Манипулятор шнекобуровой машины Советский патент 1981 года по МПК E21B19/14 E21C27/22 

Изобретение относится к горному делу, а именно к шнекобуровым машинам, применяемым преимущественно на открытых разработках.

Известна конструкция манипулятора, включающая электромагнитные пбдхваты, щарнирно связанные опорами-стойками, цилиндр для поворота подхватов-рукояток и привод осевого движения подхватов, вылолненный в виде двух электродвигателей с редукторами 1.

Однако эта конструкция не может быть применена при циклической схеме работы щнекобуровой мащины вследствие значительных размеров, так как поворот подхватоврукояток на угол, близкий 90° (по вертикали), в такой конструкции не реализуется, т.е. эта конструкция целесообразна только для обеспечения работы шнекобуровой iviaШины по совмещенной схеме - когда на мащине отсутствует накопитель-магазин.

Известен также манипулятор шнекобуровой машины, предназначенный для монтажа и демонта1жа бурового става, включающий установленные на раме опоры, связанные между собой валом и снабженные подхватами, и приводной цилиндр, шарнирно связанный с одной из опор 2.

Основным недостатком этого манипуля-, тора является невысокая точность ориентирования щнековых секций подхватами, что снижает скорость проведения монтажа и 5 демонтажа бурового става.

Цель изобретения - повышение точности ориентирования шнековых секций бурового става.

Поставленная цель достигается тем, что

to в манипуляторе, шнекобуровой машины, включающем установленные на раме опоры, связанные между собой валом и имею-, щие подхват, и приводной цилиндр, шарнирно связанный с одной из опор, подхват

