Переносной буровой станок Советский патент 1992 года по МПК E21C1/00 

. Изобретение относится к горной промышленности, в частности к переносным буровым станкам бурения шпуров.

Известен станок для бурения шпуров, содержащий привод, буровую штангу с коронкой, распорные стойки, выполненные в виде ходового винта, механизм подачи с ходовыми гайками, редуктором, дифференциалом 1.

Известен буровой станок принятый за прототип, включающий привод с кареткой, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, механизм подачи с ходовым винтом и ходовой гайкой, наружная поверхность которой выполнена в виде шкива при этом ходовая гайка размещена на каретке и кинематически связана посредством клиноременной передачи с размещением на хвостовике буровой штанги шкивом 2.

Недостатками известных устройств является низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности работы станка за счет уменьшения радиальных нагрузок на опоры шкивов.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции, включающей установленный на каретке привод, распорную стойку, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, механизм подачи с ходовым винтом и размещенной на каретке ходовой гайкой, наружная поверхность которой выполнена в виде шкива и кинематически связана посредством клиноременной передачи с размещенным на хвостовике буровой штанги шкивом, согласно изобретению, размещенный на хвостовике буровой штанги шкив выполнен разъемным из двух конусных тарелок с бурVJ

О

СА О

4 00

еж, ...

тиками, одна из которых соединена с хвостовиком буровой штанги, а другая конус - относительно хвостовика штанги, при этом на буртике подвижной конусной тарелки выполнены не менее одного фигурного па- 5 за с двумя плоскостями противоположно наклонными к образующей боковой поверхности буртика шкива для взаимодействия с пальцами, размещенными на буртике неподвижной конусной тарелки.10

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отключается наличием разъемного шкива с пальцами и наклонными плоскостями что позволяет уменьшить радиальные нагрузки 15 на опоры шкивов клиноременной передачи и увеличивает надежность станка,

Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию изобретения новизна.20

На фиг.1 изображен переносной буровой станок, разрез; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2.

Переносной буровой станок содержит 25 привод 1, например, гидравлический, буровую штангу 2 с породоразрушающим инструментом, распорную стойку 3, наружная поверхность которой выполнена в виде ходового винта, каретка 4, ходовая гайка 5, 30 наружная поверхность которой выполнена в виде шкива 6 клиноременной передачи, включающий клиновой ремень 7. На хвостовике буровой штанги 2 установлен разъемный шкив, состоящий из двух конусных 35 тарелок 8 и 9. Конусная тарелка 9 неподвиж- Тйю со ёД11нена с хвостовиком буровой штанги 2 и через шпонку установлена на валу привода 1. Конусные тарелки 8 и 9 прижимаются друг к другу по оси с помощью пру- 40 жины 10, т.е. пружина 10 осуществляет предварительное натяжение клинового ремня 7. Конусная тарелка 8 шкива установлена подвижно на конусной тарелке 9. На буртике конусной тарелки 8 шкива по ок- 45 ружности выполнены один или несколько фигурных пазов 11 с двумя противоположно наклонными к оси шкива плоскостями 12 и 13. На корпусе конусной тарелки 9 шкива неподвижно закреплены один или не- 50 сколько пальцев 13, контактирующие через ролик 15 с плоскостью 12 или с плоскостью 13. Ролик 15 служит для уменьшения сил трения между пальцами 14 и наклонной плоскостью 12 или 13. Каретка 4 установлена на распорной стойке 2 и может 55 перемещаться вдоль последней. Каретка 4 для удобства монтажа на штанге 2 может быть выполнена разъемной. На каретке 4 закреплена шпонка 16, входящая в шпоночный паз, выполненный по всей длине распорной стойки 3.

В верхней части распорной стойки 2 закреплен люнет 17. Клиноременная передача закрыта кожухом 18 Привод 1 закреплен на каретке 4.

Переносной буровой станок работает следующим образом.

Станок устанавливается на месте бурения и распирается с помощью механизма распора (на черт, не показан). При включении привода 1 приводится во вращение буровая штанга 2 с коронкой. Одновременно начинает осуществляться подача ее на забой. Подача осуществляется следующим образом. Вращательное движение от привода 1 через шпонку 16 передается разъемному шкиву с конусными тарелками 8 и 9 с помощью клинового ремня 7 вращение передается шкиву б, а вместе с ним и ходовой гайке 6. Ходовая гайка 5, вращаясь относительно ходового винта распорной стойки 3; поднимается вверх. Торец выступа ходовой гайки 5, упираясь в торец буртика каретки 4, тянет за собой каретку 4 вместе с приводом 1 и буровой штангой 2, осуществляя подачу и бурение шпура. А при небольших усилиях подачи крутящий момент на шкиве 6 невелик. В этот момент вращение передается за счет сил трения клинового ремня и конусных тарелок 8 и 9 разъемного шкива.

