Бурильная машина Советский патент 1987 года по МПК E21B3/00 E21B44/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурильным машинам враш,ательного действия.

Целью изобретения является повышение долговечности бурильной машины за счет снижения нагрузки на гидродвигател ь подачи.

На чертеже представлена принципиальная гидрокинематическая схема предлагаемой бурильной машины.

Бурильная машина включает гидродвигатели враш,ения 1 и подачи 2 шпинделя постоянной производительности, параллельно подключенные к напорной гидролинии 3 насоса маслостанции (на чертеже не показан), регулируемые дроссели 4, 5 (дополнительный) и 6, соответственно установленные в гидролинии слива гидродвигателя 1 вра- шения шпинделя, в напорной и сливной магистралях гидродвигателя 2 подачи шпинделя, обратный клапан 7, подключенный параллельно гидродвигателю 2 подачи и управ- ляюш,ему дросселю 6, шпиндель с режуш,им инструментом 8.

Выходной вал гидродвигателя 1 враш,е- ния шпинделя посредством зубчатой пары (шестерен 9 и 10 внутреннего зацепления) связан со шпинделем с режущим инструментом 8 и одновременно через коническую пару (шестерни 11 и 12) и звездочку 13 врашате- ля - с бесконечной цепью 14 подаюшего механизма 15.

Подающий механизм 15 представляет собой цепную дифференциально-полиспастную передачу (ЦДПП), выполненную в виде бесконечного гибкого элемента в виде цепи 14, охватывающей шесть звездочек: две приводные (звездочки вращателя 13 и податчика 16), две натяжные (звездочки 17 и 18) и две опорные (звездочки 19 и 20), причем звездочки 16, 17, 18 и 19 установлены на неподвижных направляющих 21, жестко связанных с корпусом или манипулятором бурильной машины, а звездочки 13 и 20 - на каретке 22, имеющей возможность продольного перемещения относительно неподвижных направляющих 21.

Выходной вал гидродвигателя 2 подачи шпинделя через зубчатую пару (щестерни внутреннего зацепления 23 и 24) и звездочку 16 податчика связан с бесконечной цепью 14 подающего механизма 15.

Предлагаемая бурильная мащина работает следующим образом.

При включении бурильной машины рабочая жидкость одновременно подается к гидродвигателю 1 вращения шпинделя и через дополнительный регулируемый дроссель 5 - к гидродвигателю 2 подачи щпин- деля из напорной гидролинии 3 насоса маслостанции (на чертеже не показан и далее идет на слив через регулируемые дросселя 4 и 6 соответственно, при этом выходные

валы гидродвигателей 1 и 2 начинают вращаться.

Выходной вал гидродвигателя 1 начинает вращать шпиндель с режущим инструмен- 5 том 8 через шестерни 9 и 10 и одновременно через коническую пару (шестерни 11 И 12) и звездочку 13 - бесконечную цепь 14 подающего механизма 15.

Бе.сконечная цепь 14, вращаясь, приво- 0 дит в движение звездочки 16-20, причем первые четыре звездочки установлены на неподвижных направляющих 21, а последняя, как и звездочка 13 - на подвижной каретке 22 подающего механизма 15.

5 Вращение выходного вала гидродвигате ля 2 через зубчатую пару (шестерни 23 и 24) и звездочку 16 передается бесконечной цепи 14 подающего механизма 15.

При возрастании момента сопротивления

0 вращению режущего инстру.мента 8, например, за счет изменения физико-механических свойств буримых горных пород или затупления режущего инстру.мента угловая скорость вращения звездочки 13 уменьша5 ется и одновременно увеличивается угловая скорость вращения звездочки 16, в результате чего скорость линейного перемещения каретки 22 подающего механизма 15 снижается до величины, при которой вновь восстанавливается первоначальное соотношение

0 моментов вращения на режущем инструменте (звездочке 13 вращателя) и звездочке 16 податчика.

В случае заклинивания режущего инструмента 8 частота вращения звездочки 13 близка или равна нулю, а частота вращения

звездочки 16 резко возрастает до наибольшего значения. В этом случае установленный на входе гидродвигателя 2 подачи шпин- деля регулируемый дроссель 5 гасит давление, тем самым предохраняя рабочие органы

0 гидродвигателя 2 от значительных пиковых нагрузок, существенно влияющих на долговечность всего гидропривода. При этом разность угловых скоростей вращения звездочек 13 и 16 становится отрицательной, каретка 22 отходит назад, тем самы.м разгружая режущий инструмент.

Гидродвигатель 2 может работать как в двигательном, так и в насосном режиме. При работе гидродвигателя 2 в насосном режиме, когда бурение выполняется по мягким или

0 весьма мягким горным породам, в нем резко возрастают потери части рабочей жидкости. В случае, когда давление перед гидродвигателем 2 - ниже давления слива, наблюдается кавитация, разрушающая рабочие части гидродвигателя и гидроаппаратуры, уста5 новленной в его сливной магистрали.

