Устройство для вибровращательного бурения

 

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для виброврашательного бурения. Цель - повышение эффективности работы и снижение уровня шума. Устр-во содержит вращатель , подающий механизм (ПМ) с направляющими , магнитострикционный вибровозбудитель (MB) 4, связанный с источником питания посредством токоприемника 11, и буровую штангу с поро J9 38 38 36 доразрушающим инструментом. Между MB 4 и вращателем смонтирован узел виброизоляции и передачи крутящего момента . Вращатель установлен с возможностью перемещения на направляющих ПМ со стороны, противоположной штанге. Со штангой посредством патрона 20 связан MB 4, который имеет охватывающий его кожух 15. Последний связан с направляющими ПМ посредством стоек 17 с лыжами 18. Токоприемник 11 размещен между узлом и врашателем. Узел выполнен в виде корпуса 33,связанного с валом 23 вращателя посредством муфты 24 с упором 29. В полости корпуса 33 расположен связанный с ним посредством шаровых опор 34 стакан 31, жестко связанный с MB 4. Между упором 32 в дне стакана 31 и упором 29 муЛты24 установлена пружина 30. Крутящий момент вращателя передается на вал 23 , а от него через муфту 24, упор 29, пружину 30 и упор 32 - MB 4. С последнего крутящий момент передается штанге с инструментом . 3 з.п., 2 ил. f ff § k/ OS 4 Ю CO 25 27 - Фиг. 2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (1Е 01) А1 (51)5 Е 21 С 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4621283/03 (22) 19. 12. 88 (46) 07. 05. 91 . Бюл. Р 1 7 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) В.В.Цыбулько, О.Ь.Гумеров и И.А.Петраков (53) 622.233.52,83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 132586, кл. Е 21 С 1/00, 1960.

Авторское свидетельство СССР

М 471434, кл. Е 21 С 3/16, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для виброврашательного бурения. Цель — повышение эффективности работы и снижение уровня шума. Устр-во содержит вращатель, подающий механизм (ПМ) с направляющими, магнитострикционный вибровозбудитель (МВ) 4, связанный с источником питания посредством токоприемника !l, и буровую штангу с поро2 доразрушающим инструментом. Между

MB 4 и вращателем смонтирован узел виброизоляции и передачи крутящего момента. Вращатель установлен с возможностью перемещения на направляющих

ПМ со стороны, противоположной штанге.

Со штангой посредством патрона 20 связан MB 4, который имеет охватывающий его кожух 15. Последний связан с направляющими ПМ посредством стоек 17 с лыжами 18. Токоприемник 1! размещен между узлом и врашателем. "Узел выполнен в виде корпуса 33, связанного с валом 23 вращателя посредством муфты 24 с упором 29. В полости корпуса 33 расположен связанный с ним посредством . шаровых опор 34 стакан 31, жестко связанный с МВ 4. Между упором 32 в дне стакана 31 и упором 29 муфты 24 установлена пружина 30. Крутящий момент вращателя передается на вал 23, а от него через муфту 24, упор 29, пружину 30 и упор 32 — МВ 4. С последнего крутящий момент передается штанге с инструментом. 3 з.п.ф лы, 2 ил.

1647129

Изобретение относится к горной промьппленности, в частности к устройствам для вибровращательного бурения.

Цель изобретения — повышение эффек5 тивности работы и снижение уровня шума.

На фиг.l изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — генерирующая часть устройства. С

Устройство для вибровращательного бурения установлено на манипуляторе l бурильной установки 2, на платформе которой расположен источник 3 питания магнитострикционного вйбровозбудителя 4. Устройство состоит из рамы 5 с направляющими 6, На раме закреплен механизм 7 подачи с тяговым .органом 8, к которому присоединено основание 9 вращателя 10. Основание 9 ус- 20 тановлено на направляющих 6. Токоприемник 11 установлен между вращателем и узлом 12 виброизоляции и передачи крутящего момента, который расположен в заднем фланце 13. Магнитострик- ?5 ционный вибровозбудитель 4 имеет схватывающий его с задним 13 и передним

l4 фланцами кожух 15. Поверхность кожуха 15 покрыта шумопоглощающим материалом 16. На кожухе 15 жестко закреплены стойки 17 с лыжами 18. Лы жи 18 установлены на направляющих 6.

В переднем фланце 14 расположен промывочный узел 19. В магнитострикционный вибровозбудитель 4 ввинчен пат-. рон 20 с каналами, а в него — штанга 21 с породоразрушающим инструментом 22.

Вал 23 вращателя 10 связан посредством резьбы с муфтой 24 узла 12 40 виброизоляции и передачи крутящего момента. На валу 23 закреплены кольца 25 токоприемника 11, которые взаимодействуют с подпружиненными щетками 26 токоприемника 11. На кольиах 25 45 закреплены провода 27, которые соединены с обмоткой возбуждения (не показана) магнитострикционного вибровозбудитеия 4. Нетки 26 соединены с истОчником 3 питания ПОсредством Нро водов 28.

Узеи 12 виброизоляиии и:передачи крутящего момента состоит из муфты 24 с уи 1ром 29, пружины 30, стакана 31, дно которого имеет упор 32, 55 корпуса 33 и шариков 34. Гтакан 31 посредством резьбы соединен с магнитострикииоииьи: нибровозбудителем, Упоры 29 и 12 предназначены для передачи крутящего момента через пружину. 30.

Подшипник 35 закреплен на корпусе 33 и установлен в заднем фланце )3. Промывочный узел включает корпус 36, втулку 37 с шариками 38. Вода к корпусу подается по рукаву 39.

