Золотниковое воздухораспределительное устройство

Данный вид воздухораспределительных устройств применен в перфораторе ПП-63СВП завода «Пневматика». Эта схема относится к устройствам с принудительным управлением перекидкой регулирующего органа. Наибольшее распространение в качестве регулирующего органа получил трубчатый золотник.

Воздухораспределительное устройство (рис.1.3) состоит из цилиндрического золотника 3, втулки 5, крышки 2, золотниковой коробки 4. Золотник имеет фланец “н ”, площадь которого значительно превышает площадь опорных торцов “о”, находящихся во взаимодействии со сжатым воздухом в полостях рабочего цилиндра. Поэтому для перемещения золотника требуется сравнительно небольшое давление воздуха, воздействующего на фланец "н" (переброска золотника происходит за счет разности сил, действующих на торец “о” и фланец “н”).

В момент, показанный на рис.1.3, а, поршень-ударник в начале рабочего хода занимает крайнее левое положение, при этом золотник занимает также крайнее левое положение (усилие на правый торец золотника больше чем на левый из-за разности площадей торцов, на которые воздействует сжатый воздух).

а

б

Рис. 1.3 – Золотниковое воздухораспределительное устройство: а - рабочий ход; б - холостой ход.

От пускового крана по отверстию “а” сжатый воздух поступает к золотниковой коробке (полость “б”). Далее по каналам “в” золотника и отверстиям “г” втулки 5 золотника сжатый воздух поступает в левую полость цилиндра перфоратора. Отверстие “п” работает только в момент запуска перфоратора, обеспечивая фиксацию крайнего положения золотника, и в дальнейшем не влияет на его работу. Под действием давления сжатого воздуха поршень-ударник 1 перемещается вправо (рабочий ход). Воздух из правой полости цилиндра вытесняется через выхлопное отверстие “д” в атмосферу до тех пор, пока поршень не перекроет это отверстие своей правой кромкой. Продолжая двигаться вправо, поршень открывает своей левой кромкой канал “е”, по которому сжатый воздух поступает в полость “ж” золотниковой коробки с левой стороны фланца “н” золотника, заставляя золотник перемещаться вправо (рис.1.3, б). При этом кольцевая полость с правой стороны фланца золотника каналом “к” и кольцевым каналом поршня соединена с атмосферой (отверстие “д”). Перемещение золотника составляет 2...2,5 мм, при этом золотник успевает набрать достаточную скорость, обеспечивающую быстрое открытие щели для подачи сжатого воздуха в правую полость цилиндра. После переброски золотника левая кромка поршня открывает отверстие “д”, и оставшийся воздух из левой полости цилиндра выходит в атмосферу. В это время поршень-ударник наносит удар по торцу бура (штанги).

Поршень-ударник после удара по буру и отскока подхватывается сжатым воздухом, поступающим по каналу “и” в правую полость цилиндра, и движется влево. Совершая обратный (холостой) ход, поршень-ударник при этом поворачивается на застопорённом геликоидальном стержне и обеспечивает таким образом поворот бура на конструктивно определённый угол. Золотник 3 удерживается в правом положении под действием сжатого воздуха на его левый торец (рис.1.3, б). Как только правая кромка поршня откроет входное отверстие канала “к”, в него устремится сжатый воздух и перебросит золотник влево (рис.1.3, а) для осуществления следующего рабочего хода.

Каналы “к” и “е” через постоянно открытые отверстия малого сечения “л” и “м” сообщаются с атмосферой, благодаря чему обеспечивается перемещение золотника при уже закрывшемся отверстии на выхлоп, при этом кинетическая энергия золотника расходуется на вытеснение воздуха через канал “л” или “м”, скорость золотника уменьшается и этим обеспечивается безударное, чёткое переключение золотника.

Характерной особенностью золотникового воздухораспределительного устройства является то, что перемещение золотника происходит сжатым воздухом, поступающим из пневмосети, без прямого выброса его в атмосферу. Это устройство не требует сжатия воздуха поршнем-ударником в соответствующих полостях цилиндра, что уменьшает тормозящее действие на поршень.

Достоинствами золотникового воздухораспределительного устройства являются:

- более экономичный расход сжатого воздуха при работе;

- возможность бурения при перепадах давления в шахтной сети (менее чувствительны к падению давления сжатого воздуха в сети);

- возможность работы при отрицательных температурах атмосферного воздуха.

Недостатками золотникового воздухораспределительного устройства являются:

- большая масса золотника, что замедляет его перемещение (поэтому это устройство не рекомендуется для бурильных головок с большой частотой ударов);

- сложность изготовления золотника из-за наличия нескольких концентрических подвижных посадок второго класса, что значительно увеличивает стоимость всего перфоратора;

- быстрый износ золотника в процессе работы.