Электромагнитная машина ударного действия

(51) 21 1/12 (2010.01) 02 7/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к горным машинам и предназначено для разрушения горных пород,негабаритов и т.д. Задачей предполагаемого изобретения является повышение производительности устройства. Для этого в предлагаемой электромагнитной машине, ударного действия, содержащей корпус с размещенными симметрично в корпусе двумя идентичными электромагнитными узлами с ферромагнитными бойками и силовыми электромагнитами прямого и обратного хода и рабочий инструмент, ферромагнитные бойки соединены между собой коромыслом, которое пропущено через дополнительный бок, который установлен по продольной оси ударной машины с возможностью перемещения вдоль этой оси и взаимодействия с рабочим инструментом.(72) Едыгенов Ерик Казтаевич Ляшков Владимир Иванович Едыгенова Зарина Васильевна Едыгенов Жанат Ерикович Неборокова Надежда Николаевна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт горного дела им. Д.А. Кунаева Республиканского государственного предприятия Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ 23525 Изобретение относится к горным машинам и предназначено для разрушения горных пород в массиве, негабаритов, а также в строительной индустрии для измельчения бетонных блоков,разрушения фундаментов, асфальта и т.д. Известен электромагнитный молот (Малов А.Т.,Ряшенцев Н.П. и др. Электромагнитные молоты. Новосибирск, Наука, 1979, с. 15, рисунок 1.4),включающий катушки рабочего и холостого хода,установленные на немагнитной направляющей и заключенные в магнитопровод, состоящий из ярма(корпуса), выполненного в виде отрезка стальной трубы, закрытого с торцов ферромагнитными полюсами,внутри направляющей размещен ферромагнитный бок с возможностью осевого перемещения, а в крайних полюсах установлены датчики, управляющие подачей импульсов тока в катушки в зависимости от положения бойка в направляющей. В данном устройстве повышение энергии единичного удара ограничено заданными геометрическими параметрами катушек и номинальным током в них. Это сужает область использования данного устройства. Этот недостаток устранен в электромагнитной машине ударного действия (статья Ляшкова В.И.,Джакупбаева А.Н. и др. Многокаскадная электромагнитная машина возвратно-поступательного движения. В сб. Электрические импульсные системы. МатериалыВсесоюз. совещания по проблеме Силовые импульсные системы,Новосибирск, 1976. с. 137-141), которая состоит изсиловых электромагнитов, установленных вдоль продольной оси ударной машины на немагнитной направляющей трубе, концевых и промежуточных датчиков положения,обеспечивающих перемещение ферромагнитного якоря в направляющей трубе, и рабочего инструмента. Установкасиловых электромагнитов вдоль продольной оси ударной машины увеличивает е габарит по высоте, что ограничивает использование этого устройства в условиях горного производства и особенно в стесннных условиях подземных рудников. Этот недостаток устранн в известном, наиболее близком техническом решении (А.с.398742. СССР. Е 0217/14), в котором устройство для образования скважин содержит корпус, внутри которого размещн электромагнитный ударный блок и рабочий инструмент с наковальнями,источник питания и блок управления подачей импульсов тока в электромагнитный ударный блок,последний состоит из идентичных электромагнитных ударных узлов,которые установлены параллельно друг другу и продольной оси устройства, равномерно размещены по окружности вокруг этой оси на одинаковом расстоянии от не, а каждый электромагнитный ударный узел содержит силовые обмотки прямого и обратного хода,установленные на своей немагнитной направляющей, внутри которой размещн составной бок с возможностью продольного перемещения в этой направляющей и 2 взаимодействующий через свою наковальню с рабочим инструментом,установленным по продольной оси устройства, а все наковальни смещены относительно этой оси. Смещение наковален относительно продольной оси устройства при установке рабочего инструмента по продольной оси устройства предопределяет нанесение нецентральных ударов каждым бойком по рабочему инструменту. Это снижает эффективность передачи энергии удара от рабочего инструмента к обрабатываемому объекту, а значит и производительность