Предварительное натяжение ремня 7 осуществляется за счет пружины 10. Небольшой передаваемый клиноременной передачей крутящий момент вызывает небольшие радиальные усилия в опорах шкивов клиноременной передачи. При попадании коронки на породные прослойки усилие бурения увеличивается, что вызывает увеличение крутящего момента на шкиве 6. Усилия прижатия пружины 10 уже недостаточно и конусная тарелка 8 начинает поворачиваться относительно конусной тарелки 9 разъемного шкива, до контакта пальцев 14 через ролик 15 с наклонной поверхностью, например 12. При дальнейшем перемещении конусная тарелка 8 шкива стремится опуститься вниз, сжимая клино- вый ремень 7, натяжение последнего увеличивается, тем самым увеличивается передаваемый крутящий момент шкиву 6. Таким образом, с увеличением усилия бурения увеличивается усилие подачи и крутящий момент на шкив 6. В данный момент передаваемый крутящий момент на разъемном шкиве будет складываться мз усилия пружины 10 и усилия взаимодействия пальца 14 к наклонной плоскости 12. При дальнейшем увеличении усилия бурения и прдачи на ременной передаче крутящий момент достигает предельного значения, после чего начинается проскальзывание ремня по разъемному шкиву, усилие подачи уменьшается, так как ходовая гайка 5 не вращается, а буровая штанга 2 с коронкой продолжает вращаться, что предохраняет механизм поДачи станка от поломки.

После окончания бурения привод 1 переключают на обратное вращение. При этом производится автоматический принуди- тельный отвод каретки 4 с приводом 1, буровой штангой 2 и коронкой в исходное положение. Если усилия пружины 10 будет недостаточно, то конусная тарелка 8 шкива поворачивается относительно конусной тарелки 9 в обратном направлении и уже наклонная плоскость 13 начинает контактировать с пальцем 14 через ролик 15, увеличивая передаваемый клиноременной передачей крутящий момент в обратном на- правлении. Следует заметить также, что применение в качестве привода 1 гидродвигателя благотворно сказывается на режиме работы станка. Так, при бурении по углю необходимы большие обороты буро- вой штанги 2 и, соответственно, большая скорость подачи. При бурении породы усилие бурения резко возрастает, за счет этого автоматически снижается число оборотов гидродвигателя и, соответственно, умень- шается скорость бурения (скорость подачи), что также повышает надежность бурового станка. При отводе инструмента в исходное положение происходит его быстрый отвод за счет того, что гидродвигатель работает практически на холостом ходу, число оборотов максимальное и производится быстрый отвод инструмента.

В предложенном устройстве с клиноременной передачей радиальные усилия в опорах шкивов уменьшенные, по сравнению с известными клиноременными передачами и возрастают с увеличением усилия бурения, т.е. усилия в опорах будут максимальны только в моменты максимальных усилий бурения. За счет того, что пара контакта пальца 14 и наклонная плоскость 12 или 13 не самотормозящая, после уменьшения усилия бурения уменьшается и натяжение ветвей ремня 7 и радиальные усилия в опорах шкивов, что увеличивает надежность станка. В буровых станках незначительное изменение передаточного отношения, вызванного незначительным изменением диметра разъемного шкива, не оказывает практического влияния на процесс бурения.

Технико-экономические преимущества предложенного переносного станка по сравнению с известными заключается в увеличении надежности станка, достигаемой за счет уменьшения радиальных усилий в опорах шкивов клиноременной передачи. Требует меньшую точность изготовления межцентрового расстояния ходового винта и буровой штанги (в зубчатой передаче перекос осей или неточное изготовление межцентрового расстояние резко снижает надежность зубчатой передачи).

В известных устройствах натяжение ремня постоянно и рассчитано на передачу максимального крутящего момента, т.е. радиальные усилия на опорах шкивов ременной передачи постоянны и максимальны независимо от того, работает передача или нет. А это значительно снижает надежность ременных передач. В предложенном устройстве максимальные усилия в опорах воз- никают только при максимальном передаваемом крутящем моменте, в остальное время - действуют значительно меньшие усилия, что увеличивает надежность станка.

Формула изобретения Переносной буровой станок, включающий установленный на каретке привод, распорную стойку, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, механизм подачи с ходовым винтом и размещенной на каретке ходовой гайкой, наружная поверхность которой выполнена в виде шкива и кинематически связана посредством клиноременной передачи с размещением на хвостовике буровой штанги шкивом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения радиальных нагрузок на опоры шкивов, размещенный на хвостовике буровой штанги шкив выполнен разъемным из двух конусных тарелок с буртиками, одна из которых соединена с хвостовиком буровой штанги, а другая конусная тарелка установлена подвижно относительно первой и подпружинена относительно хвостовика штанги, при этом на буртике подвижной конусной тарелки выполнены не менее одного фигурного паза с двумя плоскостями противоположно наклонными к образующей боковой поверхности буртика шкива для взаимодействия с пальцами, размещенными на буртике неподвижной конусной тарелки.

Использование: в горной промышленности при бурении шпуров и скважин. Сущность изобретения: переносной буровой станок включает установленные на каретке привод, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, распорную стойку, механизм подачи с ходовым винтом и размещенной на каретке, ходовой гайкой, наружная поверхность которой выполнена в виде шкива и кинематически связана посредством клиноременной передачи с размещенным на хвостовике буровой штанги шкивом, который выполнен разъемным из двух конусных тарелок с буртиками, одна из которых соединена с хвостовиком буровой штанги, а другая устаноалена подвижно относительно первой и подпружинена, при этом на буртике подвижной конусной тарелки выполнены не менее одного фигурного паза с двумя противоположно наклонными к образующей боковой поверхности буртика плоскостями шкива для взаимодействия с пальцами, размещенными на буртике неподвижной конусной тарелки. 3 ил

Фиг.1

М

MI I

кО