С целью исключения кавитации в схеме гидропривода бурильной машины предусмотрена установка обратного клапана 7 для

подпитки гидродвигателя 2. от давления слива. Дроссель 4 предназначен для быстрого отвода режущего инструмента 8 от обу- риваемого забоя. При бурении горных пород дроссель 4 полностью открыт.

Дроссель 5 предназначен для гашения давления Р, создаваемого насосом масло- станции, и снижения динамических нагрузок на выходных валах гидродвигателей 1 и 2 в момент запуска машины.

Дроссель б предназначен для уменьшения перепада давления д Р от реактивного момента на звездочке 16.

Так как соотношение давлений Р и д Р близко к отношению 2:3, то гидравлические

гатели врашения и подачи, параллельно под ключенные к напорной магистрали и каждый связанный со сливом через регулируемый дроссель, каретку с опорной и приводной

5 звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем вращения шпинделя, и подающий механизм, выпол ненный в виде приводных, опорных № натяж ных звездочек, из которых две натяжные и

, по одной опорной и приводной звездочке установлены на неподвижных направляющих, указанная приводная звездочка кинематически связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, отличающаяся тем, что.

--.1 ....... ™...1 4,11 I v/ni L// уцч.-ги./ЛУ М иЛС-Л I С. iVl , Ч i J,

сопротивления дросселей 5 и 6 при их син-15 с пелью повышения долговечности мапжны

хронном перемещении должны быть раз-за счет снижения нагрузки на гидродвига ™ -тель подачи, в напорную магистраль гидроДроссели 5 и 6 являются задатчиками ре-двигателя подачи установлен дополнительжима бурен ия. Их используют как при пред-ный регулируемый дроссель, сблокированварительнои настройке, так и для ручной кор-ный с регулируемым дросселем установленрекции в процессе работы машины. ным в сливной магистрали гидродвигателя

Новая гидравлическая связь в гидропро-подачи, а параллельно гидродвигателю поводе бурильной машины дает возможностьдачи включен обратный клапан, вход кото- увеличить долговечность бурильной машинырого подключен к сливной магистрали за Формула изобретениярегулируемым дросселем, а выход - к наБурильная машина, включающая шпин-25 порной магистрали между дополнительным

дель с режущим инструментом, гидродви-регулируемым дросселем и гидродвигателем.

гатели врашения и подачи, параллельно подключенные к напорной магистрали и каждый связанный со сливом через регулируемый дроссель, каретку с опорной и приводной

звездочками, последняя из которых кинематически связана с гидродвигателем вращения шпинделя, и подающий механизм, выполненный в виде приводных, опорных № натяжных звездочек, из которых две натяжные и

по одной опорной и приводной звездочке установлены на неподвижных направляющих, указанная приводная звездочка кинематически связана с гидродвигателем подачи, а все звездочки охвачены бесконечным гибким элементом, отличающаяся тем, что.

....... ™...1 4,11 I v/ni L// уцч.-ги./ЛУ М иЛС-Л I С. iVl , Ч i J,

с пелью повышения долговечности мапжны

W 13 20 13 74 15

Составитель Собин

Заказ 2 б 27пГ° Те.хред И. ВересКорректор И. Эрдейи

Заказ 262//31Тираж 4й4По.апнсиое

ВНИИПИ Г осударствеииого комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб.. д. 4/5 Производствеино-иолиграфическое предпри ятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - повышение долговечности машины за счет снижения нагрузки на гидродвигатель подачи. Машина содержит шпиндель с режущим инструментом 8 и гидродвигателями (ГД) враше- ния 1 и подачи 2. Параллельно ГД 1 и 2 подключены к напорной магистрали и каждый из ГД связан со сливом через основной регулируемый дроссель 4, предназначенный для быстрого отвода инструмента 8. На каретке 22 установлены приводная 13 и опорная 20 звездочки. Звездочка 13 кинематически связана с ГД 1. Выходной вал ГД 1 связан с подаюшим ме.ханизмом 15, выполнен в виде приводных 13, 16, опорных 19, 20 и натяжных 17, 18 звездочек. Звездочки 16-19 установлены на неподвижных па- правляюших 21. Звездочка 16 кинематически связана с ГД 2. Все звездочки 13, 16 - 19 охвачены бесконечным гибким элементом. В напорной магистрали ГД 2 установлен дополнительный регулируемый дроссель 5, для гашения давления, создаваемого насо- еом маслостанции и снижения динамических нагрузок на валах ГД 1, 2 в момент запуска машины. Дроссель 5 сблокирован с дросселем 6, установленным в ГД 2, параллельно которому включен обратный клапан 7 для подпитки ГД 2 от давления слива и для исключения кавитации в схеме гидропривода машины. Вход клапана 7 подключен к сливной магистрали за дросселем 6, а выход - к напорной магистрали между дросселем 5 и ГД 2. Выходной вал ГД 1 вращает шпиндель с инструментом 8 через шестерни 9, 10. коническую пару, звездочки 13, элемент 14 и подающий механизм 15. 1 ил. 5S (Л со го о о 05