устройства. Задачей изобретения является повышение производительности устройства. Технический результат изобретения - повышение эффективности передачи энергии удара от рабочего инструмента к обрабатываемому объекту за счт использования центрального удара. Для этого в предлагаемой электромагнитной машине ударного действия, содержащей корпус, с размещенными в нм двумя идентичными электромагнитными ударными узлами, каждый из которых включает ферромагнитный бок,размещенный внутри немагнитной направляющей,на которой установлены силовые электромагниты прямого и обратного хода, рабочий инструмент,установленный по продольной оси ударной машины,источник питания силовых электромагнитов с блоком управления подачей импульсов тока в эти электромагниты, в электромагнитных ударных узлах, установленных симметрично относительно продольной оси ударной машины, ферромагнитные бойки соединены между собой, например, коромыслом, которое пропущено через дополнительный бок, последний установлен по продольной оси ударной машины с возможностью перемещения вдоль этой оси и взаимодействия с рабочим инструментом. В результате упомянутых отличительных признаков электромагнитная машина ударного действия приобрела иное свойство, которым она не обладала раньше, и суть которого заключается в том, что появилась возможность передавать кинетическую энергию бойков, размещенных не по продольной оси ударной машины, обрабатываемому объекту, например, для разрушения горной породы по средством центрального удара. Соединение симметрично расположенных ферромагнитных бойков коромыслом необходимо для того, чтобы передать воздействие на это коромысло равнодействующей силы, равной сумме электромагнитных сил, действующих со стороны силовых электромагнитов прямого или обратного хода на ферромагнитные бойки, и обусловить действие этой равнодействующей силы вдоль продольной оси ударной машины. Установка дополнительного бойка вдоль продольной оси ударной машины и выполненная связь этого бойка с коромыслом необходимы для передачи по продольной оси ударной машины воздействия, упомянутых выше, электромагнитных сил, действующих на ферромагнитные бойки, 23525 вначале на дополнительный бок, а через него и на рабочий инструмент. Таким образом, выполненные соединения ферромагнитных бойков и дополнительного бойка коромыслом, установка дополнительного бойка вдоль продольной оси ударной машины необходимы для передачи кинетической энергии ферромагнитных бойков, размещенных не по продольной оси ударной машины, обрабатываемому объекту посредством центрального удара,наносимого дополнительным бойком по рабочему инструменту. Устройство поясняется чертежами, где на фигуре 1 схематически изображена электромагнитная машина ударного действия (продольный разрез), а на фигуре 2 - сечение А-А фигуры 1. Электромагнитная машина ударного действия содержит (фиг. 1,2) корпус 1, выполненный в виде правильной призмы прямоугольного сечения,закрытой верхней 2 и нижней 3 крышками. В нижней крышке 3 выполнено отверстие для рабочего инструмента 4, установленного по продольной осиэлектромагнитной машины ударного действия (в дальнейшем - ударной машины) и взаимодействующего с обрабатываемым объектом, например, с горной породой. В корпусе 1 симметрично продольной оси ударной машины установлены идентичные электромагнитные ударные узлыи(фигура 1). Каждый электромагнитный ударный узел включает ферромагнитный бок 5, размещенный внутри немагнитной направляющей 6, на которой установлены силовые электромагниты прямого 7 и обратного 8 хода ферромагнитного бойка 5. Силовые электромагниты 7 и 8 могут быть не идентичными, но в данном устройстве они идентичны. Каждый силовой электромагнит включает силовую обмотку 9, заключенную в магнитопровод, выполненный в виде отрезка стальной трубы 10 (ярма 10), закрытого с торцов ферромагнитными полюсами 11 и 12. Ферромагнитные бойки 5 электромагнитных ударных узловисоединены между собой,например, коромыслом 13, которое пропущено через дополнительный бок 14, последний установлен по продольной оси ОО ударной машины с возможностью перемещения вдоль этой оси и взаимодействия с рабочим инструментом 4. Кроме того, каждый ферромагнитный бок 5 внедрен в силовую обмотку 9 соответствующего силового электромагнита обратного хода 8 на глубину