Бурильная машина ударно-вращательного действия Советский патент 1992 года по МПК E21C3/20 E21C1/12 

СП

С

Использование: для бурения шпуров в горных породах. Сущность изобретения- в бурильной машине, состоящей из двигателя, редуктора и ударного механизма подачи, установлен трехканальный вращающийся золотник, позволяющий в момент соединения камеры рабочего хода бойка с напорной магистралью соединять камеру холостого хода бойка со сливной магистралью, а в самой камере холостого хода установлен стабилизатор осевых нагрузок, выполненный в виде подвижной втулки. Указанная новизна технического решения позволяет на 25% увеличить энергию удара и на 25-30% повысить скорость бурения при тех же силовых и энергетических параметрах бурильной машины. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить скорость бурения за счет увеличения энергии удара (без дополнительного подвода ее из внешнего источника) и стабилизации осевых нагрузок, прикладываемых рабочему инструменту

Известна бурильная машина ударно- вращательного действия типа БКГ-2 конструкции КУЗНИУИ и Кузмашзавода 1. Бурильная машина состоит из двигателя, ударного механизма, кинематически связанного с механизмом вращения инструмента, и гидрораспределительного устройства - дву/канального вращающегося золотника

К основным недостаткам машины можно отнести: 1) отсутствие устройства для предотвращения выхода долота из заглубления после удара, 2) отсутствие устройства для стабилизации осевых нагрузок, прикладываемых к рабочему инструменту; 3) большие потери энергии удара ввиду того, что боек при рабочем ходе вытесняет сжатую жидкость из камеры холостого хода в напорную магистраль оказывающую большое сопротивление его движению.

Известна также бурильная машина 2, состоящая из двигателя с редуктором, ударного механизма,кинематически связанного с механизмом вращения инструмента, и двухканального вращающего золотника, выполненного с широкими и узкими пазами, обеспечивающими возможность нанесения двух-четырех ударов за оборот с последующим прижатием долота к забою шпурагтю-.- сле каждого удара. Эта машина, в сравнении с выше рассмотренной,

VI

vi О

,Х| 00

го

:

устраняет один недостаток - выход долота из заглубления после удара, но сохраняет два других - не стабилизирует осевую нагрузку и не снижает потери энергии удара.

Цель изобретения - повышение производительности бурения за счет увеличения энергии удара и стабилизации осевых нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в бурильной машине ударно-вращательного действия, содержащей двигатель, связанный посредством оси и редуктора с хвостовиком бурового инструмента, ударный механизм, включающий размещенный в полости бурильной головки боек, который делит полость головки на камеры рабочего и холостого хода, гидрораспределительную систему, включающую размещенный на оси с возможностью вращения золотник с продольными пазами,связанный с напорной и сливной магистралями, механизм подачи бурильной головки, машина снабжена втулкой, которая установлена в камере холостого хода для взаимодействия с хвостовиком бурового инструмента, при этом золотник выполнен трехканальным и установлен с возможностью одновременного поочередного сообщения камер рабочего и холостого хода с напорной и сливной магистралями.

Таким образом, отличительными признаками технического решения является то, что:

1)в машине установлен золотник с тремя каналами, через один из которых (центральный) подается жидкость в камеры рабочего и холостого хода бойка (поочередно), а через два других (периферийных) - жидкость отводится из камер в сливную магистраль. При подаче жидкости в рабочую камеру и одновременном сливе жидкости из камеры холостого хода бойка энергия удара и величина заглубления долота увеличиваются примерно на 20-25%.

2)в камере холостого хода бойка установлена подвижная втулка, прижимающая инструмент к забою шпура после удара и

- стабилизирующая осевую нагрузку в процессе среза стружки.

На чертеже показана бурильная машина, состоящая из двигателя 1, оси 2, трехка- нального вращающегося золотника 3. редуктора с опорным кольцом 7. продольных пазов 8 и 9 для подачи жидкости в камеры рабочего 10 и холостого 11 хода бойка 12, продольных пазов 13 и 14 для слива жидкости из обеих камер, подающей 15 и сливных 16 и 17 магистралей, каналов 18 и 19, подвижной втулки 20 для стабилизации осевых нагрузок и механизма подачи 21 бурильной головки.

Двигатель 1, установленный с наружной стороны корпуса бурильной головки, вращает ось 2 вместе с золотником 3. Шестерня 4, сидящая на валу 2, передает крутящий момент шестерне 5, а последняя приводит во вращение хвостовик бура 6. Вращающийся золотник состоит из трех кольцевых и восьми продольных пазов 8, 9, 13 и 14, через которые рабочая камера 10 и камера 11 ра0 бочего хода бойка 12 сообщаются с напорной 15 и сливными 16 и 17 магистралями. В процессе вращения золотника 3 канал 18 рабочей камеры ударного механизма 10 периодически соединяется то с пазом 8, то с

5 пазом 13. При соединении канала 18с пазом 8 сжатия жидкость из напорной магистрали 15 через продольный паз 8 поступает в рабочую камеру ударного механизма 10, в результате чего боек 12, вытесняя жидкость из

0 камеры 11 через канал 19, продольный паз 14 в сливную магистраль 17, совершает рабочий ход и в конце пути наносит удар по хвостовику бура 6. В момент удара штанга уходит вперед на величину лунки выкола, а

5 бурильная головка остается на месте. Она не в состоянии за время заглубления долота ударом сколько-нибудь сдвинуться с места При этом осевая нагрузка снижается до нуля и боек в течение некоторого времени

0 прижимает инструмент к забою шпура, не позволяя долоту выйти из заглубления после удара.

И только после того как подающий механизм подвинет бурильную головку к за5 бою на величину лунки выкола, боек делает холостой ход. При этом подающая магистраль 15 соединяется с камерой холостого хода бойка 11 через продольный паз 9 и канал 19, а рабочая камера 10 соединяется

0 со сливной магистралью 16 через продольный паз 13 и канал 18. Подвижная втулка 20 при этом прижимается к кольцу 7, обеспечивая стабильность осевых нагрузок.

Бурильная машина ударно-вращатель5 ного действия работает следующим образом.

Машина устанавливается в забое, включается вращатель, ударный механизм и производится бурение на соответствующем

0 режиме. После каждого удара долото за- -.- глубляется в породу и в течении некоторого времени удерживается в заглублении тем же бойком. Вслед за бойком перемещается втулка, которая прижимает инструмент к за5 бою шпура, стабилизируя осевую нагрузку. Затем боек под действием сжатой жидкости, поступающей в камеру холостого хода, возвращается в исходное положение для нанесения очередного удара. А далее цикл разрушения породы повторяется.

Формула изобретения

Бурильная машина ударно-вращательного действия, содержащая двигатель, связанный посредством оси и редуктора с хвостовиком бурового инструмента, ударный механизм, включающий размещенный в полости бурильной головки боек, который делит полость головки на камеры рабочего и холостого хода, гидрораспределительную систему, заключающую размещенный на оси с возможностью вращения золотник с продольными пазами, связанный, с напор2.

14 17 э 15 13 16

0

ной и сливной магистралями, механизм подачи бурильной головки, отличающая- с я тем, что, с целью повышения производительности бурения за счет увеличения энергии удара и стабилизации осевых нагрузок, машина снабжена втулкой, которая установлена в камере холостого хода для взаимодействия с хвостовиком бурового инструмента, при этом золотник выполнен трехканальным и установлен с возможностью одновременного поочередного сообщения камер рабочего и холостого хода с напорной и сливной магистралями.

21