Гидравлическая бурильная машина Советский патент 1989 года по МПК E21B6/04 

г (Л

Фив

3150282

и амортизирующую полость 27. Вращатель имеет пяту 5, взаимодействующую с поршнем 26 и установленную с возможностью ограниченного осевого пе- с ремещения относительно шпинделя 4. Поршень 26 вьшолнен с проточкой 37, втулка 25 - с напорной расточ кой (HP) 38 и сливной расточкой (СР) 39. Расстояние между HP 38 и СР 39 равно Ю по величине ширине проточки 37. Проточка 37 сообщена с полостью 27. НаI норная 6 и сливная 7 магистрали сообщены соответственно с HP 38 и СР 39. При перемещении РИ 1 от забоя под действием отраженного ударного импульса полость 27 сообщается через HP 38 с напорной магистралью 6. Кинетическая энергия РИ 1 демпфируется, а затем РИ 1 перемещается рабочей жидкостью по направлению к забою. При этом полость 27 сообщается через СР 39 со сливной магистралью 7. 2 ил.

Изобретение относится к горному оборудованию, а именно к устройствам ударновращательного действия для разрушения горных пород. Цель - повышение надежности работы за счет снижения динамических нагрузок на шпиндель вращателя. Гидравлическая бурильная машина содержит рабочий инструмент (РИ) 1, связанный со шпинделем 4 вращателя, ударный механизм и амортизатор. Последний имеет амортизационный поршень 26, втулку 25 и амортизирующую полость 27. Вращатель имеет пяту 5, взаимодействующую с поршнем 26 и установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно шпинделя 4. Поршень 26 выполнен с проточкой 37, втулка 25 - с напорной расточкой (НР) 38 и сливной расточкой (СР) 39. Расстояние между НР 38 и СР 39 равно по величине ширине проточки 37. Проточка 37 сообщена с полостью 27. Напорная 6 и сливная 7 магистрали сообщены соответственно с НР 38 и СР 39. При перемещении РИ 1 от забоя под действием отраженного ударного импульса полоспуть 27 сообщается через НР 38 с напорной магистралью 6. Кинетическая энергия РИ 1 демпфируется, а затем РИ 1 перемещается рабочей жидкостью по направлению к забою. При этом полость 27 сообщается через СР 39 со сливной магистралью 7. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударно-вращательного действия для разрушения горных пород.

Цель изобретения - повьппение на- дежности работы машины за счет снижения динамических нагрузок на шпиндель.

На фиг. 1 изображена машина, продольный разрез; на фиг. 2 - аморти- затор, продольный разрез.

Гидравлическая бурильная машина содержит рабочий инструмент 1, который установлен во вращателе, включающем мотор 2, вал-шестерню 3, шпин- дель 4 и пяту 5.

Ударный механизм включает напорну 6 и сливную 7 магистрали, напорный аккумулятор 8, поршень 9, образующий с корпусом 10 переднюю 11 и заднюю 12 рабочие камеры, к омандные проточг ки 13-15, каналы 16-23, золотник 24 и амортизатор, содержащий втулку 25, амортизационный поршень 26 и амортизирующую полость 27. Пята 5 установлена между шпинделем и амортизационным поршнем с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно шпинделя с образованием торцового зазора Z.

Поршень 9 имеет в средней части : проточку 28, ограниченную с двух сторон кромками 29 и 30.

Золотник 24 имеет внутреннюю полость 31 и образует с корпусом 10 управляемую 32 и неуправляемую 33 камеры, а в сор пусе 10 выполнены проточка 34 и распределительное окно 35

Пята 5 взаимодействует с торцом 36 амортизационного поршня 26, на котором выполнена проточка 37, сообщающаяся каналами 23 с полостью 27. Втулка 25 выполнена с напорной 38 и сливной 39 расточками, расстояние

0

5

0

5 0 5

0

между которыми .равно по величине ширине проточки 37 на амортизационном поршне 26.

Расточки 38 и 39 сообщены соответственно с напорной 6 и сливной 7 магистралями.

Машина работает следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением из напорной магистрали 6 по каналу 16 постоянно поступает в переднюю рабочую камеру 11, обеспечивая холостой ход поршня 9. При этом ИЗ

задней рабочей камеры 12 рабочая жидкость отводится по каналу 17 к распределительному окну 35 и далее через внутреннюю полость 31 золотника 24 и каналу 18 к командной проточке 13, сообщающейся каналом 19 со сливной магистралью 7. В конце холостого хода кромка 30 проточки 28 поршня 9 открывает командную проточку 14, которая каналом 20 постоянно сообщается с напорной магистралью 6. Рабочая жидкость под давлением поступает из командной проточки 14 по проточке 28 поршня 9 в командную проточку 15 и далее по каналу 21 в управляемую камеру 32 золотника 24.

Поскольку активная площадь управляемой камеры 32 больше активной площади неуправляемой камеры 33, то золотник 24 перемещается в крайнее верхнее положение, сообщая при (ЭТОМ распределительное окно 35 через неуправляемую камеру 33 и проточку 34 с каналом 22, который сообщается с командной проточкой 14.

