Сверло для бурения горных пород

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапмстмческик

Республик . 746102 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 507699 (22) Заявлено 26.01.76 (21) 2316874/03 с присоединением заявки №вЂ” (51 ) Я. Кл.

Е 21 С 1/00 (23) Приоритет—

Государстееииый камитет

СССР

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.80 (53) УДК 622.233. .4/7.6 (088.8) по делам иэобретеиий и открытий (72) Автор изобретения

Н. Ф. Кривунь (71) Заявитель (54) СВЕРЛО ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горному делу.

По основному авт. св. № 507699 известно сверло для бурения горных пород, содержащее связанный с механизмами вращения и подачи полый шпиндель с резьбой на внутренней стороне, несущий элемент, передающий вращение от него штанге, и соединенный с хвостовиком штанги резьбовой элемент, и находящийся в зацеплении с его резьбой и поступательно перемещающийся вместе со штангой при вращении шпинделя, а также приспособление для удержания резьбово го элемента в момент перехвата штанги, выполненное в виде гибкого вала. соединяемого одним концом с хвостовиком штанги при помощи разъемной муфты, разьединяемой при взаимодействии штанги с буримой породой и соединяемой при обратном ходе шпинделя.

Цель изобретения — увеличение долговечности и повышение надежности действия сверла путем ограничения усилия вытягивания штанги из шпура.

Цель достигается тем, что гибкий вал выполнен разъемным из двух частей и снабжен дополнительной муфтой, раъединяе2 мой при обратном ходе шпинделя под действием осевого усилия.

На фиг. 1 изображено предложенное сверло, положение, соответствующее моменту вытягивания штанги из шпура, когда усилие вытягивания не превышает допустимой величины; на фиг. 2 — то же, положение, соответствующее моменту вытягивания штанги из шпура, когда усилие вытягивания превышает допустимую величину; на фиг. 3 — разрез А — А фиг. 2; на фиг. 4— разрез Б — Б фиг. 1.

Сверло содержит механизм 1 вращения и подачи, полый шпиндель 2 с резьбой на внутренней стороне, патрон 3, буровую штангу 4, резьбовой элемент 5 и гибкий вал 6.

Гибкий вал 6 состоит из втулки 7, наконечника 8 и жестко соединенного с ним водоподводящего шланга 9, являющегося собственно гибким валом. Наконечник 8 соединен с втулкой 7 с возможностью вращения. Полумуфта 10 выполнена с выступами 11, входящими в продольные пазы 12 втулки 7, благодаря чему полумуфта 10 имеет возможность осевого движения относительно втулки 7, а их взаимное вращение исключено. Полумуфта 10 и наконечник 8

746102

SO

3 несут на своих торцах кулаачки 13 и 14, а пружина 15 удерживает их в состоянии зацепления.

Резьбовой элемент 5 и втулка 7 также имеют на своих торцах кулачки 16 и 17, которые удерживаются в состоянии зацепления пружиной 18. Хвостовик 19 штанги

4 снабжен буртиком 20, торцовая поверхность 21 которого контактирует с торцовой поверхностью 22 полумуфты 10.

Резьбовой элемент 5 закреплен на хвостовике 19 штанги 4 с возможностью вращения и осевого движения.

В исходном положении резьбовой элемент 5 и втулка 7 гибкого вала 6 соединены между собой кулачками 16 и 17 под действием сжатой пружины 18, а полумуфта 10 соединена с наконечником 8 кулачками 13 и 14 под действием сжатой пружины 15.

Таким образом, в исходном положении резьбовой элемент 5 удерживается от вращения гибким валом 6.

В момент бурения, когда шпиндель 2 двигается на забой (на чертеже справа налево) пружина 18 сжимается под действием реакции забоя, штанга 4 сдвигается до упора в резьбовой элемент 5, а кулачки 16 выходят из зацепления с кулачками 17. Поэтому в момент бурения резьбовой элемент

5 вращается вместе со шпинделем 2, а гибкий вал 6, будучи отсоединенным от резьбового элемента 5, остается неподвижен.

