Устройство для подачи и вращения бурового става Советский патент 1977 года по МПК E21B19/81 E21B3/00 

I

Изобретение касается горной промышленности, в частности буровых станков.

Известен буровой станок, обеспечивающий подачу и вращение бурового става .

Однако для связи буровой штанги с мехатчизмом подачи и вращения требуется специальная геометрическая форма у штанги на участке заасима, что усложняет устройство.

Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для подачи и вращения бурового става, содержащее корпус, внутри которого размещены iподающий механизм, кинематичвсга связанный с колодками низма захвата, расположенных в шпинделе, имекяцем зубчатое колесо редуктора механизма вращения 2.

Для привеаеиия известного устройства в действие испол1эзуется основной и допел-, нительный виц энергии.

Для обеспечения работы устройства без использования дополнительного wiaa энергии механизм захвата выполнен в випе Т-обраэ- ных рычагов, шарпирно установленнг.гх в прорезях, которые выполнены д шпинаеле,

при этом плечи рычагов, :н а аллельиые оси шпинделя, нес колодки, длинное плечо через втулку, упорный подшипник и тягу, взаимодействующую с одним на двух разноориентированных упоров ограничения перемещения тяги, связано с гайкой винтового механизма подачи, а в механизме вращения на внутренней поверхности шпинделя выполнены торцевые скосы и клиновые в поперечном сечеHmi канавки, в которых при покющи сквозной втулки с торцовыми выступами установлены шарики, при этом втулкп размещена между скосакга шпинделя и закреплена в последHexf пружиной кручения.

Кроме того, упоры могут быть установяэны нашлиоевой вапик, пропущенный через корпус и соедииелный с рукояткой управления через упругий элемент.

FJa черетеже показана кинематическая схема предлагаемого устройства к сечение по А-А.

