Виброгрейфер для проходки шурфов Советский патент 1987 года по МПК E02F3/413 E21B7/24 

штока 16 некруглого сечения с резьбовым XBOctoBHKOM t7. На штоке 16 между подвижной в осевом направлении Г 18 и плитой 5 установлена с возможностью вращения опорная втулка 21. Подвижная траверса 11 размещена в К 4 и соединена с ползунами 22, штоком 16 и с Л 9 - тягами 12. При опускании виброгрейфера и левом вращении Л 9 калибруют призабойную зону шурфа. Затем Л 9 внедряют в породу. При их правом вращении К 3 поворачивается, а Г 18 опускается. В результате К 3 ударяется о плиту 5 и передает осеИзобретение относится к горной промьшшенности, а именно к конструкциям инструментов для проходки шурфов при геолого-разведочных работах.

Цель изобретения - снижение энергоемкости при проходке шурфов.

На чертеже изображен виброгрейфер для проходки шурфов, общий вид.

Виброгрейфер состоит из основного 1 и дополнительного 2 вибраторов, общий корпус 3 которых подвижно размещен с возможностью вращения и осевого перемещения в корпусе 4 виброгрейфера, опорной плиты 5 с центральным отверстием 6 некруглой- формы, закрепленной к нижней части корпуса 4, виброударного стакана 7, жестко присоединенного к нижнему торцу корпуса 4 с башмаком 8, лопастей 9 клиновой формы, установленных посредством шарниров }0 в пазах башмака, подвижной траверсы 11, установленной в корпусе 4 и соединенной с помощью тяг 12, имеющих шарниры 13 с. лопастями 9, приводной штанги 14, соединенной с корпусом 3 посредством шариковой муфты ограничения момента 15, и механизма

привода лопастей. I

Механизм привода лопастей содержит шток 16 некруглого сечения, установленный с небольшим зазором в некруглом отверстии 6 опорной плиты 5, и резьбовой хвостовик 17 штока, на который навернута гайка 18, установленная в общем корпусе 3 вибраторов

вое усилие на забой Л 9 до упора Г I8 во втулку 21. Далее Г 18 поднимает хвостовик 17, траверсу 11 и сводит Л 9. Одновременно работает вибратор 1, а Г 18 с втулкой 21 вращаются. . При этом не возникает эффекта шевеления Л 9, увеличивающего затраты мощности виброгрейфера. При его подъеме в ходе левого вращения КЗ, Г 18 поднимается, а стакан 7 опускается. Включается вибратор 2. Шток 16 и траверса 11 опускаются, открывая Л 9, фиксирующиеся в этом положении Г 18. 1 3. п. ф-лы, 1 ил.

с возможностью перемещения по шпоночным выступам 19. Соосно штоку 16 и резьбовому хвостовику 17 на опорной плите 5 с помощью подшипника 20 установлена опорная втулка 21, на верхний торец которой упирается гайка 18. Нижняя часть штока 6 жестко соединена с траверсой 11, а ползуны 22 траверсы могут скользить по направляю цим 23, приваренным к внутренней поверхности корпуса 4 виброгрейфера. Нижний торец корпуса 3, в котором размещены вибраторы 1 и 2, выполнен в виде кольцевого бойка 24, а в средней части корпус имеет роликовую опору 25 этих вибраторов. Опорная плита 5 скреплена с кулачковой опорой 26 основного вибратора 1 и с наковальней 27, взаимодействующей с бойком 24. .Дополнительный вибратор 2 имеет кулачковую опору 28 (не обозначена) для взаимодействия с роликовой опорой 25. В общий корпус 3 вибраторов встроен обратный клапан 29. К наружной поверхности корпуса 4, в ее верхней части, прикреплены упоры 30.

Виброгрейфер для проходки шурфов работает следующим образом.

Виброгрейфер на приводной штанге 14 опускают вниз и устанавливают на расстоянии 0,5-1,0 м от забоя. Посредством вращателя базовой машины (не показана) через приводную штангу 14 и муфту 15 левое вращение сообщают.

