Устройство для разрушения горных пород отрывом от массива Советский патент 1984 года по МПК E21C37/02 

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что промежуточные элементы выполнены в виде упорных выступов качения на торцовой поверхности коромысловой шайбы, расположенных симметрично по обе стороны от центрального отверстия вдоль оси, перпендикулярной плоскости действия клинового отрывника, при этом на встречной поверхности опорной шайбы выполнены ответные опорные гнезда.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что центральное отверстие коромысловой шайбы выполнено в форме эллипса,болшая ось которого перпендикулярна

оси симметрии упорных выступов качения.

32014

4.Устройство по пп. 1-3, о тличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности ориентации клинового отрывника в сторону отрыва, приспособление передачи усилия подачи снабжено механизмом поворота опорной шайбы, клиновой отрывник снабжен механизмом его прижима

к коромысловой шайбе, а опорная шайба установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси буровой штанги.

5.Устройство по п.4, отличающееся тем, что механизм поворота опорной шайбы вьтолнен в виде зубчатого венца на ее боковой поверхности и взаимодействующей с ним зубчатой рейки с приводом продольного перемещения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ОТРЫВОМ ОТ МАССИВА, включакнцее бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью продольного перемещений вдоль нее, гидропривод пойачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге, отличающее с. я тем, что, с целью повьвпения эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрьта, клиновой отрьшнИк выполнен составньм из двух продольных клиновых частей с различной по величине конусностью наружных боковых поверхностей, установленных с возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия подачи выполнено в виде последовательно размещенных между гидроприводом и клиновым отрывником опорной шайбы с центральным отверстием, промежуточных элементов и коромысловой шайбы с центральным отверстием и сферической торцовой поверхностью, установленной с возможностью поворота относительно оси буревой штанги в поперечной плоскости и взаимодействия сферической поверх00 ностью с торцами клиновых частей to клинового отрывника. 7 9 10

Изобретение относится к горному машиностроению и может найти применение в горной промьшшенности. Известно устройство для разрушения горных пород отрывом, включающе бурильную машину со штангой, на переднем конце которой установлен буровой инструмент и корпус, взаимодействующий с внутренними поверхностями расклинивающих элементов, выполненных в виде сегментов разрезной втулки, связанной с корпусом силового цилиндра, при этом силовой цилиндр установлен на направляющей буригГьной мапшне с возможностью осе врго перемещения,а на штанге между пор нями установлено кольцо,составляюще вместе с поршнем ограничитель перемещения lj . Недостатком устройства является его низкая надежность, обусловленная тем, что радиальное усилие пере дается через штангу и при отрыве монолита из-за больших деформаций в направлении отрыва появляется изг штанги и поломка. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му результату является устройство для разрушения горных пород отрывом от массива, включающее бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляюшлх податчика, клиновой отрьгвник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью продольного перемещения вдоль нее,гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге iz. Недостатком известного устройства является низкая концентрация напряжений отрыва в разрушаемой части массива вследствие невозможности опережающей подачи части клинового отрьшника в шпур со стороны свободной поверхности. Цель изобретения - повьш1ение эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрыва. Указанная цель достигается тем, что Б устройстве для разрушения горных пород отрывом от массива,, включающем бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью

Э

продольного перемещения вдоль нее, гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге, клиновой отрьшник вьшолнен составным из двух продольных клиновых частей с различной по величине конусностью наружных боковых поверхностей, установленных с возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия подачи выполнено в виде последовательно размещенных между гидроприводом и клиновым отрывником опорной шайбы с центральным отверстием, промежуточных элементов и коромысловой шайбы с центральным отверстием и сферической торцовой поверхностью, установленной с возможностью поворота относительно оси буровой штанги в поперечной плоскости и взаимодействия сферической поверхностью с торцами клиновых частей клинового отрывника.

Промежуточные элементы выполнены в виде упорных выступов качения на торцовой поверхности коромысловой шайбы, расположенных симметрично по обе стороны от центрального отверстия вдоль оси, перпендикулярной плоскости действия клинового отрьшника, при этом на встречной поверхности опорной шайбы выполнены ответные опорные гнезда.

Центральное отверстие коромысловой шайбы выполнено в форме эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси симметрии упорных выступов качения,

С целью обеспечения возможности ориентации клинового отрывника в сторону отрыва приспособление передачи усилия подачи снабжено механизмом поворота опорной шайбы, клиновой отрьшник снабжен механизмом его прижима к коромысловой шайбе,, а опорная шайба установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси буровой штанги. .

Механизм поворота опорной шайбы вьтолнен в виде зубчатого венца на ее боковой поверхности и взаимодействующей с ним зубчатой рейки с приводом продольного перемещения.

На фиг.1 показано устройство, общий вид на фиг.2 - разрез А-А

32014

на фиг.1; на фиг. 3 - опорная шайба с реечным приводом; на фиг.4 коромысловая шайба.

