Буровая установка с автоматическим выбором режимов бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B3/03 E21B6/00 E21B44/00 

(54) БУРОВАЯ УСТАНОВКА С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫБОРОМ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ

относится к горной

Изобретение в частности к буровым промышленности, установкам.,/

Известен вращатель бурового станка, содержащий корпус, ведущее зубчатое колесо, шпиндель сателлиты-дебалансы; крестообразное водило, зубчатое колессн коронку,: соединенную с корпусом через фрикцион 11 } .

Однако в этом устройстве для автоматического изменения скорости шпинделя в процессе бурения необходима пробуксовка фрикциона в течеине всего вр&мени работы, что приводит к дополнительным потерям энергии на трение, вызывает сильный нагрев, износ и выход фрикциона из строя.

Известен инерционный привод бурового станка, содержаший двигатель, зубчатую передачу, сателлиты-дебалансы, с солнечной шестерней, шпиндель, дискволило, с демпферами и регулировочный пвигатель. Вращение от двигателя через зубчатую муфту и декшфер, а также от

регулировочного двигателя через импульсный возбудитель передается через шпиндель f 2 1 .

Данная конструкция не обеспечивает автоматического выбора режима работы при изменении крепости буримых пород, так как в ней не предусмотрено автоматическое измерение оборотов регупирс вочного двигателя.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности и достигаемому результату является буровая установка с автоматическим выбором режимов бурения, содержашая двигатель, редуктор, штангу с буровым резцом, инерционный трансформатор врашаюшвгр мо мента, импульсатор, корпусной механизм свободного хода, выходной механизм сво.бодного хода, имеюший ведомую обойму, в которой закреплены пластинчатые пружины с противовесами, храповик ж поджимающее устройство З .