первоначального внедрения. На фиг. 1 это глубина обозначена . Общепринято считать, что(0,25 0,4)о , гдео -длина обмотки (в нашем случае это длина силовой обмотки 9). Остальную часть длины обмотки 9 (на фигуре 1 она обозначена ) занимает рабочий воздушный зазор. Именно на этом участкена бойки 5 и действуют электромагнитные силы со стороны тех силовых электромагнитов, по обмоткам которых в данный момент протекает электрический ток. Импульсы тока в силовые обмотки 9 подаются от источника питания 15, а управление подачей импульсов тока в эти обмотки осуществляется блоком управления 16. На приведенных чертежах источник питания 15 и блок управления 16 показаны схематически. Для соединения ферромагнитных бойков 5 между собой коромыслом 13 в этих бойках, а также в направляющих 6 выполнены сквозные пазы (на приведенных чертежах не показаны). Для пропуска коромысла 13 через дополнительный бок 14 в последнем выполнен сквозной паз (на приведенных чертежах не показан). Коромысло 13 может быть выполнено в виде стальной пластины прямоугольной формы. Устройство работает следующим образом. При нахождении дополнительного бойка 14 в крайнем нижнем положении(исходное состояние устройства) ферромагнитные бойки 5 электромагнитных ударных узловивнедрены в соответствующие обмотки 9 силовых электромагнитов 8 обратного хода на глубину первоначального внедрения . При подачи импульсов тока в эти обмотки 9 от источника питания 15 посредством блока управления 16 на ферромагнитные бойки 5 начинают действовать электромагнитные силы со стороны силовых электромагнитов 8 обратного хода и бойки 5 начинают в них втягиваться. Одновременно начинает подниматься вверх и дополнительный бок 14, так как он посредством коромысла 13 связан с бойками 5. По мере подъема бойков 5 они достигают конца обмоток 9, т.е. проходят весь рабочий воздушный зазор . В этот момент происходит резкое снижение электромагнитных сил, действующих на бойки 5, и поэтому обмотки 9 силовых электромагнитов 8 посредством блока управления 16 отключаются от источника питания 15, а обмотки 9 силовых электромагнитов 7 прямого хода подключаются к нему. Ферромагнитные бойки 5, под действием электромагнитных сил, теперь уже действующих со стороны силовых электромагнитов 7 прямого хода, а заодно и увлекаемый ими дополнительный бок 14 начинают двигаться в обратную сторону, совершая прямой (рабочий) ход. В конце рабочего хода дополнительный бок 14 посредством центрального удара передает рабочему инструменту 4, например,для разрушения горной породы всю накопленную им и двумя бойками 5 кинетическую энергию,посредством блока управления 16 обмотки 9 силовых электромагнитов 7 прямого хода отключаются от источника питания 15, а обмотки 9 силовых электромагнитов 8 обратного хода подключаются к нему и описанные выше процессы повторяются. Данное изобретение может быть использовано в электромагнитных машинах ударного действия с симметричным расположением электромагнитных ударных узлов. Такие ударные машины выгодно отличаются габаритами по высоте при достаточно больших значениях энергии единичного удара. 3 23525 В предлагаемом устройстве достигнуто повышение эффективности передачи энергии удара от рабочего инструмента к обрабатываемому объекту за счет использования центрального удара,а это влечет за собой и повышение производительности предлагаемой электромагнитной машины ударного действия. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электромагнитная машина ударного действия,содержащая корпус, с размещенными в нм двумя идентичными электромагнитными ударными узлами,каждый из которых включает ферромагнитный бок, размещенный внутри немагнитной направляющей,на которой установлены силовые электромагниты прямого и обратного хода,рабочий инструмент,установленный по продольной оси ударной машины,источник питания силовых электромагнитов с блоком управления подачей импульсов тока в эти электромагниты,отличающаяся тем, что в электромагнитных ударных узлах, установленных симметрично относительно продольной оси ударной машины,ферромагнитные бойки соединены между собой,например, коромыслом, которое пропущено через дополнительный бок, последний установлен по продольной оси ударной машины с возможностью перемещения вдоль этой оси и взаимодействия с рабочим инструментом.