Сверло для бурения горных пород Советский патент 1980 года по МПК E21B3/00 

(54) СВЕРЛО ДЛЯ БУРЕНИЯ ГОРНБ1Х ПОРОД

I

Изобретение относится к горному делу.

По основному авт. св. № 507699 известно сверло для бурения горных пород, содержащее связанный с механизмами вращения и подачи полый щпиндель с резьбой на внутренней стороне, несущий элемент, передающий вращение от него штанге, и соединенный с хвостовиком щтанги резьбовой элемент, и находящийся в зацеплении с его резьбой и поступательно перемещающийся вместе со щтангой при вращении щпинделя, а также приспособление для удержания JQ резьбового элемента в момент перехвата щтанги, выполненное в виде гибкого вала, соединяемого одним концом с хвостовиком щтанги при помощи разъемной муфты, разъединяемой при взаимодействии щтанги с буримой породой и соединяемой при обратном 15 ходе щпинделя.

Цель изобретения - увеличение долговечности и повыщение надежности действия сверла путем ограничения усилия вытягивания щтанги из щпура.

Цель достигается тем, что гибкий вал выполнен разъемным из двух частей и снабжен дополнительной муфтой, раъединяемой при обратном ходе щпинделя под действием осевого усилия.

На фиг. 1 изображено предложенное сверло, положение, соответствующее моменту вытягивания щтанги из щпура, когда усилие вытягивания не превыщает допустимой величины; на фиг. 2 - то же, положение, соответствующее моменту вытягивания щтанги из щпура, когда усилие вытягивания превыщает допустимую величину; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 1.

Сверло содержит механизм 1 вращения и подачи, полый щпиндель 2 с резьбой на внутренней стороне, патрон 3, буровую щтангу 4, резьбовой элемент 5 и гибкий вал 6.

Гибкий вал 6 состоит из втулки 7, наконечника 8 и жестко соединенного с ним водоподводящего шланга 9, являющегося собственно гибким валом. Наконечник 8 соединен с втулкой 7 с возможностью вращения. Полумуфта 10 выполнена с выступами 11, входящими в продольные пазы 12 втулки 7, благодаря чему полумуфта 10 имеет возможность осевого движения относительно втулки 7, а их взаимное вращение исключено. Полумуфта 10 и наконечник 8 несут на своих торцах кулаачки 13 и 14, а пружина 15 удерживает их в состоянии зацепления. Резьбовой элемент 5 и втулка 7 также имеют на своих торцах кулачки 16 и 17, которые удерживаются в состоянии зацепления пружиной 18. Хвостовик 19 штанги 4 снабжен буртиком 20, торцовая поверхность 21 которого контактирует с торцовой поверхностью 22 полумуфты 10. Резьбовой элемент 5 закреплен на хвостовике 19 штанги 4 с возможностью вращения и осевого движения. В исходном положении резьбовой элемент 5 и втулка 7 гибкого вала 6 соединены между собой кулачками 16 и 17 под действием сжатой пружины 18, а полумуфта 10 соединена с наконечником 8 кулачками 13 и 14 под действием сжатой пружины 15. Таким образом, в исходном положении резьбовой элемент 5 удерживается от врашения гибким валом 6. В момент бурения, когда шпиндель 2 двигается на забой (на чертеже справа налево) пружина 18 сжимается под действием реакции забоя, штанга 4 сдвигается до упора в резьбовой элемент 5, а кулачки 16 выходят из зацепления с кулачками 17. Поэтому в момент бурения резьбовой элемент 5 вращается вместе со шпинделем 2, а гибкий вал 6, будучи отсоединенным от резьбового элемента 5, остается неподвижен. Полумуфта 10 и наконечник 8 при этом соединены между собой под действием сжатой пружины 15. При обратном ходе шпинделя (при перехвате штанги) под действием пружины 18 резьбовой элемент 5 и гибкий вал 6 соединяются Своими кулачками 16 и 17 и штанга 4 вьщвигается из шпинделя 2. Полумуфта 10 и наконечник 8 соединяются между собой под действием сжатой пружины 15. Для вытягивания штанги 4 из пробуренного Шпура шпинделю 2 сообщается обратное вращение и обратный ход. Под действием пружины 18 резьбовой элемент 5 и невращающийся гибкий вал 6 соединяются своими кулачками 16 и 17. Штанга 4 втягивается в шпиндель 2, если реакция забоя (или усилие, необходимое для вытягивания штанги из шпура, или усилие, с которым шпур удерживает штангу при вытягивании ее из шпура) не превышает усилия сжатой пружины 15. Усилие вытягивания штанги 4 (реакция забоя) прикладывается к торцовым поверхностям 21 и 22 соединения хвостовика 19 с гибким валом 6. Поэтому усилие пружины 15 рассчитывается (выбирается) таким, чтобы равное ему усилие вытягивания штанги из шпура не приводило к заеданию и быстрому износу поверхностей 21 и 22, а также к образованию на поверхностях 21 и 22 чрезмерно большого момента трения. при котором происходит закручивание гибкого вала 6. Если в какой-то момент при вытягивании штанги из шпура реакция забоя превышает усилие пружины 15, то она сжимается под действием этой реакции забоя (реакция забоя направлена в сторону, противоположную движению штанги), и кулачки 13 выходят из зацепления с кулачками 14. Таким образом, наконечник 8 и водоподводяший шланг 9 оказываются отсоединенными от втулки 7. В этот момент втулка 7, резьбовой элемент 5, шпиндель 2 и штанга 4 вращаются вместе, взаимное скольжение поверхностей 21 ч 22 исключено, наконечник 8 и .водоподводящий шланг 9 не, вращаются. Штанга 4 при этом не втягивается в шпиндель 2. Реакция забоя при вытягивании штанги из шпура (усилие вытягивания штанги) определяется силами трения штанги и коронки о стенки шпура, а также количеством буровой мелочи, находящейся между штангой и стенками шпура. Вращение щтанги в этот момент обеспечивает удаление из шпура излишней буровой мелочи и уменьшение сил трения штанги и коронки о стенки шпура. Поэтому благодаря вращению штанги реакция забоя, превысившая допустимое значение, быстро уменьшается до величины, на которую рассчитана пружина 15. Пружина 15 разжимается и вводит в зацепление кулачки 13 и 14. В этом случае наконечник 8 соединяется с втулкой 7, резьбовой элемент 5 останавливается и штанга 4 снова втягивается в шпиндель 2. Поверхности 21 и 22 скользят относительно друг друга, но усилие, действуюшее между ними, меньше допустимого (меньше усилия пружины 15). Таким образом, предлагаемое сверло обеспечивает снижение реакции забоя (усилия вытягивания штанги) до допустимой величины и втягивание штанги в шпиндель только при величине усилия втягивания, не превышаюшей допустимой величины. Благодаря этому соединение гибкого вала 9 с хвостовиком 19 штанг 4 (поверхности 21 и 22) предохраняется от перегрузок, что сушественно повышает долговечность сверла, а также исключает возможность закручивания гибкого вала 6, повышая тем самым безопасность труда. Формула изобретения Сверло для бурения горных пород по авт. св. № 507699, отличающееся тем, что, с целью увеличения его долговечности и повышения надежности действия путем ограничения усилия вытягивания штанги из шпура, гибкий вал выполнен разъемным из двух частей и снабжен дополнительной муфтой, разъединяемой при обратном ходе шпинделя под действием осевого усилия.

//