Бурильная головка Советский патент 1993 года по МПК E21C1/12 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в горно-проходческой технике.

Аналогом предлагаемой бурильной головки может служить универсальная вращательно-ударная бурильная головка с электроприводом, серийно выпускаемая Новогорловским машиностроительным заводом им.С.М.Кирова (Руководство по эксплуатации 306800.000.000 РЭ с приложением 306800.000.00 Э1 - установка бурильная шахтная УБШ-313А или УБШ-252).

Универсальная бурильная головка состоит: из электропривода, редуктора-вращателя и ударника, механического

ударника, хвостовика и промывочной муфты.

Ударный механизм состоит: из приводной шестерни, внутри которой закреплена бронзовая шлицевая втулка, передающая вращение на шлицевой ударник с кулачковым ободом, который охватывается двумя парами роликов и вращаясь совершает возвратно-поступательное движение, нанося удары через промежуточный боек по хвостовику штанги.

Недостатком универсальной бурильной головки является, то, что при бурении крепких пород крепостью 10 и выше единиц по шкале проф. М.М.Протодьяконова эффективность бурения резко падает из-за малой

VJ

О О

О

ю о

со

энергии удара с возрастанием крепости пород вследствие аварийности снижается надежность деталей ударного механизма. .

Вторым аналогом служит пневматическая вращательно-ударная бурильная головка, выпускаемая старооскольским мехзаводом, БГА-Ш (инструкуция по эксплуатации 1911.00.000 ПС, г.Белгород, 1987г.).

БГА-IM состоит из пневмодвигателя, редуктора вращателя, пневмоударника и промывочной муфты.

Недостатком по причине недостаточного числа оборотов штанги и вращающего момента на ней.

Прототипом выбран перфораторе независимым вращением модели М-2, изготавливаемый старооскольским мехзаводом. Перфоратор М2 состоит из пневмодвигателя, планетарного редуктора, пнев- моударник, хвостовика (переходника) и промывочной муфты.; j

Перфоратор Ш имеет следующие недостатки: .. . . : ,::. . :

большой расход пневмоэйе рГии и. низкая производительность; :.-:Jp ; ; . - .

усложненное соединение вдстовика со штангой;; ; : Щ :.:

недостаточный момент и.), постоянно меняющееся число обррШоё штанги.

Целью (предлагаемого изобретения является повышение эф ёк вности бурения пневматических и гидра§/ту(чес:ких бурильных головок. ; /: ..: :

Эта цель достигается прйяенением в качестве привода вращени;$; Шструмбнта (штанги) - эл.ектродвигатёггя ;и стопорного узла.

Эта цель достигается за счет того, что бурильная головка, включающая размещенный в корпусе пневмоударник, привод вращения, кинематически связанный посредством редуктора с хвостовиком, и буровую штангу, соединенную с хвостовиком посредством конусного соединения, снабжена стопорным узлом, который выполнен в виде Охватывающей буровую штангу и хвостовик стопорной втулки, при.этом стопорная втулка связана с буровой штангой и хвостовик посредством стопора и винтов соответственно, а в качестве привода вращения использован электродвигатель. Благодаря такому выполнению и использованию электродвигателя как привода вращения штанги, открывается возможность производительного бурения шпуров в крепких абразивных породах за счет того, что в .процессе бурения сохраняется постоянное число оборотов инструмента (коронка, резец) и достаточный момент на нем.

В связи с увеличением приводной мощности вращателя за счет электродвигателя в конструкцию бурильной головки введен стопорный узел для надежного замыкания

5 штанги, предохранения ее от холостого про- ворота в хвостовике, тем самым обеспечивается стабильная работа бурильной головки в целом.

В три раза снижается расход пневмоэ0 нергии в сравнении с известными пневматическими бурильными установками. Объемный охват и стопорение тела штанги на большей длине стопорным узлом позволяет:

5 предохранить от преждевременной поломки штанги (скручивания в ослабленном : конусном конце), тем самым уменьшить расход буровой стали;

тело хвостовика в конусной расточке ра0 ботает на разрыв.

