Вращатель бурового станка Советский патент 1991 года по МПК E21B3/02 

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к буровым станкам.

Известны вращатели буровых станков, содержащие электро- или гидропривод, ре- дукторы, шпиндели и гидравлические цилиндры подачи.

Недостатком указанных вращателей является невозможность бесступенчатого регулирования крутящего момента и скорости вращения бурового става и, как следствие, низкая производительность станка при бурении сложноструктурных массивов.

Известен вращатель бурового станка, содержащий приводной двигатель, связан- ный со шпинделем через планетарный редуктор, тормозной механизм,выполненный в виде гидромашины регулируемой производительности, пневмогидравлические аккумуляторы, магистрали высокого и низкого давления.

Недостатком этой конструкции является низкая производительность станка вследствие нерациональных режимов бурения.

Цель изобретения - повышение производительности станка путем бесступенчатого регулирования крутящего момента и скорости вращения бурового става.

Указанная цель достигается тем, что вращатель бурового станка, содержащий приводной двигатель, связанный со шпинделем через планетарный редуктор, тормоз- ной механизм, выполненный в виде гидромашины регулируемой производи- тельности, пневмогидравлические аккумуляторы, магистрали высокого и низкого давления, снабжен дополнительной гидромашиной регулируемой производительности, связанной с планетарным редуктором и с основной гидромашиной, цилиндром с плавающим поршнем, связывающим магистрали высокого и низкого давления, и предохранительным клапаном, установленным в магистрали, связывающей гидрополости аккумуляторов.

На чертеже изображен вращатель бурового станка.

Вращатель содержит двигатель 1, вал которого соединен с первым эпициклом 2 планетарной передачи, реверсивную регулируемую гидромашину 3, вал которой соединен с водилом 4 планетарной передачи, и закрепленное на шпинделе 5 зубчатое колесо б, которое входит в зацепление с зубья- ми .нарезанными на внешней стороне второго эпицикла 7 планетарной передачи. Магистрали высокого 8 и низкого 9 давления гидромашины 3 соединены через распределитель 10 соответственно с

пневмогидроаккумуляторами 11 и 12. Кроме того, магистрали высокого 8 и низкого 9 давления связаны между собой через дополнительную гидромашину 13 и цилиндр 14, которые установлены параллельно. Вал 15 гидромашины 13 соединен с эпициклом 2 планетарной передачи, а в цилиндр 14 помещен плавающий поршень 16. Насос 17 компенсации утечек присоединен к магистрали 9 низкого давления. Гидрополость аккумулятора 11 высокого давления присоединена к гидрополости аккумулятора 12 через предохранительный клапан 18,

Вращатель работает следующим образом.

Двигатель 1 вращает входной эпицикл 2 планетарной передачи. Эпицикл 2 через сателлиты планетарной передачи приводит во вращение водило 4. В начальный момент времени водило 4 вращает вал гидромашины 3, работающей в насосном режиме , благодаря чему начинает расти давление- в магистрали 8. Поршень 16 перемещается к той торцовой стенке цилиндра 14, которая присоединена к магистрали 9.

Вал гидромашины 3 перестает вращаться тогда, когда давление в магистрали 8 достигает значения, соответствующего моменту сопротивления на эпицикле 7. В этом случае водило 4 стопорится, а эпицикл 7 начинает вращаться. Величину момента, соответствующего определенному давлению в магистрали 8, можно менять, изменяя рабочий объем камер гидромашины 3.

Гидромашина 13 может работать в режиме как мотора, так и насоса. При работе гидромашины 13 в режиме мотора часть жидкости из магистрали 8 поступает в гидромашину 13, в которой энергия сжатой жидкости преобразуется в механическую энергию, возвращаемую в трансмиссию привода через вал 15 гидромашины 13. При этом вал гидромашины 3 получает некоторую свободу вращения, скорость вращения шпинделя снижается и выдерживается постоянной, если в процессе работы не меняется производительность гидромашины 13. Увеличивая производительность гидромашины 13, работающей в моторном режиме, снижают скорость вращения шпинделя 5 при неизменном крутящем моменте, который устанавливается гидромашиной 3.