Устройство для вибровращательного бурения работает следующим образом, Бурильная установка 2 подъезжает к забою и с помощью манипулятора 1 раму 5 выставляют в необходимое положение для бурения. Затем последовательно включает подачу промывочной жидкости, вращатель 10, механизм 7 подачи и источник 3 питания магнитострикционного вибровозбудителя 4.

При включении подачи промывочной жидкости последняя поступает в промывочный узел 19 по рукаву 39; Затем по каналам в корпусе 36 и втулке 37 жидкость поступает в каналы патрона 20 и далее по штанге 21 в породоразрушающий инструмент 22 и выносит разрушенную породу из шпура, При. включении вращателя 10 крутящий момент передается на вал 23, а от него на муфту 24. Муфта через упор 29 передает крутящий момент пружине 30.

Пружина через упор 32 в дне стакана 31 передает крутящий момент магнигострикционному вибровозбудителю 4.

Одновременно со стаканом 31 в подшипнике 35 вращаются корпус 33 и шарики 34. Магнитострикционный вибровозбудитель 4 через патрон 20 передает крутящий момент штанге 21 с породоразрушающим инструментом 22 °

При включении механизма 7 подачи он через тяговый орган 8 передает усилие на основание 9 вращателя 10 и перемещает их ио направляющим 6 к забою. От вращателя усилие передается валу 23, муфте 24 и пружине 30. Последняя сжимается .и передает усилие стакану 31, магнитострикционному вибровозбудителю 4, патрону 20 и далее штанге 21 с породоразрушающим инструментом 22. При сжатии пружины стакан 31 перемещается на шариках 34 относительно корпуса 33 на величину сжатия пружины. Часть усилия подачи через муфту 24„корпус 33, подшипник 35, задний фланец 13, кожух 15 стойки 17 и лыжи 18 затрачивается на перемещение последних по направляющим 6. Таким образом, при включении механизма подачи вращатель, токоприемник, узел виброизоляции и передачи

164712 крутящего момента, фллнцы корпуса со стойками и лыжами перемещлются по направляющим и вместе са штангой и инструментом подаются на забой, При включении источника 3 питания

5 магнитострикшглнного ннбровозбудителя 4 он выраблтывлет ток повышенной частоты. Ток по проводлм 28 подается на токоприемник 11, затем через щетки 26 поступает нл вращающиеся кольца 25. От колец по проводам 27 ток поступает нл обмотки возбуждения (не показаны).магнитострикционного вибровозбудителя 4. Частотл тока, вырлблты- 1> ваемого источником питания,совпадает с собственной частотой продольных механических колебаний системы млгнитострикционный вибронозбудитель — штанга — забой, вводя ее в реэоплнс. При ?О резонансе амплитуда колеблний торцов магнитострикционного впбровоэбудителя резко увеличивается и |гередается штлнre с породорлчрушлющим инструментом.

Наложение пл инструмент дополпитель- 2S но к усилию подачи и крутящему моменту продольных колебаний высокой члс— тоты и интенсивности резко 1штенсифицирует процесс бурения.

В процессе бурения вместе с млгнптострикционным вибровоэбуцителем ко— леблются стлклн 31 и патрон 20. Виброизоляция конструкции осуществляется за счет пружины 30, л также шариков 34

35 и 38, которые зл счет трения катаются (как маятник) по поверхностям стлклнл и патрона, относительно мгновенного центра скорости качения шариков, лежащих в точках их контактов нл корпусе 33 и втулке 37 соответственно.

Таким образом, в процессе вибровращательного бурения достигается виброизоляция токоприемника, врлщлтеля и механизма подачи от колебаний магии- 4 тострикционного вибровоэбудителя. Шум, возникающий в процессе виброврлщательного бурения, в значительной степени гасится шумопоглошаюшим материалом, расположенным в кожухе.. 50

9 6

Форму:гл изобретения

l. Устройство для вибровращательного бурения, включающее вращатель, подающий механизм с направляющими, магнитострикционный вибровозбудитель, связанный с источником питания посредством токоприемника, и буровую штангу с породоразрушающим инструментом, о т л и ч л ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы и снижения уровня шума, оно снабжено узлом виброизоляции и передачи крутяшего момента, установленным между магннтострикционным вибровозбудителем и вращателем, который размещен с возможностью перемещения на направляющих подлющего механизма со стороны, противоположной буровой штанге, при этом млгнитострикционный вибровозбудитель связан с последней посредством патрона и имеет охватывающий его кожух, который связлн с направляющими механизмами подачи посредством стоек с лыжами, л токоприемник размещен между у|лом ниброизоляции и передачи крутяще.го момента и вращателем.

2. Устройство по и.1, о т л и ч л ю щ е е с я тем, что узел виброизоляции и передачи крутящего момента выпопиен в ниде связанного с валом прлщлтеля г1осредством муфты с упором корпуса, в полости которого расположены связанный с корпусом посредством шлровых опор стакан и пружина, при этом стакан жестко связан с магнитострикпионным вибровоэбудителем, а пружина устлновленл между упором, выполненным в дне стакана, и упором муфты.

3, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что поверхность кожуха покрыта шумопоглощающим материалом.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет промывочный узел, выполненный в передней части кожуха и патроне для подвода промывочной жидкости.

1647129,"- гг

Составитель М.Неснова

Техред JI.Îëèéíûê

Корректор Н.Король

Редактор А.Козориз

Тираж 3)0 Подписное

Зак аз 1 383

3КИИПЦ Г твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР осударстве.

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

lt 11

10>

Производственно-изда

-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул, Гагарина,