Бурильная машина

 

БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая шпиндель с режущим инструментом, параллельно подключенные к напорной гидролинии гидродвигатели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали которых установлен блок управления режимами в виде регулируемых дросселей бурения и забуривания, каретку с блок-звездочками и подающий механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек , установленных на неподвижных направляющих, при этом приводная звездочка связана с гидродвигателем подачи, все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, а гидродвигатель вращения шпинделя жестко закреплен на каретке, отличающаяся тем, что, с целью повы.щения надежности бурильной машины путем увеличения чувствительности регулирования усилия подачи при использовании дифференциального привода, она снабжена дополнительным гидродвигателем подачи шпинделя, а блок управления режимами - напорным золотником с управляющей камерой, причем дос полнительный гидродвигатель связан с опор@ ной звездочкой и подключен к напорной (Л гидролинии перед гидродвигателем вращения шпинделя, при этом напорный золотник установлен на сливе параллельно дросселю забуривания, а управляющая камера золотника сообщена с напорной гидролинией перед гидродвигателями подачи. 00 4 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК рад Е 21 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

С: го

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3521090/22-03 (22) 15.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) Г. М. Водяник, М. Г. Водяник, А. Н. Дровников, А. П. Алиферов, А. П. Небратенко и Н. И. Самодуров (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе и Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (53) 622.233.626 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 905444, кл. Е 21 С 1/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3402991, кл. Е 21 С 1/02, 1982 (прототип). (54) (57) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая шпиндель с режущим инструментом, параллельно подключенные к напорной гидролинии гидродвигатели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали которых установлен блок управления режимами в виде регулируемых дросселей бурения и

„„SUÄ„1084434 А забуривания, каретку с блок-звездочками и подающий механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек, установленных на неподвижных направляющих, при этом приводная звездочка связана с гидродвигателем подачи, все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, а гидродвигатель вращения шпин деля жестко закреплен на каретке, отличаюи аяся тем, что, с целью повышения надежности бурильной машины путем увеличения чувствительности регулирования усилия подачи при использовании дифференциального привода, она снабжена дополнительным гидродвигателем подачи шпинделя, а блок управления режимами — напорным золотником с управляющей камерой, причем дополнительный гидродвигатель связан с опорной звездочкой и подключен к напорной гидролинии перед гидродвигателем вращения шпинделя, при этом напорный золотник установлен на сливе параллельно дросселю забуривания, а управляющая камера золотника сообщена с напорной гидролинией перед гидродвигателями подачи.

1084434

10

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурильным машинам врашательного бурения.

Известна бурильная машина, включающая шпиндель с режушим инструментом, гидродвигатели подачи и врашения шпинделя, параллельно подключенные к напорной магистрали, каретку с опорной и приводной звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем вращения, и подающий механизм, выполненный в виде приводных, опорных и натяжных звездочек, из которых одна опорная, две натяжные и одна приводная звездочки установлены на неподвижных направляющих, при этом приводная звездочка кинематически связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом (1).

Однако надежность работы бурильной машины при бурении пород с различными физико-механическими свойствами относительно невысока.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является бурильная машина, включающая шпиндель с режущим инструментом, параллельно подключенные к напорной гидролинии гидродвигатели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали которых установлен блок управления режимами в виде регулируемых дросселей бурения и забуривания, каретку с блок-звездочками и подающий механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек, установленных на неподвижных направляюших, при этом приводная звездочка связана с гидродвигателем подачи, все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, а гидродвигатель вращения шпинделя жестко закреплен на каретке (2).

Однако при повышении мощности гидродвигателей регулировка усилия дифференциальной подачи в зависимости от физико-механических свойств твердой среды недостаточно чувствительна, вследствие чего снижается надежность конструкции.

Цель изобретения — повышение надежности бурильной машины путем увеличения чувствительности регулирования усилия подачи при использовании дифференциального привода.

Поставленная цель достигается тем, что бурильная машина, включающая шпиндель с режущим инструментом, параллельно подключенные к напорной гидролинии гидродвигатели подачи и вращения шпинделя, в сливной магистрали которых установлен блок управления режимами в виде регулируемых дросселей бурения и забуривания, каретку с блок-звездочками и подающий механизм, выполненный в виде приводной, двух натяжных и опорной звездочек, установленных на неподвижных направляю15

50 ших, при этом приводная звездочка связана с гидродвигателем подачи, все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, а гидродвигатель врашения шпинделя жестко закреплен на каретке, снабжена дополнительным гидродвигателем подачи шпинделя, а блок управления режимами — напорным золотником с управляюшей камерой, причем дополнительный гидродвигатель связан с опорной звездочкой и к напорной гидролинии подключен перед гидродвигателем вращения шпинделя, при этом напорный золотник установлен на сливе параллельно дросселю забуривания, а управляющая камера золотника сообщена с напорной гидролинией перед гидродвигателем подачи.

На чертеже показана принципиальная гидрокинематическая схема машины.