общему корпусу 3 вибраторов. От кор313

пуса 3 через роликовую опору 25 и кулачковую опору 26 вращение передается виброударному стакану 7 и лопастям 9. При левом вращении лопастей 9 и опускании грейфера на забой производится калибрование призабойной части шурфа, в том числе перемещения горной породы из периферийной части забоя к центру.

Сведению лопастей препятствует реакция породы забоя благодаря клиновой форме сечения лопастей, а также фиксации резьбовым хвостовиком I7 и гайкой 18 траверсы II от перемещения. После калибрования призабойной части шурфа предварительно внедряют лопасти в породу забоя.

Способ внедрения зависит от типа породы и приводного оборудования: напорным усилием гидравлики базовой машины или напорным усилием веса виб- {югрейфера, клюющим способом путем сбрасывания виброгрейфера, установкой виброгрейфера на забой с включением правого вращения для привода основного вибратора. Возможно и внедрение лопастей путем последовательного применения двух из перечисленных выше способов. При включении правого вращения работа виброгрейфера протекает в следующей последовательности.

Корпус 3 начинает проворачиваться относительно виброударного стакана 7 и кулачковой опоры 26. При этом гайка 18 начинает перемещаться вниз вдоль выступов 19 корпуса 3 до того момента, когда ролики опоры 25 корпуса 3 входят в зацепление с кулачками опоры 26. Далее гайка 18 продолжает перемещаться вниз., а роликовая опора

25,перемещаюсь по кулачковой опоре

26,поднимает и сбрасывает корпус 3 на наковальню 27 опорной плиты 5. Между ударами, в момент падения корпуса 3, осевое усилие (напор), передающееся на забой лопастями, равно весу виброударного стакана 7 и всех деталей, установленных на нем, а во время перемещения роликовой опоры 25 по кулачковой 26 и контакта бойка 24 с наковальней 27 усилие напора может складываться из действия seca всего виброгрейфера и напора средств подачи инструмента на забой базовой машины. При вращении корпуса 3 частота ударов зависит от конструкции кулачковой опоры и числа оборотов приводной штанги.

1464

Энергия единичных ударов зависит от высоты кулачков опоры 26 и осевого усилия, передаваемого через приводную штангу. При падении бойка 24 J на наковальню 27, а также при взаимодействии роликовой 25 и кулачковой 26 опор за счет сил трения возникают крутящие моменты, являкнциеся причиной появления крутильных импульсов fO и колебаний. С момента вхождения в

контакт роликовой опоры 25 с кулачковой 26 до упора гайки 18 в опорную втулку 21 продолжается прямое внедрение лопастей 9 в породу. На этом

5 этапе работы виброгрейфера количест- Ьо ударов и время работы вибратора зависит соответственно от длины участка резьбового хвостовика 17 между его отметкой при вхождении ролико0 вой опоры 25 в зацепление с кулачковой опорой 26 до упора гайки 18 в опорную втулку 21, шага резьбы хвостовика и гайки, а также частоты вращения приводной штанги. 5 Далее гайка 18 поднимает хвостовик 18 со штоком 16, траверсу 11 и сводит лопасти 9 с одновременной работой основного вибратора 1, при этом гайка 18 вместе с втулкой 21

0 вращается на подшипнике 20.

Момент закрытия лопастей определяют по изменению мощности на.вращение приводной штанги (при полностью закрытом виброгрейфере происходит

5 его проворачивание на забое), а также по звуку, издаваемому срабатываемой муфтой ограничения момента 15 (если лопасти полностью не закрьшись и остались частично внедренными в

0 породу). Последний случай наблюдается в практике при разработке валунных отложений.