Недостатком этого врашателя является иеодновременное вступление всех пружиняших пластин в работу, что приводит к большим нагрузкам на каждую зацепи&шуюся пружинящую пластину и быстрому выходу ее из строя, так как из-за неточности изготовления одна или две пластины BctynaiQT в работу первыми и ввиду большой жесткости воспримут на себя всю нагрузку. Целью изобретения является повышение эффективности процесса бурения пу тем рационального использования подводи мой мощности и увеличение долговечност установки. Для достижения поставленной цели в буровой установке с автоматическим выбором режимов бурения, содержащей двигатель, -редуктор, щтангу у буровым резцом, инерционный трансформатор вращ юшего момента, импульсатор, кфпусной механизм свободного хода, выходной механизм свободного хода, имеющий ведомую обойму, в которой закреплены пластинчатые пружины с противовесами, храповик и поджимающее, устройство, выходной механизм свободного хода снабжен упорами, щарнирно закрепленными в ведо мой обойме с зазором относительно плас тинчатых пружин со стороны противовесов, которые выполнены в виде трапецеидальных пластин, при этом часть протиг вовесов ориентирована на пластинчатых пружинах большим основанием к щарниру остальные - меньшим. На фиг. 1 показана принципиальная схема буровой устано 5ки; на фиг. 2 выходной механизм свободного хода; на фиг. 3 - схема установки протнв1Овесов на пластинчатой пружине; на фиг. 4 , вид А на фиг. 3 (два варианта исподне ния); на фиг. 5 - корпусной механизм свободного хода. Буровая установка содержит двигател 1, инерционный трансформатор 2 врашающего момента, состоящий из корпуса 3 импульсатора 4, корпусного 5 я выходно го 6 упругих микрохраповых механизмов свободного хода с пластинчатыми пружин ми 7, редуктор 8, щтангу 9 с буровым резцом iO, импульсатор 4 выполнен в виде планетарного ряда, включающего эпициклическую шестерню 11, связанную с валом двигателя, сателлиты с неУравновещенными грузами 12, солнечную шестерню, выполненную заодно с промеж точным валом 13. На промежуточном ва лу 13 жестко закреплены храповики 14 и 15 соответственно корпусного и выходного механизмов свободного хода. Вы . холной механизм свободного хопа 6 своей ведомой обоймой 16 через. редуктор и штангу 9 связаны с буровым резцом 1О, а корпусный механизм 5 свободного хода своей ведомой обоймой 17 жестко связан с корпусом 3 инерционного трансформатора. Упругими элементами механизмов 5 и 6.свободного хода являются пластинчатые пружины 7 криволинейной формы, , шарнирно закрепленные на оси 18 и ведомых обоймах 16 и 17 механизмов 5 и 6 свободного хода и поджимаемые к храповикам 14 и 15 поджимным устройством. Шаг расположения пластинчатых пружин кратен щагу расположения зубьев храповика. Для уравновешивания центробежных сил пластинчатые пружины выходного механизма свободного хода снабжены противовесами 19, которые при оп-. ределенных деформациях пластинчатой пружины имеют возможность взаимодействовать с ограничителями 2О, закрепленными жестко в ведомой обойме 17 выходного механизма свободного хода. Противовесы 19 через установочные отверстия 21 жестко крепятся к пластинчатой цружине 7, например с помощью заклепок, причем часть противовесов установлена большим основанием к шарниру, остальные - меньшим. Устройство работает следующим образом. Двигатель 1 вращает эпициклическую шестерню 11, которая приводит во вращение сателлиты с неуравновешенными грузами 12. Неуравновешенные грузы при вращении создают на промежуточном валу 13 знакопеременный момент. Момент знака (прямой) передается на выходной механизм 6 свободного хода, на редуктор 8 и далее на штангу 9 и буровой резец 10. Момент другого знакп (обратный) через корпусной механизм 5 .свободного хода замыкается на корпус 3.. Выбор выходного крутящего момонта в зависимости от крепости буримых пород обеспечивается автоматичностью инерционного трансформатора. В области средних передаточных отнощений в виду наибольших деформаций пластинчатых пружин выходного механизма свободного хода противовесы 19 пластинчаты; пружин 7 упираются в ограничители, жесткость каждой пластины и всего механизма свободного хода увеличивается, выходной момент уменьшается, В диапазоне передаточных отношений, близких к максимальным, части пластинчатых пружин 7 выходного механизма свободного хода с противовесами, установленными больщнм основанием к шарниру, отжимаются центробежными силами, количество пластинчатых пружин, вступающих в работу, уменьщается, м&ханизм свободного хода становится менее жёстким, выходной момент увеличивается. В каждом механизме свободного хода все пластинчатые пружины одновременно вступают.в. работу (это обеспечивается краткостью шага расположения пластинча тых пружин шагу расположения зубьев храповиков), что снижает нагрузки на одну пластину, а значит повышает долговечность и надежность всей установки. Применение предложенного устройства позволяет выбирать автоматически оборот, щтанги при изменении момеигеа сопротивления на буровом резце, увеличить диапазон регулирования оборотов буровой щтанги, увеличить интенсивность бур&ния за счет подачи на штангу импульсного момента, сократить затраты электроэнергии, облегчить эксплуатацию машины. .ь „ Формула изобретения 1 ., 1. Буровая установка с автоматичесКИМ выбором режимов бурения, содержа90 щая двигатель, редуктор, штангу с буровым резцом, инерционный трансформатор вращающего момента, импульсатор, корпусный механизм свободного хода, выходной механизм свободного хода, имеющий ведомую обойму, в которой закреплены пластинчатые пружины с противовес сом, храповкк и поджимающее устройство, от л и ч а ю щ а я с я тем, что. с целью повышения производительности бурения, выходной механизм свободного хода снабжен упорами, шарннрно закрепленными в ведомой обойме с зазором OTW носительно пластинчатых пружин, со Роны противовесов, которые вьшолнены в виде трапецеидальных пластин, прн этом часть пропгивовесрв ориентирована на пластинчатых пружинах большим основанием к шарниру, остальные - меньшим. 2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что шар расположения пластинчатцх пружин кратбн шагу расположения зубьев храповика. Источники информации, принятые ВОвнимание при экспертизе 1. ABTqpcKoe свидетельство СССР № 253698, кл. Е 21 В 3/02, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР b 368382, кл. Е 21 В 3/02, 197О. S« Авторское свидетельство СССР 566928, кл. Е 21 В 3/02 1977 проуотип).

Фиг.2

Вид Л

fS

BuSA

Id

Фаъ.