Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Technological Equipment, Machining Attachments and Instruments ____________________________________________________________________ 320 значительная доля ручного труда, быстрое утомление обслуживающего персонала, низкая производительность труда. В связи с этим, актуально, создание оборудования с малыми мас- согабаритными параметрами и экономичными расходными характеристиками, что позволяет также использовать компактные источники сжатого воздуха. Теория Анализ технических характеристик существующих пневмоударных машин показыва- ет, что их развитие и совершенствование осуществляется в первую очередь за счет наращи- вания энергии единичного удара и увеличения массогабаритных параметров машин. Нара- щивание ударной мощности при этом сопровождается снижением частоты ударного воздей- ствия с 6 – 7 до 1 – 2 Гц. Указанный подход имеет свои существенные ограничения и к настоящему времени практически исчерпал себя. Поэтому главный резерв повышения про- изводительности технологического процесса заключается в определении рационального со- четания энергетических параметров ударного воздействия, оказывающих наибольшее влия- ние на эффективность внедрения погружаемого элемента в упругопластичную грунтовую среду. Эксперименты, проведенные на базе Института горного дела СО РАН показали, что при скорости соударения ударника и корпуса на уровне 4 м/с и массе ударника 4 кг может быть достигнута энергия в пределах 30–40 Дж. Такой уровень энергии пневмоударных меха- низмов является достаточным для преодоления лобового и бокового сопротивления грунто- вой среды, например, при проходке лидерных скважин диаметром до 60 мм и погружении в грунт металлических элементов малого поперечного сечения [3, 4]. Для обеспечения высо- кой производительности технологического процесса частота ударного воздействия в устрой- ствах должна быть не менее 10 Гц. На основе результатов экспериментальных исследований в лаборатории механизации горных работ ИГД СО РАН разработан и создан малогабаритный пневматический механизм ударного действия с двумя управляемыми камерами (рис. 1) [5]. Механизм обладает энергией единичного удара 30 Дж и частотой ударов 22 Гц, имеет диаметр Ø 0.073 м и длину 0.56 м при этом его масса составляет 13.5 кг. В условиях конструктивных ограничений на радиальные размеры пневмоударного механизма, определяемые размерами скважины, достоинством схемы воздухораспределения с двумя управляемыми камерами является: 1) использование в работе по перемещению удар- ника всей площади его поперечного сечения, как на прямом ходу, так и на обратном ходу, что позволяет максимально в рамках данной системы воздухораспределения повысить удар- ную мощность машины; 2) возможность повышения частоты ударов; 3) уменьшение длины, по сравнению с пневмопробойником, при одинаковых радиальных размерах; 4) конструк- тивная простота, и вследствие этого, высокая надежность; 5) возможность реверсирования направления. Рис. 1. Общий вид экспериментального образца пневмоударного механизма с двумя управляемы- ми камерами: 1 – корпус с наковальней; 2 – ударник; 3 – патрубок; 4 – гайка; 5 – амортизатор