Гидропривод бурильной машины Советский патент 1990 года по МПК E21B19/08 E21B44/04 

(21)4300624/24-03

(22)31.08.87

(46) 07.04.90. Бюл. № 13

(71)Институт горного дела им, А.А.Скочинского

(72)М.М.Авербух, С.В.Блюмин и В.М.Гольдин

(53)622.233.62(088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 595504, кл. Е 21 С 5/08, 1978,

Авторское свидетельство СССР № 1328508, кл. Е 21 С 5/08, 1986.

(54)ГИДРОПРИВОД БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ

(57)Изобретение относится к горной технике. Цель изобретения - повышение производительности бурильной машины за счет автоматического под- держания величин крутящего момента

и частоты вращения бура на оптимальном уровне. Гидропривод состоит из

насоса 1, гидромотора (ГМ) 2 вращения бура и гидроцилиндра 3 подачи бура. Насос 1 выполнен регулируемым и снабжен регулятором 4 давления. Управляемый гидрозолотник 5 с подпружиненным золотником входами подключен к выходам гидрораспределителя 6, Входы гидрораспределителя 6 сообщены с напорной и сливной гидро- линиями 8 и 9t Регулирующий гидроаппарат выполнен из дросселя (Д) 10 и подключен выходом к входу ГМ 2, Вход Д 10 сообщен с выходом гидрораспределителя 6, Механизмы 11 и 12 управления гидрозолотника 5 выполнены гидравлическими. Механизм I1 подключен к входу ГМ 2, Механизм 12 подключен к гидролинии 8, Выходы гидро- золотника 5 подключены к рабочим полостям гидроцилиндра 3, Конструктив(/

Изобретение относится к горной технике. Цель изобретения - повышение производительности бурильной машины за счет автоматического поддержания величин крутящего момента и частоты вращения бура на оптимальном уровне. Гидропривод состоит из насоса 1, гидромотора (ГМ) 2 вращения бура и гидроцилиндра 3 подачи бура. Насос 1 выполнен регулируемым и снабжен регулятором 4 давления. Управляемый гидрозолотник 5 с подпружиненным золотником входами подключен к выходам гидрораспределителя 6. Входы гидрораспределителя 6 сообщены с напорной и сливной гидролиниями 8 и 9. Регулирующий гидроаппарат выполнен из дросселя (Д) 10 и подключен выходом к входу ГМ 2. Вход Д 10 сообщен с выходом гидрораспределителя 6. Механизмы 11 и 12 управления гидрозолотника 5 выполнены гидравлическими. Механизм 11 подключен к входу ГМ 2. Механизм 12 подключен к гидролинии 8. Выходы гидрозолотника 5 подключены к рабочим полостям гидроцилиндра 3. Конструктивно Д 10 может быть выполнен регулируемым. В результате действия сил давления и пружины в механизмах 11 и 12 гидрозолотник 5 занимает некоторую позицию. В этой позиции перепад давления на Д 10 и частота вращения ГМ 2 будут постоянными. При изменении нагрузки на буре и давление на входе в ГМ 2 будет изменяется и давление в гидролинии 8. Крутящий момент на ГМ 2 и буре постоянен. Поддержание частоты вращения бура и крутящего момента на нем постоянными на оптимальном уровне позволяет повысить производительность бурильной машины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СП СП СП 4ь 1 1

но Д 10 может быть выполнен регулируемым. В результате действия сил давления и пружины в механизмах 11 и 12 гидрозолотник 5 занимает некоторую позицию, В этой позиции перепад давления на Д 10 и частота вращения ГМ 2 будут постоянными. При изменении нагрузки на буре и давлеИзобретение относится к горной промышленности и может быть исполь- зовано в гидроприводах бурильных машин.

Цель изобретения - повышение производительности машины за счет автоматического поддержания величин крутящего момента и частоты вращения бура на оптимальном уровне.

На чертеже показана схема гидропривода бурильной машины.

Гидропривод бурильной машины состоит из насоса 1, гидромотора 2 вращения бура и гидроцилиндра 3 подачи бура. Насос 1 выполнен регулируемым и снабжен регулятором 4 давле ния. Управляемый гидрозолотник 5 с подпружиненным золотником входами по ключей к выходам гидрораспределителя 6 о Входы гидрораспределителя 6 через гидрораспределитель 7 сообщены с напорной и сливной гидролиниями 8 и 9. Регулирующий гидроаппарат выполнен из дросселя 10 гидропривода и подключен выходом к входу гидромотора 2в Вход дросселя 10 сообщен с выходом гидрораспределителя 6. Механизмы 11 и 12 управления гидрозолотника 5 выполнены гидравлическими. Механизм 11 подключен к входу гидромотора 2, Механизм 12 подключен к напорной гидролинии 8, Выходы гидрозолотника 5 подключены к рабочим полостям гидроцилиндра 3. Дроссель 10 может быть выполнен регулируемым.

Гидропривод работает следующим образом.