Это обеспечивает поступление рабочей жидкости под давлением к распределительному окну 35 и далее по каналу 17 в заднюю рабочую камеру 12. Активная площадь задней рабочей

камеры 12 больше активной площади передней рабочей камеры 11. Поэтому nopineHb 9 начинает движение в сторону рабочего инструмента 1, совершая рабочий ход и вытесняя рабочую жидкость из передней рабочей камеры 1 1 по каналу 16 частично в напорный аккумулятор 8 и частично в напорную магистраль 6. В конце рабочего хода поршень 9 наносит удар по рабочему инструменту 1. Непосредственно перед ударом кромка 29 поршня 9 открывает командную проточку 13 и сообщает ее по каналу 19 со сливной маги- стралью 7. Тем самым со сливом будет сообщена управляемая камера 32 золотника 24, вследствие чего под действием -рабочей жидкости под давлением в неуправляемой камере 33 эо- лотник 24 переместится в крайнее нижнее положение. При этом он откроет распределительное окно 35, которое через канал 17 и внутреннюю полость 31 золотника 24 и далее через канал 18, проточку 13 и канал 19 сообщает заднюю рабочую камеру 12 со сливной магистралью 7, т.е. подготовит холостой ход поршня 9. Далее цик повторяется.

Одновременно с нанесением ударов по рабочему инструменту 1 мотор 2 через вал-шестерню 3 и шпиндель 4 осуществляет его вращение. При подаче машины и соединенных с рабочим инструментом 1 штанги и коронки (не показаны) на забой производится бурение.

Осевая реакция от прижатия рабочего инструмента 1 к забою, а также отраженные от забоя ударные импульсы через пяту 5 передаются на торец 36 амортизационного поршня 26 (фиг. 2). Под их воздействием амортизационный поршень 26 отходит от исходного по- ложения вверх, при этом происходит сообщение его проточки 37 с напорной расточкой 38 втулки 25, постоянно сообщенной с напорной магистралью 6.

Давление в полости 27, сообщающей ся каналами 23 с проточкой 37, поднимается до давления рабочей жидкости. Активная площадь полости 27 достаточна для создания усилия, воздействующего на амортизационный поршень 26, уравновешивающего осевую реакцию забоя,и для гашения отраженных от забо ударных импульсов,, которые передаются на полость 27 через амортизацион

с 0 5 0 5 0

Q

Q ,

5

HbDi поршень 26. Возникающие при этом в напорной магистрали 6 импульсы давления по каналу 16 достигают напорного аккумулятора 8, где и гасятся.

Амортизационный поршень 26 останавливается и начинает движение в сторону рабочего инструмента 1. При этом кольцевое окно сообщения проточки 37 и напорной расточки 38 уменьшается, вследствие чего происходит дросселирование рабочей жидкости, поступающей в полость 27. Скорость перемещения амортизационного поршня 26 снижается. В момент прохождения нейтрального положения происходит перекрытие напорной расточки 38, но амортизационный поршень 26 по инерции проходит дальше, при этом проточка 37 сообщается со сливной расточкой 39. Рабочая жидкость из сливной магистрали 7 через сливную расточку 39 поступает в проточку 37 и из нее по каналам 23 - в полость 27, обеспечивая тем самым возможность дальнейшего перемещения амортизационного поршня 26. Так как пята 5 установлена с зазором Z, то амортизационный поршень 26 через нее смещает рабочий инструмент 1 и соединенные с ним штангу и коронку до соприкосновения последней с забоем. Имекадегося в сливной магистрали 7 давления рабочей жидкости достаточно для возникновения в полости 27 усилия, способного прижать рабочий инструмент 1 и штангу с коронкой к забою, но меньшего, чем усштие подачи бурильной: головки. Под действием усилия подачи бурильная гаповка подается на забой, при этом рабочий инструмент 1 и пята 5 и амортизационный поршень 26, оставаясь прижатыми к забою, смещаются относительно бурильной головки и происходит перекрытие .сливной расточки 39.

В полости 27 образуется замкнутый объем рабочей жидкости, вследствие практической несжимаемости жидкости давление в полости 27 поднимется до такого, которое обеспечит создание в ней усилия, равного усилию подачи бурильной головки.

Активная площадь амортизирующей полости 27 принята такой, чтобы время гашения отраженного от забоя ударного импульса и возвращения амортизационного поршня 26 в исходное положение было меньше времени между двумя соседними ударами поршня 9 по рабочему инструменту 1.

Формула изобретени

Гидравлическая бурильная машина, включанмцая рабочий инструмент, связанный со шпинделем вращателя, ударный механизм с напорной и сливной магистралями и амортизатор, имеющий амортизационный поршень, втулку и амортизирующую полость, установленную между шпинделем и амортизационным поршнем пяту, отличающаяся тем, что, с целью повыше14

.г

Составитель О. Константинов

Редактор В. Бугренкова Техред М.Дидык

Заказ 5064/45Тираж 449Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д. 4/5

ция надежности работы машины за счет снижения дИ намических нагрузок на шпиндель, пята установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно шпинделя, а амортизационный поршень выполнен с проточкой, при этом втулка выполнена с напорной и сливной расточками, расстояние между которыми равно по величине пмрине проточки амортизационного поршня, причем проточка амортизационного поршня сообщена с амортизирующей полостью, а напорная и сливная расточки втулки сообщены соответственно с напорной и сливной магистралями.

Корректор В.Гирняк