Гидравлическая бурильная машина ударного действия Советский патент 1983 года по МПК E21B6/04 

ijts .;г

о

О1

ts3

Oi

о Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в бурильных установках, отбойных молотках, очистных и проходческих машинах. Известно гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус, боек и распределительный золотник, взаимодействующий с ним при помощи стержня 1 Недостатком указанного устройства является отсутствие стабильности рабочего цикла, происходящее из-за неопределенности точек переключения распределительного золотника перед ударом. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическая бурильная мащина ударного действия, включающая корпус, боек, взводящие плунжеры, сливную и напорную магистрали, распределительный золотник 2.. Недостаток известного устройства заключается в том, что распределительный золотник перемещается буртиками бойка, при этом отсутствуют фиксированные точки его перемещения, что отрицательно действует на стабильность рабочего процесса .и приводит к снижению энергии удара. Цель изобретения - повышение энергии удара и стабилизации рабочего процесса. Поставленная цель достигается тем, что в гидравлической бурильной машине ударного действия, включающей корпус, боек, взводящие плунжеры, сливную и напорную магистрали, распределительный золотник, распределительный золотник выполнен в виде стакана с осевым отверстием в днище и расточкой управления, внутри которого расположен щток с фиксаторами для взаимодействия с профильными выступами, которые выполнены на внутренней поверхности распределительного золотника, а боек снабжен тягой с буртиками, которая установлена соосно с распределительным золотником с возможностью взаимодействия с ним посредством пружин, которые размещены между днищем и буртиками, при этом щток установлен в корпусе с возможностью фиксированного перемещения. На чертеже представлена схема предлагаемой машины. Гидравлическая бурильная мащина содержит основной корпус 1, размещенный внутри него боек-ударная масса 2, рабочий инструмент 3, взводящие рабочие плунжеры 4 и 5, боек-ударная масса 2 подпружинена относительно корпуса пружиной 6 возврата. К основному корпусу 1 прикреплен корпус 7 блока управления, внутри которого расположен выполненный в виде полой втулки распределительный золотник 8, перемещающийся относительно неподвижной втулки 9, вставленной в корпус 7 блока управления и поджатой крышкой 10. Во внутреннюю полость полой втулки-золотника 8 входит одним концом шток и, регулируемый по длине относительно корпуса 7 при помощи резьбы, выполненной на его противоположном конце и в крыщке 10. После настройки, необходимого положения штока 11 относительно корпуса 7 он фиксируется при помощи контргайки 12. В теле штоца 11 выполнено два радиальных канала, внутри которых расположены щариковые фиксаторы 13 и 14, 15 и 16, подпружиненные относительно друг друга соответственно пружинами 17 и 18 и контактирующие своими рабочими поверхностями с профильными выступами на внутренней поверхности полой втулки-золотника 8. Кроме того, золотник 8 при помоцхи соединительной тяги 19 связан.с подвижной ударной массой 2. Соединительная тяга 19 на одном конце имеет бурт, который при помощи разъемной шайбы 20, подложенной под пружину 6, возврата к амортизирующей подкладке 21, уложенной в углублении ударной массы 2, а на противоположном конце соединительной тяги 19, входящем в торцовое отверстие золотника 8, выполнена резьба, на которую со стороны внутренней полости золотника 8 навинчена гайка 22 с буртом. В средней части соединительной тяги 19 выполнен еще один бурт, относительно которого при помощи пружины 23 поджимается наружный торец золотника 8. Аналогичная пружина 24 установлена внутри золотника 8 и поджимает его внутренний торец относительно бурта гайки 22, навинченной на резьбовой конец соединительной тяги 19. Внутри корпуса блока 6 управления устроен ряд соединительных отверстий и рабочих камер. Левая кольцевая камера 25 высокого давления и отверстия 26 во втулке 9 сообщены с напорной магистралью 27, к которой также подключены приводной насос 28, гидроаккумулятор 29 и предохранительный клапан 30. Средняя кольцевая камера 31 постоянно связана гидролиниями 32 и 33 с, рабочими полостями 34 и 35, в которые входят взводящие плунжеры 4 и 5, а также отверстиями 36 во втулке 9 с кольцевой расточкой 37, выполненной на наружной поверхности золотника 8. Правая кольцевая камера 38 слива и отверстия 39 во втулке 9 постоянно связаны со сливной магистралью 40. Внутри щтока 11 выполнено Т-образное отверстие 41, а в теле золотника 8 - отверстия 42, которые предназначены для перетока рабочей жидкости, поступающей во внутреннюю полость 43 золотника 8, в результате возможных утечек через зазоры между золотником 8 и втулкой 9. В результате взаимосвязи полостей 43 и 44 устраняются возможные противодавления рабочей жидкости на торцы золотника

8. При помощи отверстия 45 полость 44 связана с дренажем. На внутренней поверхности тела корпуса Л, направляющей боекударную массу 2, выполнен канал 46, связывающий между собой подторцовые поЛости 47 и 48 порщня, причем канал 46 выполнен на такую длину, что при нанесении удара поршень в конце рабочего хода может, перекрывая своей наружной поверхностью канал 46, сжимать образовавшуюся воздушную подушку и предотвращать возможные удары .по корпусу I, в результате отхода рабочего инструмента 3, например, при отсутствии или недостаточном поджатии корпуса бурильной машины к забою. Полость 48 связана отверстием 49 с полостью 44 и дренажом. Вращетельное движение рабочему инструменту 3 сообщается вращателем 50.