Одновременное сведение лопастей и 5 работа вибратора 1 происходит, таким образом, без эффекта шевеления лопастей, который возникает при жесткой связи лопастей с корпусом 3 через тяги 12, .траверсу 11, шток, резь- 0 бовой хвостовик и гайку. При шевелении лопастей происходит быстрое сжатие монолита породы между лопастями, а усилие, возникающее при сжатии, передается через тяги, траверсу, 5 шток, корпус на роликовую опору. Такое резкое и многократное сжатие лопастей приводит к дополнительным затратам мощности на работу виброгрейфера. Отсутствие этого эффекта

5Г1

обусловлено подвижной установкой гайки в корпусе. Так как при работе вибратора 1 , при его взведении, оЗъем внутренней полости корпуса 3 резко увеличивается, то в эту полость через клапан 29 поступает воздух. При срабатывании вибратора объем корпуса резко уменьшается и воздух выбрасывается через кольцевой зазор между корпусом 3 и дополнительным вибратором 2, препятствуя попаданию разрушенной породы во внутреннюю полость виброгрейфера.

2146

Формула

изобретения

После закрытия лопастей виброгрейфер поднимают на поверхность. При этом упоры 30 входят в контакт с упорами рамы базовой машины (не показаны) и при левом вращении приводной штанги фиксируют от проворачивания корпус виброгрейфера. В ходе левого вращения корпуса 3 гайка 18 поднимается вверх по хвостовику 7. При этом виброударный стакан 7 опускается вниз и вводит в зацепление кулачковую опору 28 дополнительного вибратора 2 с роликовой опорой 25. Включение дополнительного вибратора 2 способствует интенсивной разгрузке породы. Далее гайка 18, поднимаясь по хвостовику 17, дает возможность штоку 16 и траверсе 11 опускаться вниз, тем самым обеспечив открытие лопастей 9, При продолжении вращения гайка 18 поднимается вверх до упора в корпус 3 и принудительно подает хвостовик 17 вниз и фиксирует лопасти 9 в открытом состоянии. Ограничение крутящего момента обеспечивается муфтой 15. По звуку ее срабатывания определяют момент полного открытия грейфера.

, Виброгрейфер для проходки шурфов, включающий основной и дополни5 тельный вибраторы, общий корпус, которых подвижно размещен в корпусе виброгрейфера, опорную плиту .с центральным отверстием, закрепленную в верхней части корпуса виброгрейфера,

10 виброударный стакан, скрегшенге 1й с корпусом виброгрейфера, лопасти, шар- нирно установленные на виброударном стакане, подвижную траверсу, размещенную в корпусе виброгрейфера и сое- й- )5 диненную с лопастями посредством тяг, и механизм привода лопастей, выполненный в виде гайки, установленной в общем корпусе основного и дог олни- тельного вибраторов, и штока некруглого сечения, имеющего резьбовой хвостовик, на котором установлена гайка, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости, он снабжен опорной втулкой, установленной с возможностью вращения на штоке между гайкой и опорной плитой, направляющими, прикрепленными к внутренней поверхности корпуса виброгрейфера, и ползунами, скрепленными с траверсой для ее осевого перемещения по направляющим, при этом центральное отверстие опорной плиты выполнено некруглой формы с возможностью осевого перемещения штока, гайка установлена

35 в общем корпусе основного и дополнительных вибраторов с возможностью, осевого перемещения, а шток скреплен с траверсой.

2, Виброгрейфер по п.1, о т л и 40 ч а ю щ и и с я тем, что общий корпус основного и дополнительного виб- . р аторов снабжен обратным клапаном.

20

25

30

Редактор М.Бланар

Составитель Л.Черёпенкина

Техред Л.Олейник Корректор А.Тяско

Заказ 1939/26Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

2146

Формула

изобретения

Изобретение относится к области горной пром-сти и позволяет снизить энергоемкость при проходке шурфов. Виброгрейфер включает корпус (К) 4, основной и дополнительный вибраторы I, 2, опорную плиту.5 с центральным отверстием 6 некруглой формы и виброударный стакан 7 с лопастями (Л) 9. Причем К 4 скреплен со стаканом 7, плитой 5 и направляющими 23. В общем К 3 вибраторов 1, 2, подвижно размещенном в К 4, установлен механизм привода Л 9 в виде гайки (Г) 18 и If СЛ 30 1 г5