Стенд для имитации процесса бурения горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21C27/22 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИМИТАЦИИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к машиностроению горных машин и может быть использовано при проведении динамических испытаний исполнительного органа проходческого комбайна в условиях лаборатории или цеха на прочность, надежность и долговечность. Известен стенд для испытаний исполнительного органа проходческого комбайна, включающий основание, на котором смонтировано нагружающее устройство, имеющее элемент для связи с исполнительным органом проходческого комбайна 1. Известный стенд предназначен для обеспечения возможности проведения испытаний трансмиссии привода исполнительного органа с изменением угла наклона оси вращения исполнительного органа и не может быть использован для воспроизведения динамических нагрузок, возбуждаемых в трансмиссии привода в процессе бурения. Наиболее близким по технической сущности из известных является стенд для испытаний исполнительного органа проходческого комбайна, включающий основание, на котором смонтировано нагрузочное устройство, имеющее элементы для связи с валом исгголнитечаьного органа проходческого комбайна и фрикционный диск 2. Недостатком этого устройства является недостаточное приближение условий испытаний к действующим нагрузкам. Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальному нагружению исполнительного органа проходческого комбайна и обеспечение варьирования этими условиями. Для достижения поставлен.ной цели нагрузочное устройство снабжено насаженными на фрикционный диск фрикционным маятником со стержнем, осью с кулачком и шестерней, входящей в зацепление с другой шестерней, закрепленной на валу исполнительного органа, соединенного с фрикционным диском, и толкателем с направляющими, при этом один конец толкателя имеет упор и ролик, контактирующий с кулачком, другой - подпружиненный полый цилиндр, шарнирно соединенный с ним, а на толкателе между упором и направляющими установлена пружина. На фиг. 1 представлен предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. I.

На основании 1 стенда устанавливается проходческий комбайн 2, имеющий стрелу исполнительного органа с валом 3.

Стенд имеет опоры 4, выполненные в стакане 5, и фрикционные диски 6 и 7, установленные на валу 3 исполнительного органа. Диск 7 связан со стаканом пружинами 8, 9 и 10. На фрикционный диск 6 насажен фрикционный маятник 11, стержень 12 которого установлен в направляющих, выполненных в виде подпружиненного полого цилиндра 13. Цилиндр 13 шарнирно соединен с толкателем 14, установленным в направляющих 15. На толкателе имеется пружина 16, один конец которой связан с направляющими 15, а другой - с упором 17, закрепленным на толкателе 14. Na консольном конце толкателя 14 закреплен ролик 18, контактирующий с кулачком 19, который насажен на валу 20, имеющем также щестерню 21, находящуюся в зацеплении с шестерней 22, установленной на валу 3.

Стенд работает следующим образом.

Вращение вала 3 редуктора проходческого комбайна со скоростью ср передается через шестерни 22 и 21 на кулачок 19, который приводит в движение в направлении оси толкатель 14. Вращающийся фрикционный диск 6 с фрикционным маятником 11 образуют пару трения и при вращении ротора между ними возникает момент трения. Кроме того; вращающийся

фрикционный диск 6 с фрикционным диском

7 также образует пару трения. Фрикционный диск 7 подвешен на пружинах 8 и 9, торец его упирается на пружину 10. Под воздействием момента трения возникают автоколебания фрикционного маятника 11, а также фрикционного диска 7. Кулачок 19 посредством толкателя 14 создает периодическую силу, действующую на фрикционный маятник 11. Под действием вертикальной составляющей этой силы возникают параметрические колебания маятника 11, при движении которого в направляющих 13 создается радиальное усилие. Момент трения имитирует реакцию породы на вращательное движение, сила упругости пружины 10 - на поступательное. Радиальное усилие имитирует действие боковых упругих сил со стороны породы.

Предлагаемое устройство позволит более эффективно расширить динамические возможности имитационного устройства, так как амплитуда периодического воздействия зависит от соотношения максимального и минимального значений радиуса кулачка 19 и, варьируя им, можно добиться вибраций различной интенсивности, а путем изменения передаточного числа шестерен 21 к 22 можно подобрать частоту периодического воздействия.

Таким образом, устройство создает возможность регулирования частотой и интенсивность колебаний динамических усилий.

Формула изобретения

Стенд для имитации процесса бурения горных пород, включающий основание, на котором смонтировано нагрузочное устройство, имеющее элементы для связи с валом исполнительного органа проходческого комбайна и фрикционный диск, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальному нагружения исполнительного органа проходческого комбайна и обеспечения варьирования этим условиями, нагрузочное устройство снабжено насаженными на фрикционный диск фрикционным маятником со стержнем, осью с кулачком и шестерней, входящей в зацепление с другой шестерней, закрепленной на валу исполнительного органа, соединенного с фрикционным диском, и толкателем с направляющими, при этом один конец толкателя имеет упор и ролик, контактирующий с кулачком, другой - подпружиненный полый цилиндр, шарнирно соединенный с ним, а на толкателе между упором и направляющими установлена пружина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 688614; кл. Е 21 С 27/22, 1978 (прототип) . 3 о о о о у///////////////////////// фиг.1