Бурильная машина вращательно-ударного действия Советский патент 1988 года по МПК E21B6/04 E21B44/00 

33

/

С

4 00 4

с

счет снижения влияния инерционности подающего механизма на инструмент. Бурильная машина включает редуктор 2 в виде сменных шестерен и гидровращатель 1 бурового инструмента«Последний выполнен в виде бура 3, бойка 4, размещенного в корпусе гидроударника 5 с камерами (к) 6-8. В момент удара К б рабочего хода бойка 4 через каналы 14,16, К 22 и канал 29 соединяется с напорной магистралью 45,Бурильная машина включает также золотник 24 и основной и дополнительный регулируемые дроссели (РД) 25 и 34. При этом РД 34 установлен в напорной

магистрали 35, соединяющей рабочую К 36 гидродатчика 37 с гидронасосом. Кроме того, РД 25 имеет гидроуправ- ляемую К 40, а РД 34 - гидроуправляе- мую К 41. Между собой К 40 и 41 соединены .и подключены каналом 42 к напорной магистрали 39 гидровращателя 1, При уменьшении крутящего момента на буровом инструменте уменьшается давление жидкости в напорной магистрали 39 гидровращателя 1. При этом уменьшается гидравлическое сопротивление в РД 25 и 34 и увеличивается частота ударов по хвостовику бура 3. 1 ил.

1

Изобретение относится к горной промьгашенности, в частности к устройствам для вращательно-ударного бурения шпуров.

Цель изобретения - автоматизация подбора режима бурения в породах различной крепости путем варьирования частоты ударов, времени ударно-срезающего усилия на рабочем инструменте и величины его заглубления при одновременном повьшгении надежности конструкции за счет снижения влияния инерционности подающего механизма на инструмент.

На чертеже показана гидрокинематическая схема бурильной машины,

Бурильная машина вращательно-ударного действия состоит из гидровращателя 1, редуктора 2 в виде шестерен (ведомой и ведущей, сидящих на шпонке), рабочего инструмента в виде бура 3, бойка 4, размещенного в корпусе гидроударника 5, камер 6 и 7 соответственно рабочего и холостого сода бойка 4, промежуточной камеры 8, каналов 9-14, соединяющих камеры 6, 7 и 8 бойка 4 посредством каналов 15 - 18 с камерами 19 - 23, золотника 24, регулируемого дросселя 25, ка налов 26 - 28, постоянно соединенных со сливной магистралью канала 29,постоянно соединенного с напорной магистралью перепускного канала 30, размещенного в теле золотника 24, гидронасосов 31 и 32 для подачи бурильной головки 33 и вращения рабочего инструмента соответственно, дополнительного регулируемого дросселя 34, установленного в напорной магистрали

35, соединяющей рабочую камеру 36 гидроподатчика 37 с гидронасосом 31, предохранительных клапанов 38 для сбрасывания избыточного давления жидкости в напорной магистрали 35 и напорной магистрали 39 гидровращателя. Дроссель 25 имеет гидроуправляемую камеру 40,..а дроссель 34 - гидроуправляемую камеру 41, причем камеры 40 и-41 соединены между собой и под

ключены каналом 42 к напорной магистрали 39 гидровращателя 1. Дроссель 25 установлен в канале 43, соединяющим камеру 6 рабочего хода бойка 4 с управляющей камерой 20 золотникового распределителя 44. Другая его управл5пощая камера 15 постоянно сообщена с каналами 10 и 11 гидроударника 5. Напорная магистраль 45 гидроударника подключена к распределителю 44 через канал 29, а сливная магистраль гидроударника подсоединена к распределителю 44 посредством каналов 27 к 28, а к гидроударнику - через канал 26,

Бурильная машина работает следующим образом,

В момент удара камера 6 рабочего хода бойка 4 через каналы 14 и 16, jcaMepy 22 и канал 29 соединяется с

напорной магистралью 45. При этом

10

15

31434093

камера 7 холостого хода бойка 4 через каналы 9 и 17, камеру 23 и канал 28 соединяется со сливной маги- . стралью. Управляющая камера 19 золотника 24 через каналы 15 и 11, промежуточную камеру 8 и канал 26 соединяется со сливной магистралью. Управляющая камера 20 через канал 18, регулируемый дроссель 25, канал 13, камеру 6, каналы 14 и 16, камеру 22 и канал 29 соединяется с напорной

магистралью 45. Камера 21 через канал 30, камеру 22 и канал 29 соединяется с напорной магистралью 45. Сжимаемая насосом 32 жидкость подается на гидровращатель I и гидравлически регулируемый дроссель 25, а насосом 31 - через дроссель 34 в ра- бо.уую полость 36 гидроподатчика 37. Включение в работу гидровращателя 1 и гидроподатчика 37 обеспечивается с пульта управления (не показан).

