ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОСТУПАТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ БУРИЛЬНЫХ МАШИН Российский патент 1999 года по МПК G01P3/02 

Изобретение относится к области горной промышленности может быть использовано для проектирования и эксплуатации бурильных машин.

Известен измеритель поступательной скорости бурильных машин (Родионов И. В. Исследование машин для разрушения мерзлых грунтов горных пород. - Новосибирск. Зап.-Сиб. книжное изд-во. 1978. 144 с., см. стр. 50...56) - специальный стенд в виде бурильной машины вращательно-ударного бурения с автоматически регулируемым режимом работы по а.с. N 138556 (СССР) при помощи дифференциальной зубчатой передачи, используемой для измерения поступательной скорости бурения при различных режимах работы путем смены зубчатых колес с целью определения максимальной производительности по поступательной скорости бурения в зависимости от усилия подачи.

Недостатком этого устройства является необходимость многократной смены зубчатых колес с дискретным определением влияния усилия подачи на производительность машины по поступательной скорости бурения.

Кроме того, известен измеритель поступательной скорости бурильных машин, являющийся прототипом предлагаемого изобретения (см. стенд в кн. Ярунов А.М. Кулачковые механизмы переменной структуры. - Иркутск. Изд-во Иркутского гос. ун-та. 1986. 160 с. см. стр. 30...33 стр.), представляющего собой тележку с закрепленным на ней электромеханическим бурильным молотком с кулачковым механизмом, содержащим торцовый кулачок и концентрично размещенный в нем толкатель, образующий поступательную кинематическую пару со шпинделем инструмента-бура. Причем эта тележка перемещается под действием груза, прикрепленного к ней перекинутым через блок тросом и обеспечивающего постоянное усилие подачи, изменяемое увеличением или уменьшением массы груза. При этом скорость подачи определяется временем, устанавливаемым при помощи электромашинного реле времени, и перемещением тележки, измеряемым метрической линейкой.

Недостатком этого устройства является неизменяющееся усилие подачи при измерении поступательной скорости бурильной машины. Поэтому имеется необходимость смены массы груза для определения максимальной производительности по поступательной скорости бурения в зависимости от усилия подачи. Это обуславливает значительную трудоемкость измерения поступательной скорости бурения.

Задачей изобретения является создание измерителя поступательной скорости бурильных машин, имеющего меньшую трудоемкость измерения поступательной скорости бурения.

Это достигается тем, что измеритель поступательной скорости бурильных машин, содержащий груз и трос, снабжен дисковым кулачком, диском, мультипликатором, центробежным регулятором и шкалой, причем дисковый кулачок соединен гибкой связью с грузом и жестко соединен с диском, а диск соединен тросом через блок с бурильной головкой, на которой закреплена зубчатая рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом мельтипликатора, установленным на станине бурильной машины вместе с центробежным регулятором и корпусом шкалы, вал которой кинематически связан зубчато-реечной передачей с центральной втулкой цетробежного регулятора, а не центральном валу центробежного регулятора установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом мультипликатора, при этом центральный вал центробежного регулятора выполнен с храповой поверхностью, а его центральная втулка оснащена подпружиненными собачками.

На чертеже представлена схема предлагаемого измерителя поступательной скорости бурильных машин, содержащего дисковый кулачок 1, соединенный с грузом 2 гибкой связью, и жестко соединенный с диском 3, который соединен тросом 4 через блок с бурильной головкой 5. На бурильной головке 5 закреплена зубчатая рейка 6, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 7 мультипликатора, установленного на станине 8 бурильной машины вместе с центробежным регулятором и корпусом шкалы 9, вал которой кинематически связан зубчато-реечной передачей 10 с центральной втулкой 11 центробежного регулятора. При этом зубчатое колесо 7 мультипликатора находится в зацеплении с шестерней 12, установленной на центральном валу 13 центробежного регулятора, выполненном с храповой поверхностью, а центральная втулка - оснащенной подпружиненными собачками 14. Причем рейка зубчато-реечной передачи 10 выполнена с возможностью образования вращательной кинематической пары с центральной втулкой 11 центробежного регулятора.