При включении гидрораспределителя 7 в позицию в и гидрораспределителя 6 в позицию б осуществляется медленная подача в забой достаточно медленно вращающегося бура, что вызывает медленное нарастание нагрузки на гидромоторе 2 и давления на его входе, чем обеспечивается надежное

15554774

ния на входе в ГМ 2 изменяется и давление в гидролинии 8. Крутящий момент на ГМ 2 и буре постоянен. Поддержание частоты вращения бура и крутящего момента на нем постоянны ми на оптимальном уровне позволяет повысить производительность бурильной машины, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

0

5

0

5

0

5

С

5

забуривание бура в заданной точке плоскости забоя. При этом в механизму 11 управления гидрозолотника 5 поступает масло под давлением, пропорциональным крутящему моменту (нагрузка) на буре и, следовательно, на гидромоторе 2, В результате на золотник гидрозолотника 5 действуют три силы. Две из этих трех сил (одна пропорциональная давлению на входе гид- ромотора 2, а другая равна усилию натяга регулировочной пружины) действуют совместно в одну сторону в направлении перекрытия линий позиции а и постепенного перевода гидрозо- лотника 5 в позицию б и, таким образом, ведут к снижению скорости v усилия подачи инструмента на забой вплоть до нуля и далее до полного реверса инструмента от забоя. Третья из указанных сил, пропорциональная давлению в напорной гидролинии 8 (которое определяется настройкой регулятора 4 поддержания постоянного давления), действует против первых двух сил и, таким образом, стремится перевести золотник гидрозолотника 5 в позицию В результате действия этих трех сил гидрозолотник 5 занимает некоторую промежуточную позицию, при которой перепад давления на дросселе 10 постоянен и пропорционален натягу регулировочной пружины. В связи с постоянством перепада давления расход рабочей жидкости через дроссель 10, следовательно и частота вращения гидромотора 2, стабильны и определяются только настройкой регулировочной пружины гидрозолотника 5 и величиной гидравлического сопротивления дросселя 10.

После выполнения операции забури- вания гидрораспределитель 6 включают в позицию а. При этом шунтируются дроссели в гидрораспределителе 6,

что приводит к возрастанию частоты вращения гидромотора 2 до номинального значения, а также к увеличению скорости подачи бура. Начинается процесс бурения шпура. При бурении шпура аналогичным образом поддержи вается строго постоянным перепад давления на дросселе 0 с помощью гидрозолотника 5 в порядке, описанном выше, причем постоянство перепада давления на дросселе 10 осуществляется даже в моменты заклинивания бура, так как гидрозолотник 5 при необходимости не только снижает до нуля подачу инструмента на забой, но и осуществляет его реверс и восстанавливает заданный регулировочной пружиной гидрозолотника 5 перепад давления на дросселе 10. Вследствие этого в данной конструкции гидропривода бурильной машины обеспечивается высокая стабильность частоты вращения инструмента и одновременно с этим высокая стабильность крутящего момента на нем,

Для изменения частоты вращения инструмента при изменении условий бурения необходимо подрегулировать дроссель 10, что вызывает изменение расхода рабочей жидкости через гидромотор 2 и пропорциональное изменение частоты его вращения. При изменении частоты вращения крутящий момент на буре остается неизменным, так как перепад давления на дросселе 10 выдерживается постоянным так же, как давление в напорной гидролинии 8, Это означает, что величина давления перед гидромотором 2, равная разности величины в напорной гидро- линии 8 значения перепада давления на дросселе 10, а также крутящий момент на гидромоторе 2, пропорциональный величине давления на его входе, остаются постоянными. При необходимости изменить величину крутящего момента на буре следует изменить уставку регулятора 4 с тем, чтобы в напорный гидролинии 8 изменить в соответствующую сторону величину по-

0

стоянного давления. При этом из-за постоянства перепада давления на дросселе 10 давление на входе гидромотора 2 изменяется точно на величину изменения давления в гидролинии 8, Вместе с тем частота вращения бура остается неизменной.

В результате за счет стабильности частоты вращения бура и крутящего момента на нем возможно существенное снижение отклонения указанных параметров от своих оптимальных значений, что позволит повысить производительность бурильной машины.

Формула изобретения

тель, напорную и сливную гидролинии, гидромотор вращения бура, гидроцилиндр подачи бура, управляемый гидрозолотник с подпружиненным золотником и с механизмами управления,

подключенный входами к выходам гидро- распределителя, входы которого сообщены с напорной и сливной гидролиниями, и регулирующий гидроаппарат, подключенный выходом к входу гидромо-

тора вращения бура, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности бурильной машины за счет автоматического поддержания величины крутящего момента и

частоты вращения бура на оптимальном уровне, насос выполнен регулируемым и снабжен регулятором давления, регулирующий гидроаппарат выполнен из дросселя, вход которого сообщен с

выходом гидрораспределителя, механизмы управления гидрозолотника выполнены гидравлическими, причем один из механизмов управления подключен к входу гидромотора вращения бура, а

ДРУгой - к напорной гидролинии, при этом выходы управляемого гидрозолот- ника подключены к рабочим полостям гидроцилиндра подачи бура.

2. Гидропривод по п.1, о т л и чающийся тем, что дроссель выполнен регулируемым.