Устройство для подачи и вращения бурового става собирается в корпус 1. В про резях шпинделя 2 устройства шарнирно закреплен я рычаги 3. Малые плечи рычагов. параллельные оси шмтделя, несут шарнир«о посаженные колодки 4. Длинное гглечо каждого рычаг-а 3, перпендикулярное к оси шпинделя, обхватывается втулками 5, подвижно устеновленвыми на внешней поверхности шпинделя. Втулки 5 через упорный подшипник обхватываются тягой-6, ооеднненной с двух сторон с ходовыми гайками 7 механизма по дачи. Череа корпус устройства пропущены ходовые винты 8 механизма подачи, соеди . Rcmiue с ходовыми гайками 7. Пайки 7 помещены в направляющие корпуса устройства .и пвремешаютря относительно корпуса вмес- те с тягой 6. Винты 8 соединены с приводом станка. Шпиндель 2 через пару зубчатых колес 9 и 10 соединен со шлицевым валом 11, пропущенным через корпус 1 и соединенным с приводом станка. Череа корпус 1 проходит валик 12, на шлицевой по верхности которого противоположно друг к другу посажено два упора 13, расположеннь1х между торцовыми плоскостями корпуса I и тяга 6. BajraK 12 соединен с механизмом управления станком (на чертеже показано соединение с рукояткой). На внутренней поверхности шпинделя, вдоль его оси, / прорезаны клиновые канавки (см. сечение ао A-AJ. В шпиндель вставлена втулка 14, имеющая свободу углового поворота и осе. вого перемещения по торцовым скосам шайн ;. деля. Втулка 14 имеет сквозные отверстий гнезда. Между кшгаовыми поверхностями канавок шпинделя и втулкой 14|(в ее OTsepci ях - Гнездах) находятся шарики 15. Втулка 14 соединена со шпинделями двумя вин товыми пружшамк 18, работающими однов-, ременно на кручение и сжатие.; Одним своик концом пружины 16 соединены со шпинде.лем, а другим - со втулкой 14 и, удерживая втулку в сред нам положении, постоянно Поджимают ее ь сторону за,клийиванаящари- I Устройство работает следующим образом При включении станка на рабо.чий ход, например на .зижение инструмента влево по чертежу. Винты 8 механизма подачи, вал Ij и шпиндель 2 производятся во вращательное движение. Ходовые гайки 7 перемещаются в направлении рабочего движения буровой головки, зкл:оча}оп1ей данное устройство, и увлекают, jaО 6 и через втулки 5 концы ры чагок 3. При повороте рыча1Х)В левые по чертежу колоаки 4 прижимаются к поверхнс ти и за счет сил трения соединяют штангу СО шпинделем. После этого перемешаются ходовая гайка, корпус 1 и штанга бура, при этом они перемешаютсй с одной и той же скоростью. Вращение шпиноелю передается от тяяяР вого вала 11 через пару зубчатых ковэс 10 и 9. Вращение от шпинделя 2 штанге бура передается через шарики 15, заклинивающиея между клиновыми поверхностями пазов шпинделя и поверхностью штанш бура. Имеющиеся на шяипевом валике 12 13 расположены так, что передний упор (левый по чертежу) откинут и не препятствует перемещению ходовой гайки с тягой & относительно корпуса в направлении требуетMoiro движения бура от среднего положения рычагов 3, а задний упор находится между станками корпуса и тяги 6 и препятствует перемещению гайки с тягой от среднего положения рычагов в сторону противоположную движения бура. В крнце движения корпуса 1 изменяется 11аправление вращения ходовых винтов (от концевого переключателя или вручную). Гайки 7 вместе с тягой 6 перемещаются в обратном направлении, увлекая концы рычагов 3 и освобожд.чя левые колодки от контакта со щтангой. В бреднем положении рычагов тяги доходит до упора и перемещают корпус 1 устройства. За счет сил трения штанги и инструмента в скважине, препятствующих извлечению инструмента, щарики 15 испытывают осевое давлтение со стсфоны штанги, преодолевая усилие-пружины 16, увлекают втулку 14. Втулка 14, скользя по торцовым скосам шпинделя, поворачивается относительно шпинделя, освобождая шарики из заклинивания. Шарики проскальзывают между поверхностей шшшделя и штанги бура, и вращение прекращается. Корпус устройства перемещается а исходное положение для нового этапа бурения оставляя штангу бура с инструментом неподвижной в контакте.с забоем,- Направление врагшння винтов в исходном положении корпуса изменяется пере ключениек, и ходовые гайки с тягой, перемещаясь относительно корпуса, поворачивают рычаги 3 и сцепляют колоаками штангу бура со шпинделем. Шарики 15, не испытывая больше осевого давления со стороны штанги, под действием пружин 16 заклиниваются между штангой и шпинделем. Штанга бура получает движения подачи и вращения. Бурение возобновляется. Для извленения инструмента из скважины EvamiK 12 поворачивается так, чтобы левый по чертежу упор занял положение между плоскостями тяги и корпуса, препятствуя перемещению тяги и концов рычагов 3 влево от среднего положения, а правый упор, наоборот, вышел из промежутка между тягой и стенкой корпуса, обеспечивая движение тяги и концов рычагов 3 в сторону требуемог движения бура. В этом случае колодки 4 ко тактируют со штангой бура, соеди&ая штанг со шпинаелем. Вместе с поворотом валика 12 перекпюнается вращение ходовых винтов на обратно При повороте валика 12 (если тяга б в эт время не находитс51 в своем среднем полож нии) ЮДИН из упоров может не войти в свое гнеадо. Поэтому связь валика 12 с механи мом управления станком (или с pyKOsrrKOfl управления) вьшолняется упругой. Прн п вороте рукоятки упоры с валиком 12 остаются Б положении выжидания, ynpjrroro оиираясь из упоре на тягу. Как тяг занимает среднее поножение, упоры импульф но занимают своё новое t положение. npcotecc соединения иразъеданенвашганги бура со шпинделем ащ извЯечешш инструмента иа скважины аналогичен прооессу бурения. Данное устройство обеспечивает врашательное бурение без ограничения глубины и направления его. Усгройствоможетиспользоватьсяивсгааках со спаранньтми буровыми головками, осуществляющими непре вную пода или извлеченнэ инструмента при ограниченной длине ходовых винтов. Формула изобретения 1. Устройство для подачи и вращения бурового става, содержащее корпус, внутри которого размещены подающий мexaниз кинематически связанный с колодками механиз. ма захвата, распопожеинымившоивдвле, имеюн щем зубчатое колесо редуктора механизма врашь кия, о тличающеес я тем, ч то, с целью обеспечения работы устройства без использования дополнительного вида энергии, механизм выполнен в вяде{Т-обрааныхрычагов, шаршфно устанрвленньгх в прорезях, которые выполнены в шпинделе, при этом малые плечи рычагов, (параллельные оси шпивдвля, несут колодки, длинное плечо мере-з втулку, упорный подшипник и тягу, взаимодейс гауюшую с одним иа двух разносфиентированных упоров ограничения перемещения тяги, свяаано с гайкой винтового механизма подачи; а в I механизме вращения на внутренней поверхности шпинделя выполнены торцовые скосы и клиновые в поперечном сечении канавки, в которых посредством сквозной втулки с то щовыми выступами установлены шарию, при этом втулка размешена между скосами шпинделя и закреплена в последнем пружиной кручения. 2. Устройство по п. 1, отличающ е в с я тем, что упоры установлены на шлииеЬоЙ валик, пропущенный через корпус и соединенный с рукояткой управления через упругий элемент. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР hfe 229379, кл, Е 21 С 1/QO, 1960. 2. Сафохин Л. С. и др. Машины и инструмент для бурения скважин в угольных шахтах. М., Недра, 1972, с. 79-82.