Устройство для вибровращательного бурения Советский патент 1991 года по МПК E21C3/16 

J1647

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для вибровращательного бурения.

Цель изобретения - повышение эффек-г тивности работы и снижение уровня шума.

На фиг,1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - генерирующая часть устройства.

Устройство для вибровращательного бурения установлено на манипуляторе 1 бурильной установки 2, на платформе которой расположен источник 3 питания магнитострикционного вйбровозбудите- ( ля 4. Устройство состоит из рамы 5 с направляющими 6. На раме закреплен механизм 7 подачи с тяговым органом 8, к К9торому присоединено основание 9 вращателя 10. Основание 9 ус- 2 тановлено на направляющих 6. Токоприемник 11 установлен между вращателем и узлом 12 виброизоляции и передачи крутящего момента, который располо жен в заднем фланце 13. Магнитострик- ционный вибровозбудитель 4 имеет схватывающий его с задним 13 и передним 14 фланцами кожух 15. Поверхность кожуха 15 покрыта шумопоглощающим материалом 16. На кожухе 15 жестко за- креплены стойки 17 с лыжами 18. Лыжи 18 установлены на направляющих 6. В переднем фланце 14 расположен промывочный узел 19. В магнитострикцион- ный вибровозбудитель 4 ввинчен пат- ., рой 20 с каналами, а в него - штанга 21 с породоразрушающим инструментом 22.

Вал 23 вращателя 10 связан посредством резьбы с муфтой 24 узла 12 д виброизоляции и передачи крутящего момента. На валу 23 закреплены кольца 2,5 токоприемника 1 1 , которые взаимодействуют с подпружиненными щетками 26 токоприемника 11. На кольцах 25 4 закреплены провода 27, которые соединены с обмоткой возбуждения (не показана) магнитострикционного вибро- воэбудитепч 4. Четки 26 соединены с источником 3 питания посредством проводов 28.

Узел 12 виброичоляпии -и передачи крутящего момента состоит из муфты 24 с уппром 29, пружины 30, стакана 31, пно которого имеет упор 32, корпуса 33 и шариков 34. Стакан 31 посредством ррчьбы соединен с магнито- стрикшюиньг-: нпбровпзбудителем. Упоры 29 и К предназначены для переда5

5

г

О

50 5 0 .,,-

о 45

0

5

29

чи крутящего момента через пружину 30. Подшипник 35 закреплен на корпусе 33 и установлен в заднем фланце 13. Промывочный узел включает корпус 36, втулку 37 с шариками 38. Вода к корпусу подается по рукаву 39.

Устройство для вибровращательного бурения работает следующим образом,

Бурильная установка 2 подъезжает к забою и с помощью манипулятора 1 раму 5 выставляют в необходимое положение для бурения. Затем последовательно включает подачу промывочной жидкости, вращатель 10, механизм 7 подачи и источник 3 питания магнитострикционного вибровозбудителя 4.

При включении подачи промывочной жидкости последняя поступает в промывочный узел 19 по рукаву 39. Затем по каналам в корпусе 36 и втулке 37 жидкость поступает в каналы патрона 20 и далее по штанге 21 в породоразру- шающий инструмент 22 и выносит разрушенную породу из шпура.

При включении вращателя 10 крутящий момент передается на вал 23, а от него на муфту 24. Муфта через упор 29 - передает крутящий момент пружине 30. Пружина через упор 32 в дне стакана 31 передает крутящий момент магни- гострикционному вибровозбудителю 4. Одновременно со стаканом 31 в подшипнике 35 вращаются корпус 33 и шарики 34. Магнитострикционный вибровозбудитель 4 через патрон 20 передает крутящий момент штанге 21 с породоразрушающим инструментом 22.

При включении механизма 7 подачи он через тяговый орган 8 передает усилие на основание 9 вращателя 10 и перемещает их по направляющим 6 к забою. От вращателя усилие передается валу 23, куфте 24 и пружине 30. Последняя сжимается и передает усилие стакану 31, магнитострикционному вибровозбудителю 4, патрону 20 и далее штанге 21. с породоразрушающим инструментом 22. При сжатии пружины стакан 31 перемещается на шариках 34 относительно корпуса 33 на величину сжатия пружины. Часть усилия подачи через муфту 24,корпус 33, подшипник 35, задний фланец 13, кожух 15 стойки 17 и лыжи 18 затрачивается на перемещение последних по направляющим 6. Таким образом, при включении механизма подачи вращатель, токоприемник, узел виброизоляции и передачи

крутящего момента, фланцы корпуса со стойками и лыжами перемещаются по направляющим и вместе со штангой и инструментом подаются на забой.

