Гидропривод бурильной установки Советский патент 1990 года по МПК E21B19/86 E21B44/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидросистемам навесных буровых устройств для бурения шпуров.

Целью изобретения является повышение надежности работы гидросистемы и оптимизация буровых операций за счет осуществления соответственно параллельного и последовательного включений силовых элементов гидропривода при подаче и реверсе рабочего инструмента.

На чертеже показана бурильная установка горной машины с принципиальной схемой гидросистемы установки.

Бурильная установка горной машины включает гидробак 1 , насос 2 постоянной производительности, предохранительный гидроклапан 3, гидрораспределитель 4 с электромагнитами 5 и 6, обратный гидроклапан 7, гидромотор 8 вращения, гидроцилиндр 9 подачи бурового инструмента 10, гидродроссель 11 с обратным клапаном 12, гидроклапан ИЛИ 13, напорный гидроклапан 14, фильтр 15, гидромагист- раль 16, подсоединенную к поршневой полости 17 подачи, штоковую полость

18реверса, управляющую гидролинию

19управления, гидромагистраль 20 реверса, трос 21, двойные ролики 22, трос 23, ролики 2k и 25, станину 26, каретку 27, нижний 28 и верхний 29 полиспасты. Корпус гидроцилиндра

9 подачи закреплен на станине 26 неподвихсно, а его шток механически через двойной блок роликов 22 соединен тросом 21 нижнего полиспаста 28 и тросом 23 верхнего полиспаста 29 соответственно через ролики 2k и 25

с кареткой 27 с возможностью соверше- .

ния возвратно-поступательного движения гидромотора 8 вращения бурового инструмента 10. Вход 30 гидромотора 8 сообщен гидромагистралью 16 с поршне

5

0

5

rj 4о

5„

.

5

вой полостью 9 и с напорной гидрома- гистралыо 31 насоса 2 через обратный клапан 7 и гидрораспределитель k, причем вход 32 клапана 7 в гидромагистрали 33 (связывающей вход 30 гидромотора 8 и гидрораспределитель 4) направлен в сторону гидрораспределителя 4. Один вход 34 гидроклапана ИЛИ 13 подключен параллельно к входу 35 напорного гидрокпапана 14 и к выходу 3& гидромотооа 8, а другой вход 37 гидроклапана ИЛИ 31 подключен к гидромагистрали 16, связывающей поршневую полость 17 гидроцилиндра 9 и вход 30 гидромотора 8. Выход 38 гидроклапана ИЛИ подсоединен к гидролинии 19 управления напорным гидроклапаном 14.

Гидросистема бурильной установки работает следующим образом.

При обесточенных электромагнитах 5 и 6 насос 2 разгружен, т.е. рабочая жидкость через гидрооаспредели- тель k с открытым центоом с минимальными потерями возвращается в гидро- бак 1, не совершая работы. При включении электромагнита 6 рабочая жидкость через гидрораспределитель 4, гидроклапан 7 поступает к гидромотору 8 и в полость выдвижения 17 подачи гидроцилиндра 9. Слив рабочей жидкости из гидромотора 8 вращения происходит через гидроклапач 14, управляемый через гидроклапан ИЛИ 13, а из полости 18 реверса гидроцилиндра 9 через гидродроссель 11 с обратным клапаном 12 и далее через гидрораспредепитель 4. фильтр 15 в гидробак 1„

Происходит выдвижение штока гидроцилиндра 9 с одновременным вращением гидрсмотора 8 и поступательным движением каретки 27 с буровым инструментом 10 относительно станины 26 через полиспасты 28 и 29, состоящие из тросов 21 и 23, двух ооликов 22, сое

диненных со штоком гидроцилиндра 9 подачи, и роликов 2k и 25, свободно вращающихся относительно станины 26. В результате происходит рабочая подача бурового инструмента 10. Одновременность выдвижения штока гидроцилиндра 9 подачи и вращения гидромотора 8 обеспечивается регулировкой напорного гидроклапана 1А и гидродросселя 1 1 о

В процессе рабочей подачи, т.е. выдвижения шточа гидроцилиндра 9 с одновременным вращением гидромотора 8, происходит автоматическое перераспределение потока рабочей жидкост в зависимости от усилий сопротивления с использованием всей г-нергии потока рабочей жидкости. Оптимальный режим бурения, в том числе оптимальное соотношение между величинами крутящего момента на гидромоторе 8 вращения бурового инструмента 10 и усилия подачи на гидроцилиндре 9, достигается в результате оптимального соотношения параметров гидромотора 8 вращения и гидроцилиндра 9 подачи, выявленных опытным путем при регулировке напорного гидроклапана 1, выполняющего функции переливного клапана .

