Бурильная машина ударно-вращательного действия

 

Использование: для бурения шпуров в горных породах. Сущность изобретенияв бурильной машине, состоящей из двигателя , редуктора и ударного механизма подачи, установлен трехканальный вращающийся золотник, позволяющий в момент соединения камеры рабочего хода бойка с напорной магистралью соединять камеру холостого хода бойка со сливной магистралью, а в самой камере холостого хода установлен стабилизатор осевых нагрузок, выполненный в виде подвижной втулки. Указанная новизна технического решения позволяет на 25% увеличить энергию удара и на 25-30% повысить скорость бурения при тех же силовых и энергетических параметрах бурильной машины . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБлик (ч)s Е 21 С 3/20, 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (! .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ---. ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708703/03 (22) 12.05.89 (46) 23.11.92. Бюл, ¹ 43 (71) Кузбасский политехнический институт, Кузнецкий машиностроительный завод и

Центр научно-технического творчества молодежи "Интроцентр" (72) M.Ê. Якунин, Н,Е. Денисов, P.Ï. Лысенко, А.Л. Бурлаков, В.А. Шилов и В.Г. Шумов (56) 1, Авторское свидетельство СССР

¹ 909150, кл. Е 21 С 3/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1297546, кл. Е 21 С 1/12, 1985. (54) БУРИЛЬНАЯ МАШИНА УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Использование: для бурения шпуров в горных породах. Сущность изобретения: в

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить скорость бурения за счет увеличения энергии удара (без дополнительного подвода ее из внешнего источника) и стабилизации осевых нагрузок, прикладываемых: рабочему инструменту.

Известна бурильная машина ударновращательного действия типа БКГ-2 конструкции КУЗНИУИ и Кузмашзавода (1).

Бурильная машина состоит из двигателя, ударного механизма, кинематически связанного с механизмом вращения инструмента, и гидрорасп редел ительного устройства — двухканального вращающегося золотника.

К основным недостаткам машины можно отнести: 1) отсутствие устройства для предотвращения выхода долота из заглуб. Ж 1776782 А1 бурильной машине, состоящей иэ двигателя, редуктора и ударного механизма подачи, установлен трехканальный вращающийся золотник, позволяющий в момент соединения камеры рабочего хода бойка с напорной магистралью соединять камеру холостого хода бойка со сливной магистралью, а в самой камере холостого хода установлен стабилизатор осевых нагрузок, выполненный в виде подвижной втулки. Указанная новизна технического решения позволяет на 25 увеличить энергию удара и на 25-30 $ повысить скорость бурения при тех же силовых и энергетических параметрах бурильной машины. 1 ил, ления после удара; 2) отсутствие устройства для стабилизации осевых нагрузок, прикладываемых к рабочему инструменту; 3) большие потери энергии удара ввиду того, что боек при рабочем ходе вытесняет сжатую жидкость из камеры холостого хода в напорную магистраль. оказывающую большое сопротивление его движению.

Известна также бурильная машина (2), состоящая из двигателя с редуктором, ударного механизма, кинематически связанного с механизмом вращения инструмента, и двухканального вращающего золотника. выполненного с широкими и узкими пазами, обеспечивающими возможность нанесения двух-четырех ударов за оборот с последующим прижатием долота к забою шпура-по-сле каждого удара, Эта машина, e сравнении с выше рассмотренной, 1776782 устраняет один недостаток — выход долота из заглубления после удара, но сохраняет два других — не стабилизирует осевую нагрузку и не снижает потери энергии удара, Цель изобретения — повышение производительности бурения за счет увеличения энергии удара и стабилизации осевых нагрузок. указанная цель достигается тем, что в бурильной машине ударно-вращательного действия, содержащей двигатель, связанный посредством оси и редуктора с хвостовиком бурового инструмента, ударный механизм, включающий размещенный в полости бурильной головки боек, который делит полость головки на камеры рабочего и холостого хода, гидрораспределительную систему, включающую размещенный на оси с возможностью вращения золотник с продольными пазами, связанный с напорной и сливной магистралями, механизм подачи бурильной головки, машина снабжена втулкой, которая установлена в камере холостого хода для взаимодействия с хвостовиком бурового инструмента, при этом золотник выполнен трехканальным и установлен с возможностью одновременного поочередного сообщения камер рабочего и холостого хода с напорной и сливной магистралями.

