Бурильная машина

 

1. БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая корпус, внутри которого установлен подпружиненный цилинхф с боПком и роликом, кулачок с подшипниковым узлом, инструмент, приводной двигатель и узел регулирования реи«има работы машины, отличающ ая с я тем, что, с целью повышения производительности процесса бурения путем расширения диапазона изменения рабочих параметров, узел регулирования выполнен в виде фрикционного диска с центральным углублением, который установлен на валу приводного двигателя, причем ось вращения диска перпендикулярна оси инструмента, при этом диск кинематически связан с кулачком и хвостовиком инструмента.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

)151) Е 21 С 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3554789/29-03 (22) 21.02.83 (46) 07.05.84. Бюл. У 17 (72) О.Д.Алимов, В.К.Манжосов, Б.A.Øåâ÷åíêî и Й.У.Джолдошев (71) Институт автоматики AH Киргизской ССР (53) 622.233.65 (088. 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

)1 582385, кл. E 21 С 1/12,06.05.76.

2.Авторское свидетельство СССР

В 548709, кл. E 21 C 3/32, 06.07. 73 (прототип ) ° (, 54) (57) 1. БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включакщая корпус, внутри которого установлен подпружиненный цилиндр с бойком и роликом, кулачок с подшипниковым узлом, инструмент, приводной двигатель и узел регулирования режима рабаты машины, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения производительности процесса бурения путем расширения диапазона изменения рабочих параметров, узел регулирования выполнен в виде фрикционного диска с центральным углублением, который установлен на валу приводного двигателя, причем ось вращения диска перпендикулярна оси инструмента, при этом диск кинематически связан с кулачком и хвостовиком инструмента.

И

1090865

1О

ЗО

2. Машина по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что она снабжена дополнительными фрикционными дисками, которые установлены на хвостовике

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, к бурильным машинам вращательного бурения с ударным воздействием на непрерывно вращающийся инструмент, находящийся постоянно в контакте с обрабатынаемой средой,н частности к бурильным машинам вращательного и ударновращательного бурения для проходки шпуров и скважин с широким диапазоном изменения крепости породы,а также в буровых автоматических устройствах малой мощности.

Известны бурильные машины, обеспечивающие автоматический переход с режима вращательного бурения на ударно-вращательный режим и автоматическое рЕгулиронание энергии или частоты ударов по усилию подачи (1)..

Наиболее близкой к предлагаемой ло технической сущности является бурильная машина, включающая корпус, внутри которого установлен подпружиненный цилиндр с бойком и роликом, кулачок с подшипниковым узлом, инструмент, приводной двигатель и узел регулирования режима работы маши- ны (2)

Однако известная бурильная маши,на не обеспечивает одновременное регулиронание скорости вращения инструмента и частоты ударов при бурении пород с широким диапазоном изменения крепости. Это связано с низкой эффективностью использования энергии, подводимой к бурильной машине, а значит и с низкой производительностью процесса разрушения пород. С точки зрения повышения производительности разрушения, например, при бурении пород с коэффициентом крепости от 6-8 до 17-18 по шкале проф. М,М.Протодьяконова необходимо скорость вращения инструмента уменьшить н 2-3 раза и увели- чить в 2-3 раза частоту ударов на один оборот инструмента. Это позволяет увеличить стойкость буроного инструмента за счет уменьшения его истирания о породы высокой крепости, что также способствует повышению производительности разрушения пород высокой крепости.

Цель изобретения — повышение производительности процесса бурения путем расширения диапазона изменения рабочих параметрон. инструмента и на кулачке и кинематически связаны с фрикционным диском вала приводного двигателя.

Укаэанная цель достигается тем, что в бурильной машине, включающей корпус, внутри которого установлен подпружиненный цилиндр с бойком и роликом, кулачок с подшипниконым узлом, инструмент, приводной двигатель и узел регулирования режима работы машины, последний выполнен в виде фрикционного диска с центральным углублением, который установлен на валу приводного двигателя, причем ось вращения диска перпендикулярна оси инструмента, при этом диск кинематически связан с кулачком и хвостовиком инструмента.

Кроме того, бурильная .машина снабжена дополнительными фрикционными дисками, которые установлены на хвостовике инструмента и на кулачке и кинематически связаны с фрикционным диском нала приводного двигатетеля.

