ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3803776/22-03 (22) 18.10.84 (46) 07,04.86. Бюл. № 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт (КузНИУИ) (72) Н. А. Белан, В. И. Медведев, Е. А. Елкин, P. П. Лысенко, В. А. Шилов, И. Г. Воробьев и А. П. Бабанов (53) 622.233.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 724710, кл. Е 21 С 1/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1073450, кл. Е 21 С 3/20, 1982. (54) (57) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА, включающая гидравлический ударник, вращатель с валом и податчик, напорные и сливные магистрали, гидроклапан давления, управляю„SU„„1222832 А щая полость которого подключена к напорной магистрали вращателя, вращающийся распределитель гидравлического ударника, установленный на валу вращателя, регулируемый дроссель, подсоединенный к сливной магистрали гидроударника после вращающегося распределителя, периодически соединяющего одну из полостей гидравлического ударника, со сливом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы бурильной машины за счет согласования частоты ударов с нагрузкой вращателя и податчика, управляющая полость гидроклапана давления дополнительно сообщается с напорной магистралью гидравлического ударника, причем регулируемый дроссель к сливной магистрали подсоединен послее довательно относительно вращающегося распределителя.

1222832

ВНИИПИ Заказ l684i32 Тираж 470 Подписное

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

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидравлическим бурильным машинам для бурения шпуров и скважин, например, в подземных условиях.

Цель изобретения вЂ” повышение надеж5 ности работы бурильной машины за счет согласования частоты ударов с нагрузкой вращателя и податчика.

На чертеже показана гидравлическая схема бурильной машины.

Бурильная машина состоит из гидромотора 1, вращателя 2, гидроударника 3, вращающегося распределителя 4, приводимого во вращение гидромотором 1, бойка 5 с полостями 6 рабочего и 7 холостого хода, гидроцилиндра 8 подачи, регулируемого дросселя 9, включенного в сливную магистраль 10 гидроударника 3, напорную магистраль 11, гидрораспределителя 12 в виде гидроклапана давления, управляемая полость 13 которого включена в напорную магистраль 11, а управляющая вЂ” в цепь дис- 2g танционного управления предохранительного клапана 14 гидроцилиндра 8 подачи, бурового инструмента 15. Бурильная машина имеет объединенный источник питания (не показан).

Бурильная машина работает следующим образом.

При полностью открытом дросселе 9 давление жидкости в напорной магистрали 11 определяется величиной вращающего момента гидромотора 1. В случае отсутствия контакта бурового инструмента 15 с породой вращающий момент гидромотора 1 минимален и давление жидкости в напорной магистрали 11 равно по величине давлению холостого хода. Это давление недостаточно для работы ударного механиза, и весь поток жидкости проходит через гидромотор 1, т.е. возникает безударный режим холостого хода.

При малых величинах усилия подачи, например при забуривании, момент на валу гидромотора 1 возрастает до некоторой ве- 4О личины, повышается давление и в напорной магистрали 11. Вращающийся от вала гидромотора 1 распределитель 4 периодически соединяет полость 6 рабочего хода бойка 5 с напорной 11 или сливной 10 магистралью, осуществляя возвратно-поступательное движение бойка 5. Так как давление жидкости в напорной магистрали 11 меньше номинального, то гидроударник 3 развивает малую энергию при высокой частоте ударов, которая определяется частотой вращения гидромотора 1. В данном случае вращательное движение бурового инструмента 15 в сочетании с ударной нагрузкой малой энергии позволяет эффективно проводить процесс забуривания, уменьшая время забуривания и устраняя возможные поломки бурового инструмента 15.

С ростом усилия подачи вращающий момент также увеличивается и давление в напорной магистрали 11 приближается к номинальному. Это приводит к увеличению энергии удара и росту потребления рабочей жидкости гидроударником 3. Поток рабочей жидкости делится автоматически на составляющие, соответствующие номинальному режиму гидромотора 1 и гидроударника 3.

Для ограничения роста усилия подачи напорная магистраль 11 соединена с управляемой полостью гидрораспределителя 12, управляющая полость которого включена в цепь дистанционного управления предохранительного клапана 14 гидроцилиндра 8 подачи. При увеличении усилия подачи сверх максимального рабочего, например при заклинивании бурового инструмента 15, возрастает и вращающий момент гидромотора 1, давление в напорной магистрали также уве- личивается сверх номинального, гидрораспределитель 12 срабатывает и соединяет цепь управления предохранительного клапана 14 со сливом. В момент срабатывания клапана

14 усилие подачи падает до нуля, уменьшаются вращающий момент гидромотора 1 и давление в напорной магистрали 11. При дальнейшем росте усилия подачи бурильная машина плавно возвращается на рабочий режим.

При изменении характеристик буримого массива, например при уменьшении крепости пород, дроссель 9 частично перекрывается, создавая подпор в полости 6 при обратном ходе бойка 5. В результате уменьшается ход бойка 5, энергия ударов и расход рабочей жидкости, увеличивается частота вращения гидромотора 1 и частота ударов гидроударника 3, т.е. устанавливается режим работы бурильной машины, соответствующий новым условиям.

В случае бурения шпуров и скважин в мягких породах дроссель 9 перекрывается полностью, весь поток жидкости проходит через гидромотор 1 и осуществляется бурение вращательным способом. Таким образом, в зависимости от перекрытия проходного сечения дросселя 9 и величины усилия подачи бурильная машина автоматически производит настройку на соответствующий режим работы, перераспределяя поток жидкости между гидромотором 1 вращателя 2 и гидроударником 3, обеспечивая плавное регулирование энергии и частоты ударов, защиту от холостых ударрв при отсутствии контакта бурового инструмента 15 с породой и защиту от перегрузок и заклинивания бурового инструмента 15.