Измеритель поступательной скорости бурильных машин работает следующим образом. При двигателе, вращающем торцовый кулачковый механизм бурильной головки 5, под действием груза 2 получает вращение дисковый кулачок 1, увеличивающий вращающий момент движущих за счет увеличения радиуса профиля этого кулачка. Такое увеличение момента движущих сил обеспечивает возрастание усилия на поверхности диска 3 и усилия подачи, осуществляемого тросом 4, соединенным через блок с бурильной головкой 5. При этом может происходить увеличение поступательной скорости бурения до некоторого максимального значения при возрастании усилия подачи. После чего имеет место снижение поступательной скорости бурения при дальнейшем увеличении усилия подачи. При росте поступательной скорости бурения соответственно увеличивается скорость перемещения бурильной головки 5 с закрепленной на ней зубчатой рейкой 6. Это обуславливает увеличение скорости вращения зубчатого колеса 7, шестерни 12 и центрального вала 13 центробежного регулятора. Увеличение угловой скорости этого вала вызывает увеличение углов наклона рычагов центробежного регулятора к оси вращения его центрального вала 13 и поступательное перемещение центральной втулки 11 до тех пор, пока повышается скорость перемещения бурильной головки 5 от увеличения усилия подачи. При снижении поступательной скорости бурения с дальнейшим увеличением усилия подачи центральная втулка 11 останавливается в результате взаимодействия с храповой поверхностью центрального вала 13 и подпружиненных собачек 14, исключающих перемещение центральной втулки в противоположном направлении. Это крайнее положение центральной втулки 11 регистрируется шкалой 9, кинематически связанной зубчато-реечной передачей 10 с центральной втулкой 11 и проградуированной по поступательной скорости перемещения бурильной головки. При таком определении максимальной поступательной скорости бурения отсоединяется ходовой винт бурильной машины. После выполненного измерения устанавливаются параметры зубчатых колес механизма подачи бурильной машины.

Таким образом, измерение максимальной поступательной скорости бурения выполняется без смены зубчатых колес или без изменения массы груза. Т.е. осуществляется снижение трудоемкости измерения поступательной скорости бурильных машин.

Измеритель предназначен для использования при проектировании и эксплуатации бурильных машин. Дисковый кулачок соединен гибкой связью с грузом и жестко соединен с диском. Диск соединен тросом через блок с бурильной головкой. На станине установлено зубчатое колесо мультипликатора вместе с центробежным регулятором. На центральном валу регулятора установлена шестерня. Шестерня находится в зацеплении с зубчатым колесом. Центральный вал выполнен с храповой поверхностью. Центральная втулка оснащена подпружиненными собачками. Зубчатая рейка закреплена на бурильной головке и находится в зацеплении с зубчатым колесом. С центральной втулкой регулятора кинематически связан вал шкалы. Обеспечивается снижение трудоемкости измерения поступательной скорости машины. 1 ил.

Измеритель поступательной скорости бурильных машин, содержащий груз и трос, отличающийся тем, что он снабжен дисковым кулачком, диском, мультипликатором, центробежным регулятором и шкалой, причем дисковый кулачок соединен гибкой связью с грузом и жестко соединен с диском, а диск соединен тросом через блок с бурильной головкой, на которой закреплена зубчатая рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом мультипликатора, установленного на станине бурильной машины вместе с центробежным регулятором и корпусом шкалы, вал которой кинематически связан зубчато-реечной передачей с центральной втулкой центробежного регулятора, а на центральном валу центробежного регулятора установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом мультипликатора, при этом центральный вал центробежного регулятора выполнен с храповой поверхностью, а его центральная втулка оснащена подпружиненными собачками.