При изменении условий работы, т.е при использовании бурильной установк для работы в породах с другой крепостью, необходимо изменить давление настройки напорного гидроклапана k отрегулировать гидродроссель 11 для обеспечения стабильной работы бурильной установки. При включении электромагнита 5 рабочая жидкость от насоса 2 поступает через гидрораспределител k, обратный клапан 12 гидродросселя 11 в полость 16 реверса гидроцилиндра 9.

Слив рабочей жидкости из полости 17 гидроцилиндра 9 происходит через гидромотор 8, гидроклапан k, управляемый через гидроклапан ИЛИ 13 Давлением в полости 18 гидроцилиндра 9 подачи, и фильтр 15 в гидробак 1. Сливаемый поток рабочей жидкости из полости 17 подачи гидроцилиндра 9 создает давление на обратный клапан 7 и проходит через гидромотор 8, заставляя его вращатьсяз предотвращая этим заклинивание бурового инструмента 10. При этом гидроклапан 1k не создает сопротивления, так как он открыт через гидроклапан ИЛИ 13 дав

10

S

20

25

и.

50 55 30

35

40

45

6

лением в полости 18 реверса, т.е. уменьшаются энергозатраты на преодоление дополнительного сопротивления в нагрузочном запорном гидроклапане 1, что позволяет совершать половину цикла бурения на пониженном давлении, в этом случае надежность и срок службы гидропривода выше. Таким образом, отпадает .необходимость в дополнительных гидрораспределителях.

Рабочая подача бурового инструмента 1 0 и холостой ход (возврат бурового инструмента 10 в исходное положение) происходят автоматически - реверс, от нажатия на электрический концевой выключатель (не показан) включается электромагнит 5. При возврате бурового инструмента 10 в исходное положение (шток гидроцилиндра 9 втянут) происходит остановка движения, т.е. электромагнит 5 отключается (оба электромагнита 5 и 6 обесточены), и в результате этого насос 2 разгружается.

Формула изобретения

Гидросистема бурильной установки, включающая гидроцилиндр подачи с подающей поршневой и штоковой реверсирующей полостямиf гидромотор вращения с входом, подсоединенным гидромагистралью к поршневой полости гидроцилиндра подачи, насос с гидромагистралью, подсоединенной к гидрораспределителю, сообщенному напорной гидромагистралью с входом гидромотора через обратный клапан с входом, направленным в сторону гидрораспределителя, сообщенного гидромагистралью со штоковой полостью гидроцилиндра подачи, подсоединенную к выходу гидромотора вращения сливную гидромагистраль с установленным в ней напорным гидроклапаном, с гидролинией управления, и дроссель, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы гидросистемы и оптимации буровых операций за счет осуществления соответственно параллельного и последовательного включения силовых элементов гидропривода при подаче и реверсе рабочего инструмента, гидросистема имеет гидроклапан ИЛИ, один вход которого подключен к входу напорного гидроклапана со стороны гидромотора вращения, а другой

715835У8g

вход гидроклапана ИЛИ подключен к распределителем, причем гидролиния гидромагистрали, сообщающей штоковую управления напорного гидроклапана под- полость гидроцилиндра подачи с гидро- соединена к выходу гидроклапана ИЛИ,

Изобретение относится к области горной промышленности, к гидросистемам бурильных установок (БУ) горных машин для бурения шпуров. Целью изобретения является повышение надежности гидросистемы в работе и оптимизации буровых операций за счет осуществления соответственно параллельного и последовательного включения силовых элементов гидропривода при подаче и реверсе рабочего инструмента. Гидросистема БУ имеет гидромотор (ГМ) 8 вращения и гидроцилиндр (ГЦ) 9 подачи. Вход 30 ГМ 8 сообщен через обратный клапан 32 и гидрораспределителем (ГР) 4 и параллельно с полостью 17 подачи ГЦ 9. Выход 36 ГМ 8 сообщен параллельно с напорным гидроклапаном 14 и гидроклапаном ИЛИ 13, второй вход 37 которого сообщен с гидромагистралью 15, сообщающей полость 18 реверса ГЦ 9 с ГР 4. Гидролиния 19 управления гидроклапана 14 подключена к выходу 38 гидроклапана ИЛИ. При работе гидросистемы БУ подача осуществляется при параллельном прокачивании рабочей жидкости через ГМ 8 и ГЦ 9, а при реверсе осуществляется последовательная прокачка рабочей жидкости сначала через ГЦ 9, а затем через ГМ 8. 1 ил.