Бурильная машина

 

Изобретение относится к горной промти, а именно к бурильным машинам вращательного действия. Цель - повышение // 15 ft /J 22 21 надежности работы бурильной машины за счет предохранения бурового става от перегрузок при изменении физико-механических свойств бурильной породы. Бурильная машина имеет вращатель с гидродвигателем 1 и подающие гидроцилиндры 4, подсоединенные параллельно к напорной магистрали 5, и дополнительный насос 10 с напорной магистралью 9. Насос 10 кинематически связан с гидродвигателем 1 Магистрали 5 и 9 связаны через гидрораспределитель с полостями 3 и 2 соответственно гидроцилиндров 4. Бурильная машина снабжена гидроклапаном давления 21, вход которого сообщен с напорной магистралью 9 дополнительного насоса 10, а выход - с напорной магистралью 5 маслоЈ 1ю

COIO3 СОВЕ!СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>>s Е 21 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 (61) 1509521 (21) 4769764/03 (22) 15.12,89 (46) 23.11.91, Бюл. N 43 (71) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания и Новочеркасский политехнический институт им. С. Орджоникидзе (72) Г.М, Водяник, А.П. Алиферов, Н.B. Демченко и В.М. Бондарев (53) 622.233,5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1509521, кл. Е 21 С 1/02, 1987. (54) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к горной промти, а именно к бурильным машинам вращательного действия. Цель — повышение

/5 9 U22

„„SU „„1693240 А2 надежности работы бурильной машины за счет предохранения бурового става от перегрузок при изменении физико-механических свойств бурильной породы. Бурильная машина имеет вращатель с гидродвигателем 1 и подающие гидроцилиндры 4, подсоединенные параллельно к напорной магистрали 5, и дополнительный насос 10 с напорной магистралью 9. Насос 10 кинематически связан с гидродвигателем 1.

Магистрали 5 и 9 связаны через гидрораспределитель с полостями 3 и 2 соответственно гидроцилиндров 4. Бурильная машина снабжена гидроклапаном давления 21, вход которого сообщен с напорной магистралью 9 дополнительного насоса 10, а выход — с напорной магистралью 5 масло1693240

25

40

45 станции. При входе инструмента бурового става в более мягкие породы сопротивление вращению уменьшается, скорость вращения гидродвигателя 1 повышается. Подача рабочей жидкости насосом 10 увеличиваетИзобретение относится к горной промышленности, а именно к бурильным машинам вращательного действия, и является усовершенствованием бурильной машины по авт. св. ¹ 1509521.

Цель изобретения — повышение надежности в работе бурильной машины за счет предохранения бурового става от перегрузок при изменении физико-механических свойств бурильной породы, На чертеже представлена гидрокинема- тическая схема бурильной машины.

Бурильная машина содержит гидродви— татель--1 постоянной производительности для вращения шпинделя 2 и штоковые полости 3 подающих гидроцилиндров 4, параллельно подключенные к напорной магистрали 5 насоса маслостанции 6, в сливной магистрали гидродвигателя 1 установлен регулируемый дроссель 7, бесштоковая полость 8 подающих гидроцилиндров 4 подключена к напорной магистрали

9 дополнительного насоса 10,-приводной вал 11 которого через редуктор в виде шестерен 12 — 15 и муфту жестко соединен с выходным валом 16 гидродвигателя 1 вращения шпинделя 2, причем в ответвлении устайовлены два блока управления, один — в виде регулируемых гидродросселей 17 и 18, другой — в виде взаимодействующих профильного кулачка 19 и золотника

20, при этом первый установлен на шпинделе 2 (как показано на фиг.1) или на выходном валу согласующего редуктора, обеспечивающего вращение кулачка 19 с частотой, равной частоте вращения шпинделя 2, а второй — в одной из сливных магистралей блока управления, состоящего из гидродросселей 17 и 18, Кроме того, бурильная машина содержит гидроклапан 21 давления, установленный между напорными магистралями 5 и 9 так, что его выход соединен с напорной магистралью 5 насоса маслостанции 6, а вход — с напорной магистралью 9 дополнительного насоса 10, и коническо-цилиндрический редуктор в виде шестерен 22-25, служащий для передачи вращающего момента полому шпинделю 2 с зажимными патронами, внутри которого размещен буоовой став 26 с ся. Давление в магистрали 9 повышается, Клапан 21 открывается и соединяет магистрали 5 и 9, Давление в полостях гидроцилиндров 4 выравнивается. Осевое усилие уменьшается, 1 ил, дифференциальным режущим инструментом 27, а с наружной стороны на подшипниках установлена траверса 28, жестко связанная посредством штоков 29 с подвижными поршнями 30 подающих гидроцилиндров 4 податчика 31, Напорные магистрали 5 и 9 насоса маслостанции 6 и дополнительного насоса 10 соединены со штоковыми 3 и бесштоковыми

8 полостями подающих гидроцилиндров 4 через гидрораспределитель 32, который служит для изменения направления потоков рабочей жидкости, подаваемых в полости 3 и 8 подающих гидроцилиндров 4 податчика 31.