При нанесении .удара бойком 4 по хвостовику бура 3 открывается канал 13, через который жидкость, проходя ерез регулируемый дроссель 25 и канал 18, поступает в камеру 20 золотника 24. В течение некоторого времени, зависящего от гидравлического сопротивления регулируемого дроссея 25, золотник 24 переходит в левое крайнее (по чертежу) положение. В течение этого времени боек 4 под действием сжатой жидкости в камере 6 давит на хвостовик бура 3, обеспечивая прижатие инструмента к забою шпура после удара.

Дроссель 25 управляется гидравлическим давлением жидкости в напорной магистрали 39 гидровращателя 1. С уменьшением давления жидкости уменьшается гидравлическое сопротивление дросселя 25, что сокращает время переброски золотника 24 из правого крайнего положеьшя в левое. В левом положении золотника 24 камера 23 через канал 29 соединяется с напорной магистралью 45, камера 22 через канал 27 - со сливной магистралью. При движении золотника 24 влево (по чертежу) жидкость из камеры 21 через канал 30 выходит в камеру 22, а из камеры 19 через каналы 15 и II, промежуточную камеру 8 и канал 26 - в сливную магистраль. Теперь камера 6 рабочего хода бойка 4 через каналы 14 и 16, камеру 22 и канал 27 соединяется со сливной магистралью, камепе л п и лы и п с т х

20 ях з ка ра р

25 мо пр си но вр

30 но др ре кр и

эс хв вл бо эт че то жи в сн

на ма да ра ся об ет бу

40

45

50

55

Ф

но ги ги

10

15

ра 7 через каналы 9 и 17, камеру 23 и каналы 29 - с напорной магистралью 45. Боек 4 совершает холостой ход, перемещаясь вправо. После открытия канала 10.управляющая камера 19 через каналы 15 и 10, камеру 7, каналы 9 и 17, камеру 23 и канал 29 соединяется с напорной магистралью. 45. Золотник 24 перебрасывается из левого положения в правое. При. этом жидкость из камеры 20 вытесняется через каналы 18 и 12, промежуточную камеру 8 и канал 26 в сливную магистраль. Теперь камера 6 рабочего хода бойка 4 соединяется с напорной магистралью 45, боек 4 противодавлением жидкости тормозится, и начинается его рабочий ход. Золотник 24 в крайних положени20 ях, например в правом, удерживается за счет разности площадей сечения камер 21 и 22. Максимальное давление рабочей жидкости в напорной магистрали 39 гидровращателя 1, создавае-

25 мое гидронасосом 32, ограничивается . предохранительным клапаном 38, Мак-- симапьному давлению жидкости, вызванному крутящим моментом на валу гидровращателя 1 , соответствует максималь30 ное гидравлическое сопротивление дросселя 25, максимальное время переброски золотника 24 из правого крайнего положения в крайнее левое и наибольшее время поджатия бойком 4

эс хвостовика бура 3. При этом осуществляется минимальное число ударов бойка в единицу времени. В течение этого же времени повышается гидравлическое сопротивление дросселя 34,которое уменьшает объем поступаемой жидкости из напорной магистрали 35 в гидроподатчик 37, что приводит к снижению удельной подачи.

С уменьшением крутящего момента на буровом инструменте (вследствие малой толщины стружки) уменьшается давление жидкости в напорной магистрали 39 гидровращателя 1, уменьшается гидравлическое сопротивление в обоих дросселях 25 и 34 и увеличивается частота ударов по хвостовику бура 3.

40

5

0

Формула изобретения

Бурильная машина вращательно-удар- ного действия, включающая редуктор, гидровращатель бурового инструмента, гидроподатчик, гидроударник с проме5

жуточной камерой, камерами холостого и рабочего хода бойка, размещенный в магистралях гидроударника золотниковый распределитель с управляющими камерами, сообщенными с камерами рабочего и холостого хода бойка, дроссель, установлениый в канале, соеди- ияющем одну из управляющих копер золотникового распределителя с камерой рабочего хода бойка, и напорные маги страли гидровращателя, гидроударника и гидройсдатчика, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации подбора режима бурения в по340936

родах различной крепости путем варьирования частоты ударов, времени ударно-срезающего усилия на рабочем инструменте и величины его заглубления при одновременном повышении надежности конструкции за счет снижения влияния инерционности подающего механизма на инструмент, машина снабжена дополнительным дросселем, причем последний и основной дроссели имеют гид- роуправляемые каме1й), которые гидравлически соединены между собой, при этом дополнительный дроссель размещен 15 в напорной магистрали гидроподатчика.

5

10