На фиг. 1 изображена схема бурильной машины; на фиг. 2 — диаграммы изменения скорости вращения инструмента и частоты ударов н зависимости от усилия подачи.

Буриль н ая машина в ключ ает н себя . приводной двигатель 1, установленный в корпусе 2. В подшипниковых узлах 3 корпуса размещены цилиндр 4 и хностовик 5 инструмента. Цилиндр 4 от вращения ограничен шлицами а корпуса 2 и подпружинен пружиной б. Ннутри цилиндра 4 размещены пружина 7 и боек 8, который взаимодействует посредством ролика 9 с профилем кулачка 10, установленного на цилиндре 4 посредством подшипникового узла 11. На кулачке 10 жестко устанонлен фрикционный диск 12. Хвостовик 5 и цилиндр 4 связаны посредством подшипникового узла 13. На хностовике

5 жестко установлен фрикционный диск 14. На валу приводного двигателя 1 жестко установлен фрикционный диск 15, который имеет углубление 5 н центре и кинематически связан одновременно с фрикционным диском 12 и фрикционным диском 14. При сборке механизма диск 12 устанавливается таким образом, что он находится на" против углубления О фрикционного диска 15. Кожух 16 корпуса 2 служит для защиты механизма от попадания пыли.

1090865 чака ние

0 С, А вакс Ьг

Составитель Ю.Стрелов

Редактор С.Саенко Техред М.Тепер Корректор И.Эрдейи

Заказ 3032/30 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Бурильная машина работает следующим образом.

При бурении двигатель 1 посредством фрикционного диска 15 и диска 14 вращает хвостовик 5 инструмента. Усилие подачи, приложенное к корпусу 2, невелико, и цилиндр 4 находится в крайнем нижнем положении. При этом вращение диску 12 не передается.

Вследствие этого кулачок 10 неподвижен относительно цилиндра 4. Сле- 1О довательно, ударный механизм не работает.

В режиме вращательного бурения при увеличении крепости буримой по- 15 роды возрастает усилие подачи. При достижении усилия подачи некоторого о значения Рр, которое определяется усилием предварительного поджатия пружины 6, корпус 2 начинает сме- 2ц щаться вниз относительно хвостовика

5 и цилиндра 4. Это приводит к уменьшению радиуса сцепления фрикционного диска 15 с диском 14, что вызывает уменьшение скорости вращения хвостовика 5. При достижении усилия пода1 чи некоторого значения Рр начинается взаимодействие диска 12 с фрикционным диском 15 по минимальному его радиусу. Начинается вращение кулачка 10 относительно цилиндра 4.

Это приводит к взводу бойка 8 и сжатию пружины 7. Когда ролик 9, подняв боек 8 на максимальную высоту профиля кулачка 10, соскакивает с верхней точки профиля, боек 8 под действием сжатой рабочей пружины 7 разгоняется и наносит удар по хвостовику 5, т.е. начинает работать ударный механизм.

Как видно из диаграммы, в диапазоне усилия подачи от 0 до Рр буо рильная машина реализует вращатель- ный режям бурения. В диапазоне усилий подачи от Рр до Рц бурильная машина реализует вращательный режим бурения с регулированием скорости вращения инструмента. B диапазоне уси1 лий подачи от Рр до Рр бурильная машина реализует ударно-вращательный режим работы с ре гули ро вани ем как с корости вращения инструмента, так и частоты ударов, причем скорость вращения инструмента падает с номинальной

Пe до MHHHMBJIBHOA11 ct частота ударов возрастает от 0 до максимальмакс макс ной n . Начиная с усилия подачи Рр бурильная машина реализует ударновращательный режим работы с постоянной минимальной скоростью вращения инструмента и максимальной частотой ударов.

По окончании бурения податчик (не показан) тянет корпус 2 вверх вследствие этого хвостовик 5 и цилиндр 4 опускаются в крайнее нижнее положение, диск 12 кулачка 10 выходит из кинематической связи с фрикционным диском 15, и следовательно, выключается ударный механизм, Инструмент при этом вращается с номинальной скоростью.

Использование изобретения при бурении гранита позволяет снизить объемную работу разрушения примерно в 1,3 раза и увеличить удельную подачу инструмента примерно в 2 раза,