Бурильная машина состоит из шпинделя l с режущим инструментом 2, трех гидродвигателей 3 — 5 постоянной производительности (для подачи — дополнительный и опорного момента и вращения 5.Гидродвигатели 3 — 5 подключены к напорной гидролинии 6 насоса маслостанции (не показан) по смешанной схеме: гидродвигатели подачи 3 и вращения 5 шпинделя 1 включены последовательно, а гидродвигатель 4 опорного момента — параллельно первым двум, при этом по отношению к напорной гидролинии 6 насоса маслостанции они включены параллельно. В сливные гидролинии гидродвигателей включены дроссели 7 — 9, регулируемые на расчетные расходы в зависимости от заданного режима работы бурильной машины, причем параллельно дросселю 9 включен напорный золотник 10, упраляюшая камера 11 которого подключена к напорной гидролинии 6 насоса маслостанции.

При этом дроссели 7 и 8 управляют режимом отвода режущего инструмента от забоя, а дроссель 9 — подвода и забуривания.

Так как бурильная машина является безредукторной и основана на использовании высокомоментных гидродвигателей, то выходные валы гидродвигателей 3 — 5 непосредственно связаны: гидродвигатель 5 — со шпинделем 1 режущего инструмента 2, гидродвигатели 3 и 4 — с опорной, выполняющей в этом варианте подключения гидродвигателей функции дополнительной приводной 12, и приводной 13 звездочками соответственно.

Подаюший механизм 14 выполнен в виде приводных 12 и 13, натяжных 15 и 16 звездочек, которые установлены на неподвижных направляющих 17, две блок-звездочки 18 и 19 установлены на подвижной каретке 20, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом 21. Кроме того, на подвижной каретке 20 подаюшего механизма 14, представляющего собой цепную дифференциально-полиспастную передачу, жестко укреплен гидродвигатель 5 вращения шпинделя 1 с режущим инструментом 2.

1084434

2 2 П4 Я4 ), М/МИН

Составитель Ю. Стрелов

Текред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 564 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Янович

Заказ 1948/26

В процессе забуривания дроссель 9 открыт на величину, необходимую и достаточную для плавного подвода режущего инструмента 2 к забою. В процессе автоматического режима бурения дроссели 7 и 9 полностью.закрыты, а дроссель 8 — полностью

5 открыт. Расход рабочей жидкости через гидродвигатель опорного момента 4 регулируется напорным золотником 10 в зависимости от величины давления в напорной гидролинии 6 насоса маслостанции. При этом 10 скорость подачи режущего инструмента 2 определяется по выражению где h2, г14 - частоты вращения выходных

15 валов гидродвигателей подачи 3 и опорного момента 4 соответственно; 2 Н4 — радиусы делительных окружЭ ностей приводных звездочек 12 и 13 соответственно.

Бурильная машина работает следующим образом.

При включении бурильной машины шпиндель 1 с режущим инструментом 2 начинает вращаться вследствие подвода рабочей жид- 25 кости через гидродвигатель 3 подачи к гидродвигателю 5 вращения шпинделя 1, при этом одновременно рабочая жидкость подводится и к гидродвигателю 4 опорного момента из напорной гидролинии 6 насоса маслостанции и далее на слив через соответствующие дроссели 7 — 9 и напорный золотник 10, если давление в напорной гидролинии 6 насоса маслостанции превышает заданное давление настройки золотника 10.

При этом выходные валы трех гидродвигателеи 3 — 5 начинают вращаться. Выходной

35 вал гидродвигателя 5 вращения через шпиндель 1 и буровые штанги передает вращающий момент режущему инструменту 2, а выходные валы гидродвигателей 3 и 4 подачи и опорного момента передают вращающие 40 моменты непосредственно сидящим на них соответствующим приводным звездочкам 12 и 13 подающего механизма 14. Вращение натяжных звездочек 15 и 6, установленных как и приводные 12 и 13 звездочки на неподвижных направляющих 17, и блок-звездочек 18 и 19, установленных на подвижной каретке 20, осуществляется от приводных звездочек 12 и 13 посредством бесконечного гибкого элемента 21, охватывающего все звездочки.

При возрастании момента сопротивления вращению режущего инструмента 2, например, за счет изменения физико-механических свойств пород или значительного затупления режущего инструмента давление на выходе гидродвигателя вращения 5 шпинделя 1 увеличивается, что в свою очередь, приводит к увеличению давления в напорной гидролинии 6 насоса маслостанции. В результате этого проходное сечение напорного золотника 10 увеличивается, что приводит к увеличению расхода рабочей жидкости через гидродвигатель 4 опорного момента. Так как гидродвигатели 3 и 5 подачи и вращения шпинделя 1 включены последовательно, а по отношению к гидродвигателю 4 опорного момента — параллельно, то увеличение расхода рабочей жидкости в одной гидролинии приводит к уменьшению его в другой. Частота вращения гидродвигателей 3 и 5 подачи и вращения шпинделя 1 уменьшается,а гидродвигателя 4 опорного момента, соответственно, возрастает. В результате скорость подачи режущего инструмента 2 на забой уменьшается.

При использовании изобретения возможно более полное использование гидравлической мощности привода машины и уменьшение вероятности выхода из строя рабочего режущего инструмента при наличии заклинивания последнего за счет перераспределения скоростей вращения звездочек цепного дифференциально-полиспастного податчика.