На фиг. 1 - общий вид бурильной головки на податчике электрической бурильной установки (УБШ-252, УБШ-313А); на фиг. 2 - сечение А-А стопора, на фиг. 3 - сечение

5 Б-Б стопорной втулки по винтам крепления; на фиг. 4 - общий вид стопорного узла. Бурильная головка состоит: из. электродвигателя 1 мощностью 7,5-11 кВт, передающего вращающий момент через

0 втулку (муфту) 2 на редуктор вращателя 3 и на свободно проходящей через промывочную муфту 4, хвостовики 5. Хвостовик 5 конусным соединением и закрепленным на

нем стопорным узлом б соединяются со

5 штангой 7. Пневмоударник 8с редуктором 3 крепятся к проставке 9, которая устанавливается на плите 10 податчике 11. Там же размещается электродвигатель 1. Для приведения в действие пневмоударника 8 к не0 му шлангом 12 через автомасленку 13 подводится сжатый воздух, который управляется воздушным краном 14. Стопорный узел б (фиг. 5-6-7) предназначен для стабильной работы соединения хвостовик 55 штанга 7.

Узел состоит из стопорной втулки 15, стопора 16, шайбы 18, винтов крепежных 17. . Стопорная втулка 15 одновременно охватывает конусную часть хвостовика 5 и те0 ло штанги 7. Стопорная втулка 15 жестко закреплена на хвостовике 5 винтами 17, расположенными относительно друг друга под углом 120°.

На другом конце стопорной втулки 15

5 рассверлены радиальные отверстия 19 разных диаметров, большее для головки стопора 16 с пружинной шайбой 18, другое, малое, с навинтованной резьбой - для ввинчивания стопора 16. Буровая штанга 7 имеет поперечный паз 19, образованный по хорде

высотой 2-3 мм. В паз 19 входит винтовой стопор 16. Паз 19 несколько больше диаметра винтового стопора 16, предусматривая осевое смещение штанги 7 при работе в режиме вращательно-ударного бурения.

При вращении хвостовика 5 момент на штангу 7 передается одновременно конусным соединением: конусная часть хвостовика 5 - конический наконечник штанги 7 и конусная часть хвостовика 5 - винты 17 - стопорная втулка 15 - паз 16 - паз 19 на

0

штату 7. Таким образом, стопорный узел - устройство 6. передавая момент вращения от хвостовика 5 на штангу 7, предохраняет их от воздействия деформаций кручения и вибрации. Применение стопорного узла 6 позволяет создать объемный охват конусной части хвостовика 5 и увеличить его прочность. Расширяется область применения электрических бурильных установок как в различных горно-геологических условиях, так ив смысле производительности и технико-экономической эффективности.

Сущность изобретения: бурильная головка включает корпус с пневмоударником, редуктор и связанный через промежуточный вал шпиндельный узел, состоящий из жестко закрепленного на шпинделе с патроном и хвостовиком зубчатый венец, связан- ный шестерней промежуточного вала редуктора, на плите установлен электродвигатель, вал которого имеет ступенчатую форму с передней частью в виде шайбы, средней частью в виде ступенчатого цилиндр.а с коническим скосом и хвостовой частью со шпоночной канавкой. Электродвигатель соединен с редуктором посредством шпоночной втулки. Бурильная головка снабжена стопорным устройством, выполненным в виде стопора, входящего своим концом в поперечный паз штанги, и соединенной с ним стопорной втулки. Кроме того, бурильная головка имеет проставку, закрепленную на плате 2 и выполненную из деталей уголков и швеллера. При работе бурильной головки вращающий момент, создаваемый электродвигателем, через шпоночную втулку передает вращение через приводной вал и жестко связанную с ним блок-шестерню. Затем, двумя ступенями зубчатых передач вращение передается на шпиндель, который передает момент патрону и жестко свя- занному с ним хвостовику, который конусным соединением передает вращение штанге. При этом-обеспечивается постоянное число оборотов и постоянный момент на штанге. 4 ил.; ГГ: чз (Л

Формула изобретения

Бурильная головка, включающая разме- щенный в корпусе пневмо- или гидроударник, привод вращения, кинематически связанный посредством редуктора с хвостовиком, и буровую штангу, соединенную с хвостовиком посредством конусного соеди- нения,отл ича ю щая с я тем, что, с целью

повышения эффективности бурения крепких и абразивных пород, она снабжена стопорным узлом, который выполнен в виде охватывающей буровую штангу и хвостовик стопорной втулки, при этом стопорная втулка связана с буровой штангой и хвостовиком посредством стопора и винтов соответственно, а в качестве привода вращения использован электродвигатель.