготовка сверла к работе включает соединение подводящего шланга и фиксацию его при помощи хомута подводящего шланга на ниппеле 37 и последующее сочленение быстроразъемного соединения с пусковым устройством путем навинчивания первой футорки 36 на вторую футорку 38. Для установки ручного пневматического сверла на устройство пневмоподдержки (на рисунках не показано) шток устройства пневмоподдержки пропускается сквозь отверстие втулки 46, путем поворота ручек захвата 42 устанавливается и фиксируется заданный угол наклона, сквозь головку шпинделя 1 в водило 27 устанавливается соответствующий рабочий инструмент, после чего производится позиционирование сверла в забое. Если бурение проводится без использования устройства пневмоподдержки, позиционирование ручного пневматического сверла в процессе работы осуществляется оператором путем захвата и удержания за ручки захвата 42.
Запуск ротационного пневмодвигателя осуществляется пусковым устройством путем нажатия на пусковой курок 29, который толкателем 30 сдвигает клапан 31 и открывает доступ сжатого воздуха через отверстие во второй футорке 38 и корпусе 15 в рабочую камеру ротационного пневмодвигателя. Сжатый воздух, воздействуя на лопатки 14, приводит в движение ротор 21. Вращение ротора 21 через шестерни промежуточные 23 планетарного редуктора, взаимодействующие с шестерней венцовой 22, передается водилу 27 и закрепленному в нем сверлу (на рисунках не показано).
Снижение шума, возникающего при работе ручного пневматического сверла, достигается благодаря следующим конструктивным решениям: при выхлопе отработанный воздух попадает в камеру 43, выполненную в корпусе 15, в которой энергия сжатого воздуха частично гасится. Далее происходит повторное гашение энергии сжатого воздуха вследствие того, что поток воздуха делится на две части и по каналам двух расходящихся трубчатых частей 39, 45, имеющих разную длину, направляется к воздухоотводящему рукаву 40, где части потока вновь объединяются и удаляются за пределы рабочей зоны оператора.
Благодаря тому, что ручки захвата 42 покрыты тепло-виброизолирующим покрытием 44, воздействие вибрации на оператора существенно ослабляется и в процессе работы обеспечивается удобный и надежный захват и удержание ручного пневматического сверла в требуемом положении.
Предлагаемая полезная модель позволяет создать ручное пневматическое сверло, обладающее высокими эксплуатационными свойствами, надежностью и безопасностью работы.