Полумуфта 10 и наконечник 8 при этом соединены между собой под действием сжатой пружины 15.

При обратном ходе шпинделя (при перехвате штанги) под действием пружины 18 резьбовой элемент 5 и гибкий вал 6 соединяются своими кулачками 16 и 17 и штанга

4 выдвигается из шпинделя 2. Полумуфта

10 и наконечник 8 соединяются между собой под действием сжатой пружины 15.

Для вытягивания штанги 4 из пробурен"ного шпура шпинделю 2 сообщается обратное вращение и обратный ход. Под действием пружины 18 резьбовой элемент 5 и невращающийся гибкий вал 6 соединяются своими кулачками 16 и 17. Штанга 4 втягиваетсе в шпиндель 2, если реакция забоя (или усилие, необходимое для вытягивания штанги из шпура, или усилие, с которым шпур удерживает штангу при вытягивании ее из шпура) не превышает усилия сжатой пружины 15.

Усилие вытягивания штанги 4 (реакция забоя) прикладывается к торцовым поверхностям 21 и 22 соединения хвостовика 19 с гибким валом 6. Поэтому усилие пружины 15 рассчитывается (выбирается) таким, чтобы равное ему усилие вытягивания штанги из шпура не приводило к заеданию и быстрому износу поверхностей 21 и 22, а также к образованию на поверхностях 21 и 22 черезмерно большого момента трения, S

SO

1S

23

ЗЯ

45 при котором происходит закручивание гибкого вала 6.

Если в какой-то момент при вытягивании штанги из шпура реакция забоя превышает усилие пружины 15, то она сжимается под действием этой реакции забоя (реакция забоя направлена в сторону, противоположную движению штанги), и кулачки 13 выходят из зацепления с кулачками 14. Таким образом, наконечник 8 и водоподводящий шланг 9 оказываются отсоединенными от втулки 7.

В этот момент втулка 7, резьбовой элемент 5, шпиндель 2 и штанга 4 вращаются вместе, взаимное скольжение поверхностей

21 и 22 исключено, наконечник 8 и водоподводящий шланг 9 не, вращаются. Штанга

4 при этом не втягивается в шпиндель 2.

Реакция забоя при вытягивании штанги из шнура (усилие вытягивания штанги) определяется силами трения штанги и коронки о стенки шпура, а также количеством буровой мелочи, находящейся между штангой и стенками шпура. Вращение штанги в этот момент обеспечивает удаление из шпура излишней буровой мелочи и уменьшение сил трения штанги и коронки о стенки шпура.

Поэтому благодаря вращению штанги реакция забоя, превысившая допустимое значение, быстро уменьшается до величины, на которую рассчитана пружина 15. Пружина

15 разжимается и вводит в зацепление кулачки 13 и 14.

В этом случае наконечник 8 соединяется с втулкой 7, резьбовой элемент 5 останавливается и штанга 4 снова втягивается в шпиндель 2. Поверхности 21 и 22 скользят относительно друг друга, но усилие, действующее между ними, меньше допустимого (меньше усилия пружины 15).

Таким образом, предлагаемое сверло обеспечивает снижение реакции забоя (уси.лия вытягивания штанги) до допустимой величины и втягивание штанги в шпиндель только при величине усилия втягивания, не превышающей допустимой величины, Благодаря этому соединение гибкого вала 9 с хвостовиком 19 штанг 4 (поверхности 21 и 22) предохраняется от перегрузок, что существенно повышает долговечность сверла, а также исключает возможность закручивания гибкого вала 6, повышая тем самым безопасность труда.

Формула изобретения

Сверло для бурения горных пород по авт. св. № 507699, отличающееся тем, что, с целью увеличения его долговечности и повышения надежности действия путем ограничения усилия вытягивания штанги из шпура, гибкий ва. выполнен разъемным из двух частей и снабжен дополнительной муфтой, разъединяемой при обратном ходе шпинделя под действием осевого усилия.

746102

А-Я

Составитель В. Левин

Редактор С. Титова Техред К. Шуфрич Корректор М. Шароши

Зак аз 3914)24 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий (3035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

<филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4