Устройство для бурения шпуров

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам: ДЛИ бурения шпуров. Цель изобретения >&- повышение надежности работы'устройства. Устройство имеет корпус 1, установленный на диске 4. укрепленном на приводе вращения 5, Штанге 7 выполнена в виде шнека, один конец которого жестко связан с ntipu^-нем8. а другой с дополнительным поршнем 10, Штанга 7 связана с поршнем 8 посредством шарового шарнира 19, Поршень 8,связан с дополнительным поршнем 10 посредстврм гибкого элемента 20, Отношение площадей поршней равно целому числу, а участок гибкого элемента 20 .находящийся в рабочей полости цилиндра .образуеет между поверхностями дополнительного поршня 10 и опорного диска 4 полиспастную систему с числом ветвей, равным отношению площадей поршней. Включением сверла опорный диск 4 и все установленные на нем элементы приводят во вращение. Корпус 1 тормозят муфтой 9. Это приводит к торможению тайки 12. перемещению поршня -10 вниз, подаче штанги 7 вверх. Для возврата Щтанги 7 в исходное положение производят реверс привода вращателя, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (sI)s Е 21 С 5/08, 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

1 (61) 1484930 (21) 4811839#03 (22) 09.04.90 (46) 07.02.92. БюлЛФ5 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) E.А,Жихорь, M.Í.Øìàíoâ, О.А.Жихорь и

А.C. Малютин (53) 622.233.6 (088.8) (56) Авторское свидеТельство СССР

hh 1484930, кл. Е 21 С 5/08, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения.шпуров, Цель изобретения,.— повышение надежности работы устройства, Устройство имеет корпус 1, установленный на диске 4. укрепленном на приводе вращения 5. Штанга 7 выполнена в виде шнека, один конец которого жестко связан с поршнем 8, а другой с дополнительным поршнем

10. Штанга 7 связана с поршнем 8 посредством шарового шарнира 19. Поршень 8 связан с дополнительным поршнем 10 посредством гибкого элемента 20. Отношение площадей поршней равно целому числу, а участок гибкого элемента 20,находящийся в рабочей полости цилиндра,образуеет между поверхностями дополнительного ( поршня 10 и опорного диска 4 полиспастную систему с числом ветвей, равным отношению площадей поршней. Включением сверла опорный диск 4 и see установленные на нем элементы приводят.во вращение. Корпус 1 тормозят муфтой 9.

Это приводит к торможению гайки 12, перемещению поршня 10 вниз, подаче штанги 7 вверх. Для возврата штанги 7 в исходное положение производят реверс привода вращателя. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1484930, Известное устройство содержит расположенные внутри корпуса и соосно закрепленные на опорном диске, трубу-шпиндель и наружный цилиндр с сообщающимися внутренними обьемами, заполненными рабочей жидкостью и снабженными поршнями, Наружный поршень посредством толкателей связан с гайкой, взаимодействующей посредством резьбы с трубойшпинделем и посредством шлицевого соединения с корпусом, подвижным относительно опорного диска. В полости трубы-шпинделя размещена шнековая штанга, взаимодействующая с поршнем и свободным койцом цилиндра,. имеющим фигурную форму, соответствующую форме штанги; Опорный диск связан со шпинделем привода, а корпус — с механизмом торможения.

Недостатком известного устройства является его низкая надежность при возврате в исходное положение {обратном ходе), так как при этом кинематическая связь между штангой и поршнем в трубе-шпинделе утрачивается и при большом трении о стенки шпура веса штанги может оказаться недостаточно для ее извлечения из массива.

Кроме этого, уплотнение поршня в трубешпинделе также может требовать достаточно больших усилий для его перемещения, превышающих силы атмосферного давления, которые должны вернуть поршень в исходное положение при обратном ходе устройства. В результате как штанга, так и поршень в трубе-шпинделе могут застрять в промежуточном положении, что препятствует продолжению работы устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства, .

