Бурильный станок вращательно-пульсирующего действия Советский патент 1993 года по МПК E21C1/00 E21C5/02 

Изобретение относится к бурильной технике, а именно к средствам бурения шпуров и скважин, и может быть использовано в горно-добывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности станка при бурении крепких пород за счет обеспечения вращательно- пульсирующего режима.

На фиг. 1 показан бурильный станок; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Буровой станок вращательно-пульсиру- ющего действия содержит стойку 1, наружная поверхность которой выполнена в виде ходового винта, каретку 2, на которой закреплен привод 3 вращения бура, например, гидромонитор, с буровой штангой 4. На ходовом винте 1 установлена ходовая гайка 5, на которой неподвижно закреплены верхний 8 и нижний 9 диски с равномерно расположенными по окружности отверстиями

10 и 11. В одном или нескольких отверстиях 10 и 11 дисков 8 и 9 установлены пальцы 12 с втулками 13. В свободных отверстиях 10 верхнего диска 8 установлены храповые элементы 14 с пружинами 15. Каретка 2 от проворота на стойке 1 удерживается шпонкой 16, скользящей по пазу, выполненному на ходовом винте стойки 1. Пальцы 12 со втулками 13 кинематически связаны с радиальными пазами 7 профильного диска 6, то есть пальцы со втулками входят в зацепление с пазами профильного диска и являются одновременно редуктором с заданным передаточным отношением при передаче вращения от бура к ходовой гайке 5.

Для обеспечения гарантированного зацепления резьбовое соединение ходового винта стойки 1 и ходовой гайки 5 выполнено самотормозящим, то есть после выхода из зацепления пальца 12 из паза 7 профильного диска 6 последний остается в этом поло00

ю

00 Ю

жении до подхода следующего пальца к пазу диска б И чем больше будут осевые нагрузки на каретку и ходовую гайку 5 с профильным диском, тем труднее будет повернуть последний. Момент самоторможения ходовой гайки будет зависеть от веса двигателя, веса каретки, веса буровой штанги к забою. Момент самоторможения ходовой гайки 5 и диска 6 должен быть больше момента, создаваемого храповыми элементами 14. То есть поужины 15 должны быть слабыми и рассчитаны на опускание храповых элементов 14.

Буровой станок вращательно-пульсмру- ющего действия работает следующим образом, Станок устанавливается в месте бурения. При включении привода 1 вращения бура буровая штанга 4 получает рабочее вращение. Палец 12 со втулкой 13 подводится к радиальному пазу 7 профильного диска 6, вводится в паз 7 и поворачивается профильный диск 6 вместе с ходовой гайкой 5 на определенный угол. Ходовая гайка 5, поворачиваясь относительно ходового винта стойки 1, перемещается вверх по ходовому винту (см, фиг. 1) и тянет своим буриком каретку 2, осуществляя поступательное движение рабочей подачи привода 3 и буровой штанги 4. На фиг. 2 показано стрелкой рабочее вращение бура (по часовой стрелке). За время поворота на определенный угол профильного диска 6 с ходовой гайкой 5 проводится импульс подачи. Затем палец 12 выходит из зацепления с пазом 7 профильного диска 6 и последующий поворот буровой штанги 4 происходит без подачи до тех пор, пока палец 12 не выйдет в зацепление со следующим радиальным пазом 7 профильного диска 6, При этом храповые элементы 14 свободно проскакивают профильный диск 6, так как торец радиального паза 7 профильного диска 6, попадая на скос храпового элемента 14, свободно проскакивают профильный диск 6, так как торец радиального паза 7 профильного диска б, попадая на скос храпового элемента 14, приподнимает последний, сжимая пружину 15

После окончания бурения привод реверсирует. Верхний 8 и нижний 9 диски начинают вращаться в обратную сторону, при этом храповые элементы 14 входят в зацепление с радиальными пазами 7 профильного диска 6, который начинает вращаться с большим числом оборотов, обеспечивая быстрый отвод каретки 2 с приводом 3 и буровой штангой 4, Так как при отводе инструмента нагрузки невелики, то храповые элементы нет необходимости делать на всю толщину профильного диска 6.

Для регулировки пульсации подачи по частоте несколько пальцев 12 со втулками 13 устанавливают в отверстиях 10 и 11 верхнего 8 и нижнего 9 дисков, располагая равномерно по окружности через равные углы. Например, при установке/2-х пальцев их устанавливают через 180°, частота пульсаций подачи при этом увеличивается в 2 раза, 3 пальца устанавливают через 120°, при

этом частота пульсаций подачи увеличивается в три раза по сравнению с одним установленным пальцем.

Для регулировки длительности пульсации подачи пальцы 12 со втулками 13 устанавливают в несколько отверстий 10 и 11 верхнего 8 и нижнего 9 дисков последовательно друг за другом. Например (фиг. 2), при установке 3-х пальцев 12 подряд через

угол 60° длительность пульсаций увеличивается в три раза, так как зацепление пальцев 12 с пазами 7 диска 6 идет непрерывно. В этом случае половина оборота буровой штанги идет с подачей, а вторая половина

оборота без подачи. Таким образом, варьируя числом пазов 7 диска 6 и числом отверстий 10 и 11 верхнего 8 и нижнего 9 дисков, можно в широких пределах подбирать и регулировать как число пульсаций подачи, при

минимальном времени отвода инструмента. Технико-экономические преимущества предложенного устройства по сравнению с прототипом заключаются в повышении производительности бурового станка. Кроме

этого, сократилось вспомогательное время отвода бура.

Формула изобретения 1, Бурильный станок вращательно-пуль- сирующего действия, содержащий стойку с

ходовым вмнтом и ходовой гайкой с закрепленным на последней профильным диском, привод вращения бура, на выходном валу которого установлен хвостовик буровой штанги с размещенным на последнем и кинематически связанным с профильным диском шкивом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности станка при бурении крепких пород за счет обеспечения вращательно-пульсирующего

режима, профильный диск выполнен с равномерно расположенными по его периферии радиальными пазами, а размещенный на хвостовике буровой штанги шкив выполнен в виде жестко связанных между собой

верхнего и нижнего дисков с равномерно расположенными по окружности отверстиями, в которых размещены пальцы, установленные с возможностью взаимодействия с радиальными пальцами профильного диска.

2. Станок по п. 1,отличающийся тем, что, с целью сокращения времени для отвода бура, в свободных отверстиях верх1

него диска установлены подпружиненные храповые элементы.

fir. 1

Использование: изобретение относится к горному делу, а именно, к машинам для бурения шпуров и скважин. Сущность изобретения: бурильный станок содержит стойку с ходовым винтом и ходовой гайкой, каретку, привод вращения бура с буровой штангой, профильный диск. Новым в бурильном станке является то, что лрофиль- ный диск закреплен на ходовой гайке и выполнен с радиальными пазами, равномерно расположенными по периферии диска, а на конце буровой штанги закреплены верхний и нижний диски с равномерно расположенными по окружности отверстиями, причем в одном или более отверстиях установлены пальцы, кинематически связанные с радиальными пазами профильного диска. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

14