При включении источника 3 питания магнитострикцнонного внбровозбудителя 4 он вырабатывает ток повышенной частоты. Ток по проводам 28 подается на токоприемник 11, затем через щетки 26 поступает ня вращающиеся кольца 25. От колец по проводам 27 ток поступает на обмотки возбуждения (не показаны) магнитострикционного вибро

Форму л °л изобретения

I. Устройство для вибровращательного бурения, включающее вращатель, подающий механизм с направляющими, маг- нитострикционный вибровозбудитель, связанный с источником питания посредством токоприемника, и буровую штангу с породоразрушающим инструментом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы и снижения уровня шума, оно снабжено узлом виброизоляцни и передачи крутя

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для вибро- врашательного бурения. Цель - повышение эффективности работы и снижение уровня шума. Устр-во содержит вращатель, подающий механизм (ПМ) с направляющими, магнитострикционный вибровозбудитель (MB) 4, связанный с источником питания посредством токоприемника 11, и буровую штангу с поро J9 38 38 36 доразрушающим инструментом. Между MB 4 и вращателем смонтирован узел виброизоляции и передачи крутящего момента. Вращатель установлен с возможностью перемещения на направляющих ПМ со стороны, противоположной штанге. Со штангой посредством патрона 20 связан MB 4, который имеет охватывающий его кожух 15. Последний связан с направляющими ПМ посредством стоек 17 с лыжами 18. Токоприемник 11 размещен между узлом и врашателем. Узел выполнен в виде корпуса 33,связанного с валом 23 вращателя посредством муфты 24 с упором 29. В полости корпуса 33 расположен связанный с ним посредством шаровых опор 34 стакан 31, жестко связанный с MB 4. Между упором 32 в дне стакана 31 и упором 29 муЛты24 установлена пружина 30. Крутящий момент вращателя передается на вал 23 , а от него через муфту 24, упор 29, пружину 30 и упор 32 - MB 4. С последнего крутящий момент передается штанге с инструментом. 3 з.п., 2 ил. f ff § k/ OS 4 Ю CO 25 27 - Фиг. 2

возбудителя 4, Частота тока, вырабаты-j шего момента, установленным между магваемого источником питания,совпадает с собственной частотой продольных механических колебаний системы мпгнито- стрикционный вибровозбудитель - штанга - забой, вводи ее в резонанс. При резонансе амплитуда колебаний торцов магнитострнкционного вибровозбудителя резко увеличивается и передается штанге с породорлзрушакмцим инструментом. Наложение па инструмент допоппитепь- но к усилию подачи и крутяшому моменту продольных колебаний высокой частоты и интенсивности резко интенсифицирует процесс бурения.

В процессе бурения вместе с магнн- тострикиионным вибровозбудителем колеблются стакан 31 и патрон 20. Виброизоляция конструкции осуществляется за счет пружины 30, а также шариков 34 и 38,которые за счет трения катаются (как маятник) по поверхностям стакана и патрона, относительно мгновенного центра скорости качения шариков, лежащих в точках их контактов на корпу- се 33 и втулке 37 соответственно.

Таким образом, в процессе вибровращательного бурения достигается виброизоляция токоприемника, вращателя

и механизма подачи от колебаний магни-

тострикционного вибровозбудителя. Шум, возникающий в процессе вибровращательного бурения, в значительной степени гасится шумопоглощающим материалом, расположенным в кожухе.

50

0 S

Q

Ь

нитострикционным вибровозбудителем и вращателем, который размещен с возможностью перемещения на направляющих подающего механизма со стороны, противоположной буровой штанге, при этом магнитострикционный вибровозбудитель связан с последней посредством патрона и имеет охватывающий его кожух, который связан с направляющими механизмами подачи посредством стоек с лыжами, а токоприемник размещен между узлом виброизоляции и передачи крутящего момента и вращателем.

, 22

Фиг /