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бурения шпуров, содержащем корпус, внутри которого установлена связанная с приводом вращения трубашпиндель, в полости которой с возможностью поступательного перемещения размещена буровая штанга, на одном из концов которой закреплен поршень и емкость для рабочей жидкости, связанная с подпоршневой полостью буровой штанги посредством. отверстий в трубе-шпинделе, механизм торможения корпуса и установленный внутри корпуса охватывающий трубу-шпиндель дополнительный поршень, который посредством толкателей связан с гайкой, установленной с возможностью взаимодействия с трубой-шпинделем посредством резьбы, выполненной на ее внешней

55 поверхности, а с корпусом — посредством шлицевого соединения, при этом емкость для рабочей жидкости выполнена в виде цилиндра, в полости которого размещен дополнительный поршень, привод вращения имеет опорный диск, на котором жестко закреплены труба-шпиндель и цилиндр, при этом корпус установлен на опорном диске с возможностью вращения относительно последнего, а свободный конец трубы-шпинделя в сечении имеет фигурную форму, соответствующую форме штанги, которая выполнена в виде шнека, штанга связана с поршнем посредством шарового шарнира. а поршень связан с дополнительным поршнем посредством гибкого элемента, при этом отношение площадей поршней равно целому числу, а участок гибкого элемента, находящийся;в рабочей полости цилиндра образует между поверхностями дополнительного поршня и опорного диска полиспастную систему с числом ветвей, равным отношению площадей поршней.

Штанга связана с поршнем с помощью гибкого элемента, при этом отношение площадей поршней равно целому числу. а участок гибкого элемента, находящийся в рабочей полости цилиндра, образует между поверхностями дополнительного поршня и опорного диска полиспастную систему с числом ввтвей, равным отношению площадей поршней, Такое выполнение устройства обеспечивает при осуществлении обратного хода перемещение поршня со штангой в соответствии со скоростью перетекания жидкости из полости трубы шпинделя в полость цилиндра. При этом как к поршню. так и к штанге прикладываются усилия от дополнительного поршня, достаточное для их движения.

На фиг.1 представлено устройство, вертикальный разрез; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1; на фиг.3 — развертка полиспастного соединения между дополнительным поршнем и опорным диском при соотношении площадей поршней равному четырем.

Устройство содержит корпус 1„внутри которого соосно друг с другом установлены емкость для рабочей жидкости, выполненная в виде цилиндра 2, и труба-шпиндель 3, жестко связанные с опорным диском 4, укреплены.на приводе 5 вращения. Корпус 1 установлен на диске 4 с возможностью вращения относительно последнего посредством подшипников 6. 8 полости трубы шпинделя с возможностью поступательного перемещения размещена буровая штанга 7, которая выполнена в виде шнека, один из концов которого связан с поршнем 8, Уст1710724 ройство имеет механизм 9 торможения корпуса 1, который выполнен в виде охватыва-. ющей корпус муфты. Внутри корпуса 1 установлен охватывающий трубу-шпиндель

3 дополнительный поршень 10, который с 5 помощью толкателя 11 жестко связан с гайкой 12, установленной с возможностью вза-. имодействия с трубой-шпинделем. 3, посредством резьбы, выполненной на ее внешней поверхности, а с корпусом 1- по- 10 средством шлицевого соединения в виде продольных пазов на внутренней поверхности корпуса 1.

Полость 13 между стенками цилиндра 2 . и трубы шпинделя 3 заполнена рабочей 15 жидкостью и связана с подпоршневой йоло-.. стью 14 в трубе-шпинделе 3 с помощью отверстий 15, выполненных в трубе.-шпинделе

3. Устройство имеет деформирующие пружины 16, корпус закрыт крышкой с уплотни- 20 телем 18. Связь буровой штанги 7. с поршнем 8 выполнена в виде шарового шарнира 19, кроме этого, поршень 8 связан.: с дополнительным поршнем 10 посредством гибкого элемента 20, часть которого об- 25 разует а рабочей полости цилиндра 2 . полиспастную систему, огибая шкивы 21; укрепленные на поверхностях опорногоди-. ска 4 и дополнительного поршня 10, flpie этом отношение площадей поршней 10 и 8 30 равно целому числу, а количество ветвей полиспаста равно этому же числу.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении поршня 8(фиг.1). 35 штанга 7 вставлена внутрь трубы-шпинделя

