Амортизатор рабочего органа бурового станка Советский патент 1979 года по МПК E21B17/07 

1

Изобретение относится к буровой технике.

Известен амортизатор рабочего органа бурового станка, содержащий подвижную втулку с упругими элементами

1.

Недостатком известного амортизатора является недостаточное гашение вибраций при высоких амплитудах колебаний.

Известен амортизатор рабочего органа бурового станка, содержащий подвижную и неподвижную втулки с

фланцами и упругие элементы, установленные между вращателем и ударным инструментом 2,

Однако известный амортизатор не обеспечивает снижения частоты собственных колебаний систеь4л буровой став-вращатель, а следовательно, система не защищена от резонансного режима.

Цель изобретения - снижение ударных и вибрационных нагрузок.

Цаль достигается за счет того, что упругие элементы размещены по обе стороны фланца неподвижной втулк

и имеют высоту,

которая определяется по формуле.

-.К.Ь,

высота Упругого элемента

где Н L К длина ударного инструмента коэффициент пропорциональности длины ударной волны к длине ударного инструмента; i- коэффициент кратности высоты упругого элемента к длине ударной волны.

На чертеже изображен амортизатор рабочего органа бурового станка, продольный разрез.

Амортизатор рабочего органа бурового станка содержит неподвижную втулку 1 с фланцем, посаженную на шпиндель 2 вращателя и зафиксированную стопорным кольцом 3. Подвижная втулка 4 установлена с помощью шлицев на шпинделе. Упругие элементы 5 и 6 установлены по ,обе стороны фланца неподвижной втулки и каждый имеет высоту, определенную из соотношения

./%.

где Я - высота упругого элемента

L - длина ударного инструмента

(буровой коронки); К - коэффициент пропорциональности длины ударной волны к длине ударного инструмента (для цилиндрических тел , для тел сложной геометрии ) ;

jb- коэффициент кратности высоты упругого элемента к длине ударной волны (получен экспериментально и равен 0,0251) .

Гайка 7, навинченная на фланец подвижной втулки, имеет контрольные окна 8 и предназначена для регулировки подясатия упругих элементов.От самопроизвольного развинчивания в процессе работы гайка зафиксирована винтом 9,

Например, для амортизатора, установленного во вращателе бурового станка имеющего длину ударного инструмента (буровой коронки) 192 мм, высота упругого элемента равна 19,3 мм (Н 192 X 4 X 0,0251 19,3 мм).

Амортизатор рабочего органа бурового станка работает следующим образом.

При соударении буровой коронки с торцом пневмоударника в результате отскока ее от забоя под действием упругих сил деформации возникают ударные волны, которые по буровому ставу и подвижной втулке 4 поступают к упругому элементу 6 и частично через гайку 7 в виде волн растяжения к упругому элементу 5. Проходя через упругие элементы 5 и б, ударные волны затухают, снижая свею амплитуду, При этом высота упругих элементов 5 и 6 кратна длине ударной волны, а коэффициент кратности составляет 0,0251. Частота же собственных колебаний системы буровой став-вращатель снижается до 5-8 Гц. Отношение частоты вынужденных колебаний 20-30 Гц к

частоте собственных колебаний систеь« 5-8 Гц обеспечивает надежную работу всей системы в зарезонансном режиме.

Податливость и невысокая жесткость (800-1200 кгс/см) упругих элементов 5 и б снижгоот динамическую составляющую силы взгшмодействия ударного инструмента с забоем скважины. При этом снижают силы трения ударного инструмента о забой, а следовательно,

уменьшается износ лезвий буровой коронки. Динамическая составляющая взаимодействия ударного инструмента с забоем уменьшается в 3-3,5 и приближается к статическому усилию подачи.

Формула изобретения

Амортизатор рабочего-органа бурового станка, содержащий подвижную и неподвижную втулки с фланцами и упругие элементы, установленные между вращателем и ударным инструментом, отличающийся тем, что, с целью снижения ударных и вибрационных нагрузок, упругие элементы по обе стороны фланца неподвижной втулки и имеот высоту, которая определяется по формуле

f-i

где Я - высота упругого элемента; L - длина ударного инструмента; К - коэффициент пропорциональности длины ударной волны к длине ударного инструмента; ft- коэффициент кратности высоты упругого элемента к длине ударной волны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Горный журнал, 1972, 2, с. 58-61.

2.Авторское свидетельство СССР № 521387, кл. Е 21 С 1/06, 1976.