При работе гидромашины 13 в насосном режиме рабочая жидкость под давлением поступает в магистраль 8, заставляя работать гидромашину 3 в режиме мотора, благодаря чему вал гидромашины 3 и водило 4 начинают вращаться против-направления действия внешнего момента, скорость вра- щения шпинделя 5 увеличивается и выдерживается постоянной, если в процессе работы не меняется производительность гидромашины 13. Увеличивая производитель- ностьгидромашины13,работающей в насосном режиме, увеличивают скорость вращения шпинделя 5. При переключении направления вращения двигателя 1 гидромашина 3 начинает вращаться в обратную сторону, повышая давление в магистрали 8 и снижая давление в магистрали 9, и про- цесс повторяется. При этом происходит пе- реключение распределителя 10 в положение соединения магистрали 8 с пневмогидроаккумулятором 12, а магистрали 9 с пневмогидроаккумулятором 11. Одно- временно поршень 16 перемещается к противоположной стенке цилиндра 14. При стопорении рабочего органа возрастает давление в гидрополости аккумулятора 11, срабатывает клапан 18 и трансмиссия ера- щателя отсоединяется от шпинделя 5.

Преимущество предлагаемого вращателя заключается в повышении производительности бурового станка. При этом подсоединение к магистралям высокого и низкого давления дополнительной гидромашины, вал которой связан с.одним из эпициклов, обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости вращения бурового става при неизменном крутящем момен- те, величина которого устанавливается, что, в свою очередь, позволяет устанавливать

рациональные режимы бурения, а соединение магистралей высокого и низкого давления цилиндром с плавающим поршнем позволяет повысить надежность работы гидротрансмиссии при реверсе. Кроме того, установка между гидрополостями аккумуляторов предохранительного клапана обеспечивает эффективную защиту трансмиссии от стопорных нагрузок. Снижается также уровень вибрации станка до санитарных норм. Формула изобретения Вращатель бурового станка, содержащий приводной двигатель, связанный со шпинделем через планетарный редуктор, тормозной механизм, выполненный в виде гидромашины регулируемой производительности, пневмогидравлические аккумуляторы, магистрали высокого и низкого давления, отличающийся тем. что. с целью повышения производительности станка путем бесступенчатого регулирования крутящего момента и скорости вращения бурового става, он снабжен дополнительной гидромашиной регулируемой производительности, связанной с планетарным редуктором и с основной гидромашиной, цилиндром с плавающим поршнем, связывающим магистрали высокого и низкого давления, и предохранительным клапаном, установленным в магистрали, связывающей гидрополости аккумуляторов.

Изобретение относится к горному машиностроению и предназначено для бурения. Цель - повышение производительности станка путем бесступенчатого регулирования крутящегося момента и скорости вращения бурового става. Вращатель бурового станка содержит приводной двигатель, связанный со шпинделем (Ш) 5 через планетарный редуктор, тормозной механизм в виде гидромашины (ГМ) 3 регулируемой производительности, пневмогидравлические аккумуляторы (ПГА) 11 и 12 и магистрали высокого 8 и низкого 9 давления. С редуктором и с ГМ 3 связана дополнительная ГМ 13 регулируемой производительности. Магистрали 8 и 9 связаны цилиндром 14 с плавающим поршнем 16. В магистрали, связывающей гидрополости ПГА 11 и 12, установлен предохранительный клапан 18. Увеличивая производительность ГМ 13 в моторном режиме снижают скорость вращения Ш 5 при неизменном крутящем моменте, который устанавливается ГМ 3. При работе ГМ 13 в насосном режиме рабочая жидкость под давлением поступает в магистраль 8. При этом ГМ 3 работает в режиме мотора, скорость вращения Ш 5 увеличивается и выдерживается постоянной. Увеличивая производительность ГМ 13 в насосном режиме, увеличивают скорость вращения Ш 5. При этом ГМ 3 вращается в обратную сторону. Давление в магистрали 8 повышается, а в магистрали 9 - снижается. Магистраль 8 соединяется с ПГА 12, а магистраль 9-с ПГА 11. Одновременно поршень 16 перемещается к противоположной стенке цилиндра 14. При стопорении рабочего органа возрастает давление в гидрополости ПГА 11, срабатывает клапан 18 и трансмиссия вращателя отсоединяется от Ш 5. 1 ил. r-Ks Ё О сл J сл 00