3 и связана шаровым шарниром 19 с поршнем 8, дополнительный поршень 10 и гайка .1.2 находятся в крайнем верхнем положении. Включением сверла опорный диск и 40 асе установленные на нем элементы приводят во вращение. Далее трубчатый корпус .1 тормозят муфтой 9. Благодаря подшипникам 6 торможение трубчатого корпуса 1 не передается опорному диску 4, который про-.. 45 должает вращаться с прежней скоростью и . посредством верхней части трубы-шпинделя 3 передает это вращение штанге 7,-так как сечение а верхней части трубы-шпинделя имеет ту же форму, что и форма попереч- 50 ного сечения штанги 7.

Вследствие связи гайки 12 с продольны- . ми пазами на корпусе 1 торможение корпу-. са 1 приводит также к торможению гайки

12. Так как при этом возникает разность 55 скоростей вращения гайки 12 и трубц-. шпинделя 3, гайка навинчивается на.резь-: бу, опускаясь и перемещая толкателями 11 дополнительный поршень 10 вниз. Рабочая жидкость из цилиндра 2 перетекает под давлением в трубу-шпиндель 3 через отверстие 15 в ее нижней части, толкая поршень в месте со штангой 7 вверх. Тем самым осуществляется подача штанги и бурение шпура. При этом гибкий элемент 20 не препятствует подъему поршня 8, так как соответствие между отношением площади поршней 10 и 8 и числом ветвей полиспастной системы обеспечивает подачу необходимой длины элемента 20 вслед за поршнем

8. В крайнем нижнем положении поршень

10 сжимает пружины 16, чем производится нарастание момента на корпусе 1 и остановки подачи штанги 7.

Для возврата устройс ва в исходное положение производят реверс вращения сверла. Тогда, после включения сверла и торможения корпуса 1 муфтой 9, гайка 12 перемещается по резьбе вверх. поднимая дополнительный поршень 10. При этом жидкость из полости трубы-шпинделя 3 перетекает обратно в цилиндр 2, а поршень 8 опускается со скоростью падения уровня жидкости в трубе-шпинделе 3; Это происходит потому, что дополнительный поршень

10, поднимаясь, перемещает также шкивы

21, укрепленные на нем. При этом гибкий элемент 20, огибающий эти шкивы, приобретает на своем конце скорость, превосходящую скорость подъема поршня 10 во столько раз, сколько ветвей имеется в образованном им полиспасте. Следовательно, скорость перемещения поршня 8, соединенного с элементом 20, во столько раз превосходит скорость поршня 10. Но так как вследствие соответствующего отношения этих поршней требуется именно эта скорость, процесс возврата устройства в исходное положение происходит без перебоев. При этом вместе с поршнем 8 опускается и штанга 7, связанная с ним шаровым шарниром 19.

Введение в устройство шаровой шарнирной связи между поршнем, в трубешпинделе и штангой, а также соединение поршней гибкой полиспастной связью вкупе с соответствующим отношением площадей поршней позволяют обеспечить надежную работу устройства как при прямом, так и обратном ходе, исключив возможность застревания буровой штанги и поршня в промежуточном положении, Формула изобретения

Устройство для бурения шпуроа по авт.св. % 1484930, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, штанга связана-с поршнем посредством шарового шарнира, а поршень связан с дополнительным поршнем посредством гибкого элемента, при

1710724

f0 г

Составитель Ю,Лупичева

Редактор Б.M.Áëàíàð Техред М.Моргентал Корректор M,Äåì÷èê

Заказ 319: . Тираж Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 этом отношение площадей основного и дополнительного поршней равно целому числу, а участок гибкого элемента, нахо дящийся в рабочей полости цилиндра, образует между поверхностями 5 дополнительного поршня и опорного диска полиспастную систему с числом ветвей, равным отношению площадей основного и дополнительного поршней.