Бурильная машина работает следующим образом, При включении бурильной машины рабочая жидкость одновременно подается к гидродвигателю 1 вращения шпинделя 2 и в штоковые полости 3 подающих гидроцилиндров 4 (если гидрораспределитель 32 установ- лен в положение, указанное на фиг.1) из напорной магистрали 5 насоса маслостанции 6. Слив рабочей жидкости из гидродвигателя 1 происходит через регулируемый дроссель 7, а из бесштоковой полости 8 подающих гидроцилиндров 4 и напорной магистрали 9 дополнительного насоса 10, приводной вал 11 которого через соединительную муфту и шестерни 12 — 15 получает вращение с выходного вала 16 гидродвигателя 1 вращения шпинделя 2, — через параллельно соединенные регулируемые гидродроссели 17 и 18. При этом в зависимости от положения профильного кулачка

19, управляющего золотником 20 и установленного на полом шпинделе 2 (фиг.1), слив рабочей жидкости происходит через обе параллельные ветви (одна содержит дроссель

17, а вторая — последовательно соединенные дроссель 18 и золотник 20).

В процессе работы бурильной машины крутящий момент с выходного вала 16 гидродвигателя 1 передается через соединительную муфту, шестерни 12,13 и 22 — 25 шпиндель 2 и буровой став 26 дифференциальному режущему инструменту 27.

Поскольку на шпинделе 2 на подшипниках установлена траверса 28, которая с по50 мощью штоков 29 жестко связана с

1693240 дополнительного насоса, а выход — с напорной магистралью маслостанции.

Составитель О,Константинов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор И.Горная

Заказ 4060 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подвижными поршнями 30 подающих гидроцилиндров 4 податчика 31 и может передавать усилие подачи режущему инструменту 27 (через шпиндель 2, зажимные патроны и буровой став 26), то при попадании рабочей жидкости в штоковые 3 и бесштоковые 8 полости (фиг.1) подающих гидроцилиндров 4 податчика 31 из напорных магистралей 5 и 9 насоса маслостанции

6 и дополнительного насоса 10 при выполнении, например, условия Р ) Pz (где Р> и

Pz — соответственно движущие силы, действующие на рабочие поверхности поршней

30 со стороны штоковой 3 и бесштоковой 8 полостей гидроцилиндров 4) происходит смещение поршней 30 влево. Так как корпус подающих гидроцилиндров 4 податчика 31 . жестко установлен в неподвижных направляющих бурильной машины, а траверса 28 через штоки 29 жестко связана с подвижными поршнями 30, то шпиндель 2 и буровой став 26 с режущим инструментом 27 начинают смещаться влево.

Величина и характер смещения поршней 30 зависят не только от закона изменения подводимой рабочей жидкости к полостям 3 и 8 подающих гидроцилиндров 4, но и от величины и закона изменения нагрузки на режущем инструменте 27 и от . того, в какие полости (штоковые 3 или бесштоковые 8) подводится рабочая жидкость.

Для изменения направления потока рабочей жидкости, подводимой в полости 3 и 8 подающих гидроцилиндров 4, в схеме привода бурильной машин ы и редусмотрен гидрораспределитель 32, При подаче рабочей жидкости из напорной магистрали 5 насоса маслостанции 6 в бесштоковую полость 8 подающих гидроцилиндров 4 податчика 31 происходит смещение поршней 30 вправо относительно жестко закрепленных корпусов гидроцилиндров 4, а следовательно, и режущего инструмента 27 на забой. При этом за один оборот шпинделя

2 происходит пульсирующая подача режущего инструмента 27 на забой в соответствии с профилем кулачка 19..

Для осуществления бурения длинных пространственно-ориентированных технологических скважин в автоматическом ре5

45 жиме в бурильной машине предусмотрена. синхронизация подачи импульса силы на режущие кромки дифференциального режущего инструмента 27 в строгом соответствии с частотой вращения шпинделя 2 и наличие двух отрицательных обратных связей по крутящему моменту и усилию подачи на инструменте 27.

При увеличении момента сопротивления вращению режущего инструмента 27 гидродвигатель 1, а следовательно, и насос

10 снижают частоту вращения выходных валов 11 и 16, Это приводит к уменьшению HB . некоторую величину расхода рабочей жидкости в бесштоковой полости 8 и увеличению его в большей степени в штоковой полости 3 подающих гидроцилиндров 4 податчика 31, при этом возрастает давление рабочей жидкости в штоковой 3 и снижается в бесштоковой 8 полостях, что приводит к уменьшению скорости подачи режущего, инструмента 27 на забой, При уменьшении нагрузки (момента сопротивления вращению режущего инструмента 27, например, иэ-за бурения более мягких горных пород или выбросоопасных шахтопластов) на режущем инструменте 27 расход рабочей жидкости в напорной магистрали гидродвигателя 1 вновь увеличивается, как следствие возрастает частота вращения насоса 10. что ведет к увеличению подачи рабочей жидкости в напорную магистраль 9.

Давление в последней повышается и открывается клапан 21, соединяя магистрали 5 и 9, т,е, обеспечивая дифференциальное включение гидроцилиндров 4, Вследствие этого уменьшения усилие подачи бурового става на забой и как следствие скорость его подачи, что предохраняет буровой став от перегрузки.

Формула изобретения

Бурильная машина по авт.св. М

1509521, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе машины за счет предохранения бурового става от перегрузок при изменении физико-механических свойств бурильной породы, машина снабжена гидроклапаном давления, вход которого сообщен с напорной магисгралью