Устройство состоит из бурильной 5 машины 1 с буровой штангой 2 и буровым инструментом 3. Щтанга 2 пронизывает гидропривод подачи в виде силового гидроцилиндра 4, установленный с возможностью осевого перемещения

10 направляющих податчика 5. .

Шток 6 поршня 7, разделяющего полости гидроцилиндра 4 на рабочую 8 и холостую 9, жестко связан с упором to направляющих податчика 5.

5 На переднем торце силового гидроцилиндра 4 установлена опорная шайба 11, связанная своим зубчатьм венцом 12с зубчатой рейкой-штоком 13 с приводом продольного перемещения в

0 виде дополнительного гидроцилиндра 14, размещеиного на корпусе силовогс гидроцилиндра 4. В гнездах 15 опорной шайбы 11, выполненных, например, в виде полуцилиндров, размещенны

5 промежуточные элементы в виде опорных выступов 16 качения коромысловой шайбы 17, выполненных по Щ)офи лю конгруэнтных впадин, например, в виде полуцилиндров. Опорная и ко0 ромысловая шайба снабжены центральными отверстиями, причем центральное отверстие коромлсловой шайбы

17выполнено в виде эллипса, большая ось которого перпендикулярна

, оси, проходящей через ось симметрии упорных выступов 16 качения.

В переднюю часть коромысловой шайбы оперт клиновой отрывник, состоящий из двух продольных клиновых

0 частей 18 и 19, контактирующих одна с другой по плоскости, проходящей через ось штанги, и выполненных с конической наружной поверхностью, причем с различной

5 по величине конусностью. Часть 19 с меньшей конусностью устанавливается к стороне массива 20, а часть

18с большей конусностью - к стороне отрыва породы. Части 18 и 19

0 клинового отрывника охватьгааются упругим звеном 21, размещенным в передней опоре 22, закрепленной на направляющих податчика.

Устройство работает следующим 5 образом.

Бурильной машиной 1 посредством штанги 2 и бурового инструмента 3 в массиве 20 образуется шпур. Затем

s

рабочий агент подается в рабочую полость 8 силового гидроцилиндра 4, перемещая его относительно неподвижного поршня 7, шток 6 которого закреплен на упоре 10. Через опорную шайбу 11 и коромысловую шайбу 17 усилие подается на части 18 и 19 клинового отрывника,, которые внедряются в шпур, создавая растягивающие напряжения в массиве своими коническими наружными поверхностями В процессе внедрения частей 18 и 19 в шпур оставшаяся буровая мелочь удаляется через зазор между штангой и внутренней поверхностью клинового открывника. Так как в направлении отрыва породы от массива деформации больше, то наружная поверхность части 18 имеет большую по величине конусность. Так как деформации породы в глубь массива меньше, чем в направлении обнажения породы, то возможно увеличение сопротивления перемеш;ению части 19 и уменьшение сопротивления на часть 18. В результате на коромысловой шайбе 17 возникает момент, который повернет ее Б опорах 16, и часть 18 сместится относительно части 19 в направлении забоя, что приведет к увеличению радиального усилия и смеш;ения части породы от массива к ее отрыву.

Настройка части 18 клинового отрывника с большей конусностью а направлении ближайшего обнажения массива осуществляется гидроцилиндром 14 посредством перемещения рейки-штока 13, взаимодействующей с зубчатым венцом 12 опорной шайбы 11, поворот которой через кором-ыс32014

левую шайбу 17 передается на части 18 и 19 клинового отрывника.

Возвращение в исходное положение осуществляется отводом бурильной 5 машины назад. При этом инструмент 3 воздействует на части 18 и 19 клинового отрывника, которые удерживаются упругим звеном 21 в опоре 22 и передают усилие на гидроцилиндр 4, перемещая его назад относительно неподвижного поршня 7. При этом полость 8 сообщается со сливной магистралью (не показано), а полость 9 постоянно связана с атмосферой.

Возможность относительного осевого перемещения распорных клиньев вследствие выполнения коромысловой шайбы с опорами качения в виде полуцилиндров, контактируюш;их с конгруэнтными с ними впадинами на поворотной шайбе, позволяет при неравномерной деформации массива в направлении действия частей клинового отрывника перераспределять радиальное усилие, исключая возможные деформации элементов в одном направлении.

Неравная величина конусности клиHOBi:.K частей позволяет создать большие радиальные усилия в направлении обнаженной понерхности массива, а возможность устанавливать клинья на направление с rинимaльным сопротивлением отрыва повьш1ает эффективность работы устройства.

Повьтшние надежности работы устройства достигается также возможностью удаления буровой мелочи через зазор между штангой и внутренней поверхностью элементов распорной ьгулки.

А/

Фие. г

//

/J /

фаг.

и/тора каченая