Бурильная машина Советский патент 1986 года по МПК E21B6/02 

Изобретение относится к горной промьппленности и строительству и может быть использовано в качестве бурового автоматического устройства малой мощности и ручного механизированного инструмента.

Цель изобретения - автоматическое регулирование по усилию подачи энергии единичного удара.

На фиг. 1 схематично изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 - изменение характеристик устройства в зависимости от усилия подачи.

Бурильная машина включает в себя привод 1 (фиг. 1), установленный в корпусе 2. В подшипниковых узлах 3 корпуса установлены цилиндр 4 и хвостовик 5 инструмента с возможностью

осевого смещения. Цилиндр 4 подпружи- 2о с втулкой 16 и диском 17 начинает

ней пружиной 6 и ограничен от вращения в корпусе 2 при помощи вилки 7. Внутри цилиндра 4 размещены пружина 8 и боек 9, который взаимодействует посредством ролика 10 с профилем торцового кулачка 11, установленного на внешней поверхности цилиндра 4 посредством подшипникового узла 12. На кулачке 11 жестко закреплен фрикционный диск 13. Хвостовик 5 и цилиндр 4 связаны посредством подшипникового узла 14 с возможностью вращения и осевого смещения хвостовика 5 относительно цилиндра 4. С хвостовиком 5 жестко связана при помощи фиксатора 15 втулка 16, на которой закреплен фрикционный .диск 17. Втулка 16 и цилиндр 4 связаны механизмом, который выполнен в виде блока 18 двух зубчатых колес различного диаметра, установленных с возможностью вращения на корпусе 2 посредством кронштейна 19 и двух зубчатых реек 20 и 21, причем первая рейка 20 жестко связана с цилиндром 4 и входит в зацепление с зубчатым колесом большего диаметра, а вторая рейка 21 через подшипниковый узел 22 связана с хвостовиком 5 и входит в зацепление с .зубчатым колесом меньшего диаметра. На выходном валу привода 1 установлен фрикционный диск 23, который имеет в центре углубление 24. Диск 23 ки- йематически связан одновременно с дисками 13 и 17. При сборке механизма диск 13 устанавливается напротив углубления 24 диска 23. Ко- жух 25 служит для герметизации ме25

30

смещаться вверх относительно корпу са 2, что приводит к снижению част ты вращения инструмента, так как уменьшается радиус сцепления фрикц онных дисков 17 и 23. При этом, бл годаря зубчато-реечному механизму линдр 4 начинает также смещаться вверх на большую величину, чем хво товик 5. Боек 9 начинает смещаться вниз, контактируя с торцом хвостов ка 5.

При усилии подачи Р, диск 13 вх дит в контакт с диском 23 и начина вращение кулачка 11 относительно ц линдра 4. Это приводит к взводу бо .ка 9 и сжатию пружины 8. Когда ролик 10, подняв боек 9 на максималь ную высоту профиля кулачка 11, сос кивает с верхней точки профиля, бо ек 9 разгоняется под действием пру ны 8 и наносит удар по хвостовику т.е. включается в работу ударный м ханизм. Так как хвостовик 5 еще не сместился относительно цилиндра 4 свое крайне нижнее положение, то р лик 10 набегает только на верхнюю часть профиля кулачка, ход бойка 9 при разгоне не велик и энергия еди ничного удара минимальна (фиг. 2). В диапазоне усилий подачи от Р. до Р 2 обеспечивается вращательно-удар ньш режим бурения с автоматической регулировкой по усилию подачи част ты ударов п и частоты вращения п инструмента и энергии удара А у.

При уснпии подачи Р частота уд ров и энергия удара максимальны, а частота вращения инструмента минимальна. Если усилие подачи больше

40

45

50

S5

ханизма. Вилка 26 ограничивает от вращения рейку 21.

Бурильная машина работает следующим образом.

Привод 1 посредством фрикционных дисков 23 и 17 вращает хвостовик 5 бурового инструмента. Усилие подачи, приложенное к корпусу 2, невелико и цилиндр 4 находится в крайнем нижнем

положении. При этом вращение щску 13 не передается. Реализуется вращательный режим бурения.

При увеличении крепости буримой породы возрастает усилие подачи. При

усилии подачи Р , равном усилию предварительного сжатия пружины 6, корпус 2 начинает смещаться вниз относительно хвостовика 5 и цилиндра 4. Это приводит к тому, что хвостовик 5

смещаться вверх относительно корпуса 2, что приводит к снижению частоты вращения инструмента, так как уменьшается радиус сцепления фрикционных дисков 17 и 23. При этом, благодаря зубчато-реечному механизму цилиндр 4 начинает также смещаться вверх на большую величину, чем хвостовик 5. Боек 9 начинает смещаться вниз, контактируя с торцом хвостовика 5.

При усилии подачи Р, диск 13 входит в контакт с диском 23 и начинает вращение кулачка 11 относительно цилиндра 4. Это приводит к взводу бой- .ка 9 и сжатию пружины 8. Когда ролик 10, подняв боек 9 на максимальную высоту профиля кулачка 11, соскакивает с верхней точки профиля, боек 9 разгоняется под действием пружины 8 и наносит удар по хвостовику 5, т.е. включается в работу ударный механизм. Так как хвостовик 5 еще не сместился относительно цилиндра 4 в свое крайне нижнее положение, то ролик 10 набегает только на верхнюю часть профиля кулачка, ход бойка 9 при разгоне не велик и энергия единичного удара минимальна (фиг. 2). В диапазоне усилий подачи от Р. до Р 2 обеспечивается вращательно-удар- ньш режим бурения с автоматической регулировкой по усилию подачи частоты ударов п и частоты вращения п инструмента и энергии удара А у.

При уснпии подачи Р частота ударов и энергия удара максимальны, а частота вращения инструмента минимальна. Если усилие подачи больше Р .

(полное обжатие пружины 6), то все параметры бурильной машины сохраняются постоянными.

По окончании бурения усилие подачи прилагается к корпусу 2 вверх, вследствие чего хвостовик 5 и цилиндр 4 опускаются в крайне нижнее положение (благодаря зубчато-реечному механизму 18, 20 и 21 цилиндр 4 опускается быстрее xBodVoBmca 5), диск 13 выходит из кинематической связи с Диском 23, что соответствует выключению ударного механизма. Инструмент при этом вращается с максимальной скоростью, что исключает за- штыбовку инструмента в шпуре при его извлечении.

ZQ. Z. 7

.1

Редактор Т. Якова

Составитель В. Федоров Техред А.Кравчук

Заказ 6813/27Тираж 470

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Корректор Е. Рошко

Подписное