Таким образом, отличительными признаками технического решения является то, что:

1) в машине установлен золотник с тремя каналами, через один из которых (центральный) подается жидкость в камеры рабочего и холостого хода бойка (поочередно), а через два других {периферийных)— жидкость отводится из камер в сливную магистраль. При подаче жидкости в рабочую камеру и одновременном сливе жидкости из камеры холостого хода бойка энергия удара и величина заглубления долота увеличиваются римерно на 20 — 25о .

2) в камере холостого хода бойка установлена подвижная втулка, прижимающая инструмент к забою шпура после удара и . стабилизирующая осевую нагрузку в процессе среза стружки.

На чертеже показана бурильная машина. состоящая из двигателя 1, оси 2, трехканального вращающегося золотника 3. редуктора с опорным кольцом 7. продольных пазов 8 и 9 для подачи жидкости в камеры рабочего 10 и холостого 11 хода бойка 12, продольных пазов 13 и 14 для слива жидкости из обеих камер, подающей

15 и сливных 16 и 17 магистралей, каналов

18 и 19, подвижной втулки 20 для стабилизации осевых нагрузок и механизма подачи

2 l бурильной головки.

Двигатель 1, установленный с наружной стороны корпуса бурильной головки, вращает ось 2 вместе с золотником 3. Шестерня 4, сидящая на валу 2, передает крутящий момент шестерне 5, а последняя приводит во вращение хвостовик бура 6. Вращающийся золотник состоит иэ трех кольцевых и восьми продольных пазов 8, 9, 13 и 14, через которые рабочая камера 10 и камера 11 рабочего хода бойка 12 сообщаются с напорной 15 и сливными 16 и 17 магистралями. В процессе вращения золотника 3 канал 18 рабочей камеры ударного механизма 10 периодически соединяется то с пазом 8, то с пазом 13. При соединении канала 8с пазом

8 сжатия жидкость из напорной магистрали

15 через продольный паз 8 поступает в рабочую камеру ударного механизма 10, в результате чего боек 12, вытесняя жидкость иэ камеры 11 через канал 19, продольный паз

14 в сливную магистраль 17, совершает рабочий ход и в конце пути наносит удар по хвостовику бура 6. В момент удара штанга уходит вперед на величину лунки выкала, а бурильная головка остается на месте. Она не в состоянии за время заглубления долота ударом сколько-нибудь сдвинуться с места. При этом осевая нагрузка снижается до нуля и боек в течение некоторого времени прижимает инструмент к забою шпура, не позволяя долоту выйти из заглубления после удара.

И только после того как подающий механизм подвинет бурильную головку к забою на величину лунки выкола, боек делает холостой ход, При этом подающая магистраль 15 соединяется с камерой холостого хода бойка 11 через продольный паз 9 и канал 19, а рабочая камера 10 соединяется со сливной магистралью 16 через продольный паз 13 и канал 18. Подвижная втулка 20 при этом прижимается к кольцу 7, обеспечивая стабильность осевых нагрузок.

Бурильная машина ударно-вращательного действия рабртает следующим образом.

Машина устанавливается в забое, включается вращатель, ударный механизм и производится бурение на соответствующем режиме. После каждого удара долото за- -,глубляется в породу и в течении некоторого времени удерживается в эаглублении тем же бойком. Вслед за бойком перемещается втулка, которая прижимает инструмент к забою шпура, стабилизируя осевую нагрузку.

Затем боек под действием сжатой жидкости, поступающей в камеру холостого хода, возвращается в исходное положение для нанесения очередного удара. А далее цикл разрушения породы повторяется, 1776782

Формула изобретения

П j9 I2 8 I8

Составитель М.Якунин

Редактор M.Êóçíeöoâà Техред М.Моргентал Корректор С,Пекарь

Заказ 4105 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

Бурильная машина ударно-вращательного действия, содержащая двигатель, связанный посредством оси и редуктора с 5 хвостовиком бурового инструмента, ударный механизм, включающий размещенный в полости бурильной головки боек, который делит полость головки на камеры рабочего и холостого хода. гидрораспределительную 10 систему, заключающую размещенный на оси с возможностью вращения золотник с продольными пазами, связанный,c напорной и сливной магистралями, механизм подачи бурильной головки, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения производительности бурения за счет увеличения энергии удара и стабилизации осевых нагрузок, машина снабжена втулкой, которая установлена в камере холостого хода для взаимодействия с хвостов иком бурового инструмента. при этом золотник выполнен трехканальным и установлен с возможностью одновременного поочередного сообщения камер рабочего и холостого хода с напорной и сливной магистралями.