Гидравлическая бурильная машина работает следующим образом.

На чертеже устройство изображено в момент окончания взвода и нач-ала переключения блока управления на рабочий ход. В этом положении рабочая жидкость под давлением от приводного насоса 28 и гидроаккумулятора 29 поступает по напорной магистрали в левую кольцевую камеру 25 высокого давления и посредством отверстий 26 через коль;евую расточку 37 и отверстия 36 в среднюю кольцевую камеру 31. Далее она поступает по гидролиниям 32 и 33 в рабочие полости 34 и 35, осуществляя силовое воздействие на перемещающиеся взводящие плунжеры 4 и 5, которые перемещают ударную массу 2 и сжимают пружину 6 возврата. При этом распределительный золотник 8 находится в таком положении, что осуществляет перекрытие кромкой кольцевой расточки 37 связи ее посредством отверстий 39 с правой кольцевой ка аерой 38 слива. В этом положении шариковые фиксаторы 15 и 16 находятся под действием пружины 18, контактируют с профильной впадиной внутренней поверхности золотника 8, а шариковые фиксаторы 13 и 14, находящиеся под действием пружины 17, отжаты. Причем в крайнем положении перед переключением золотника 8 шариковые фиксаторы 15 и 16 поджаты в продольном направлении выступом на его профильной внутренней поверхности пружиной 23, сжимающейся под действием перемещающейся ударной массы 2, которая взаимодействует с последней посредством соединительной тяги 19. Деформация пружины 23 осуществляется до тех пор, Пока усилие ее сжатия не преодолеет усилие, необходимое для отжатия шариковых фиксаторов 15 и 16 во внутрь штока. Когда ударная масса 2 сместится на требуемое расстояние и усилие пружины 23 преодолеет усилие, необходимое для отжима шариковых фиксаторов 15 и 16,

они выйдут из зацепления с профильной впадиной на внутренней поверхности золотника 8, который при этом под действием выпрямляющейся пружины 23 переместится вправо. При этом щариковые фиксаторы 13 и 14 под действием пружины 17 выйдут из направляющего отверстия и будут контактировать с профильной впадиной на внутренней поверхности золотника 8. В результате перемещения золотника 8 в новое по ложение происходит перекрытие кромкой кольцевой расточки 37 связи ее с левой кольцевой камерой 25, которая, в свою очередь, соединена с напорной магистралью 27. После переключения золотника 8 в правое положение происходит соединение кольцевой расточки 37, а также связанных с ней средней кольцевой камеры 31 и рабочих полостей 34 и 35 через открывшиеся отверстия 39 с правой кольцевой камерой 38, соединенной со сливом. Давление в рабо0 чих полостях, соединенных со сливом, падает до сливного и ударная масса 2, разгоняясь под действием сжатой пружины б.возврата, совершает рабочий ход, т. е. перемещается в исходное положение и нано5 сит удар do рабочему инструменту 3. Рабочие плунжеры 4 и 5 вытесняют рабочую жидкость из полостей 34 и 35 на слив. В это время работающий приводной насос 28 подает, рабочую жидкость под давлениемВ гидроаккумулятор 29 до момента переключе0 ния распределительного золотника 8 на обратньГй ход. Перемещающаяся ударная масса 2 посредством соединительной тяги 19 сжимает пружину 24 до состояния, когда усилие ее сжатия преодолевая усилие, необходимое для отжима подпружиненных

5 шариковых ф}}ксаторов 13 и 14 во внутрь направляющего отверстия в теле штока 11. Происходит переключение распределительного золотника 8 на рабочий ход. Далее рабочий процесс повторяется в автомати0 ческом режиме.

Конструктивное исполнение соединительной тяги 19 позволяе: при помощи ре. гулировочной гайки 22 подбирать необходимое натяжение пружин 23 и 24, производящих переключение золотника 8 в конечных

5 положениях. Смещением регулировочного штока 11 относительно корпуса можно также настраивать блок управления направлением потока рабочей жидкости на оптимальный режим переключений. Регулируя производительность приводного насоса 28, можно управлять частотой ударов ударной массы 2 по рабочему инструменту 3,обеспечивая таким образом оптимальный режим бурения конкретной горной породы.

Применение изобретения позволит пивы5 сить энергию удара и стабилизировать рабочий процесс путем автономной работы распределительного золотника.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ включающая корпус, боек, взводящие плунжеры, сливную и .напорную магистрали, распределительный золотник, отличающаяся тем, что, с целью повышения энергии удара и стабилизации рабочего процесса, распределительный золотник выполнен в виде стакана с осевым отверстием в днище и расточкой управления, внутри которого расположен шток с фиксаторами для взаимодействия с профильными выступами, которые выполнены на внутренней поверхности распределительного золотника, а боек снабжен тягой с буртиками, которая установлена соосно с распределительным золотником с возможностью взаимодействия с ним посредством пружин, которые размещены между днищем н буртиками, при этом шток g (Л установлен в корпусе с возможностью фиксированного перемещения.