5 снабжен шарнирно установленной подпружиненной скобой и затвором, имеющим палец, который установлен с- возможностью размещения в пазу, выполненном в скобе. На фиг. 1 - шнекобуровая машина с устройством для монтажа и демонтажа бурового става, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - щнекобуровая машина, вид сбоку; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3 (показана только часть устройства для монтажа и демонтажа бурового става); на фиг. 5 - узел I на фиг. 2. Манипулятор шнекобуровой машины включает в себя подхваты 1, связанные шарнирами 2 с опорами 3, и опорную раму 4, содержащую стойки 5. Опоры 3 через штифты 6 и кронштейны 7 связаны между собой (по враш.ательному движению) посредством синхронизируюш,его полого вала 8, шток 9 цилиндра 10 соединен с одной из опор 3 и предназначен для их поворота. Каждыйиз подхватов 1 снабжен скобой 11 (фиг. 2 и 5), соединенной пружи-ной 12 с подхватом 1 и укрепленной на нем шарниром 13, скоба 11 выполнена с ограничительным выступом 14 (фиг. 5), взаимодействуюш.им с подхватом 1 И с пазом 15 под палец 16 затвора 17, смонтированного на подхвате 1. Каждая опора 3 (их также две) посредством шарнира 18 укреплена на дополнительной стойке 19 а на выступаюш.их концах пальцев шарниров 18 свободно укреплен вал 8. Стойки 19 снабжены выступами 20 (фиг. 2), которые посредством тяги 21 и шарниров 22 и 23 соединены с подхватами 1. Шнекобуровая машина может включать шнековые секции 24, врашаемую и подавае мую на забой 25 (фиг. 3) буровую каретку 26 со шпинделем 27, накопитель 28 для складирования секции 24 и кран-укосину 29 с крючком 30 для передачи секций из накопителя в цилиндрическое ложе 31 (фиг. 5) подхвата 1 и обратно. Вдоль рабочего борта (уступа) 32 машина перемещается на лыжах 33. Цилиндр 10 укреплен на шарнире 34. Палец 16 выдвигается посредством пружины 35 и расположен в сердечнике 36, образующем вместе с соленоидом 37 электромагнит. Цилиндр 10 выполнен с демпфирующей полостью (не показана), так как это применяют в ряде случаев в технике гидропривода, с целью уменьшения динамики взаимодействия секций 24 шнеков с буровой платформой при укладке их на последнюю. Расположение шарниров 18 и 22, а также наличие шарнирной связи тяги21 с под} ватами 1 и выступами 20 стоек 19 обеспечивает совмещение операции подъема (опускания) секции 24 посредством подхватов 1 с ее поворотом, что сокращает длину траектории перемещения секций подхватами. В раме 4 с возможностью поворота по вертикали размещена буровая платформа 38, жестко связанная со стойкой 19. Устройство работает следующим образом. Для монтажа очередной секции 24 из накопителя 28 в линию бурового става, т.е. из положения а в положение б (фиг. 2), посредством крана 29 (для данной конструкции шнеко-буровой машины) подают секцию 24 в положение б, совмешая время выполнения этой операции со временем забуривания бурового става в забой 25 (в борт 32) на длину секции 24. Это реализуется просто и отведенного для этой операции времени достаточно, так как от положения а до положения б очень небольшое расстояние (по длине траектории перемешения секции 24) с небольшим перепадом уровней. За время, пока каретка 26 отсоединяется от бурового става и отводится в крайнее заднее положение (фиг. 1), выполняют следуюш,ие операции: при укладке секции 24 в ложе 31 (фиг. 5) подхвата 1 скоба Г1 под воздействием веса секции 24 утапливается вниз (положение подхвата 1(1), показанное пунктирной линией на фиг. 2 и сплошной линией на фиг. 5), вращаясь на шарнире 13 и растягивая пружину 12 до тех пор, пока не войдет во взаимодействие с цилиндрической поверхностью вала секции 24. В этот момент паз 15 устанавливается точно против пальца 16,; затвора 17, и под воздействием пружины 35 последний фиксирует в этом положении скобу 11. Вследствие этого несущий вал шнековой секции 24 плотно охватывается скобой II и ложей 31 подхвата 1. Сигналом, информирующим о запирании пальца 16, включается в работу цилиндр 10 (фиг. 2) и шток 9, втягиваясь в него, поворачивает одну из опор 3, а вместе с ней синхронно через вал 8, кронштейны 7 и штифты 6 и другую опору 3 по радиусу Ri . Тяга 21 при этом вращается по радиусу R. После соприкосновения секции 24 (в положении в) с днищем платформы 38 скобы 11 разгружаются от воздействия на них составляющей силы тяжести секции 24 (момент соединения этой секции со щпинделем 26 и забуренной в борт 32 частью бурового става используют в качестве сигнала для подачи напряжения электрического тока в соленоид 37 и втягивания сердечника 36 с пальцем 16 в него) и м.огут быть посредством электромагнита 17 и пружины 12, легко возвращены в открытое положение (фиг. 5). После этого выполняют бурение на длину секции шнека, и одновременно выдвигая шток 9, устанавливают подхваты 1 со скобами 11 в исходную (б) позицию, подают, как описано выше, очередную секцию 24 из положения а в положение б, включают шток 9 на вт ц-ивание и в момент отвода каретки от бурового става опускают секцию, в образовавшийся проем и т.д. Демонтаж секций осуществляют в порядке, обратном выше описанному. Вследствие относительной жесткости устройства и описанной кинематики шнековые секции по кратчайшей траектории перемещаются из положения о в положение б и строго (жестко) в нем фиксируются для обеспечения операции подсоединения к буровому ставу (положение б).То же самое полностью относится к операции демонтажа. Исключается возможность отклонения оси шнековой секции от оси бурового става и несовпадение по соединительных замков шнековых секций. Расчетами определено, что все это вместе взятое сокраш,ает длительность операций монтажа и демонтажа секций става на 12- 15%, что обеспечивает увеличение производительности на 16-20% в зависимости от диаметра секций.

Формула изобретения

Манипулятор шнекобуровой машины, включающий установленные на раме машины опоры, связанные между собой валом и имеющие подхваты, и приводной цилиндр, шарнирно связанный с одной из опор, отличающийся тем, что, с, целью повышения точности ориентирования шнековых секций бурового става, подхват снабжен шарнирно установленной подпружиненной скобой и затвором, имеющим палец, который установлен с возможностью размещения в пазу, выполненном в скобе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 541979, кл. Е 21 С 1/14, 1977.

2. Патент США № 2846093, кл. 214-130, 1958 (прототип).

/,

Фиг. 2 ,2 /лУ/Ч .