Штангодержатель бурового станка Советский патент 1982 года по МПК E21B19/10 

(54) ШТАНГОДЕРЖАТЕЛЬ БУРОВОГО СТАНКА

. Изобретение относится к горной щзомышленности, в частности к буровым станкам, предназначенным для бурения взрывных и технологических скважин, и может быть использовано для создания пневмоударных буровых станков с перед ним наращиванием става штанг. Известен штангодержатель буровых станков, включающий корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых устаиов лены с возможностью радиального перемещения зажимные кулачки буровой щтанги и поршневой привод 1 . В ЭТОМ станке используется заднее наращивание става штанг, .а штангодержатель служит для удержания става шта от падения при спуско-подъемных опера циях,, причем рабочая площадь поршнящтангрдержателя, работающая на включе ние вьшолнена большей, чем его площад работающая на выключение. Поэтому в последнем случае усилие, развиваемое поршнем, часто бывает недостаточным для срыва его конического раструба с зажимных кулачков. Кроме того, из-за заштыбовки зажимных кулачков в гнездах гильзы разжимное усилие, развиваемое пружинным кольцом, бывает недостаточным для их разжима. Отмеченные недостатки снижают производительность бурения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является штангодержатель бурового станка, включающий корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения, зажимные кулачки буровой штанги, эле1мент включения зажимных кулачков с поршневым приводом 2} . Недостатк.ом известного штангодержа- теля является малый срок службы, недостаточная надежность б работе и производительность. Цель изобретения - повышение надежности в работе и производительности, а также увеличение срока службы.

Для достижения поставленной цели в штангодержателе. бурового станка, включающем корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещен1& зажимные кулачки буровой штанги, кольцо включения зажимных кулачков с поршневым приводом, корпус снабжен кольцевыми выступами, на которых установлен составной поршень с внутренней ступенчатой рабочей поверхностью и торцовыми поверхностями скольжения, охватывающими кольцо включения зажимных кулачков. Кроме того, между торцовыми поверх ностями скольжения порщня и кольцом включения установлены антифрикционные прокладки, а внутри одного из кольцевых выступов корпуса установлено храповое устройство. В щтангодержателе кулачки соединены с кольцом включения посредством наклон ных пазов скользящего замка, например Т-образного, и рабочие кромки щипов зажимных кулачков, контактирующих со щтангой, выполнены в виде отрезков вин товой линии, причем половина их направл но влево, а другая половина - вправо. На фиг. 1 приведен щтангодержатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка рабочей поверхности зажимного кулачка. Штангодержатель состоит из корпуса 1 с крыщками 2 и 3, снабженными выступами 4 и 5, на которых установлен составной поршень 6, разделяющий по лость корпуса на камеры включения 7 и выключения 8. Причем наружные диа- метры выступов выбраны так, чтобы .рабочая площадь составного порщня, работающая на включение, была меньше, чем его рабочая площадь, работающая на выключение. С этой.целью на выступе 4 с больщим наружным диаметром установлена меньшая ступень 9 составного порщня 6, а на выступе 5 с меньшим наружным диаметром .установлена больша ступень 1О составного поршня.. Поэтому внутренняя посадочная поверхность составного поршня выполнена в виде ступен чатого цилиндра Внутри составного г поршня помещено кольцо 11 включения, контактирующее с торцовыми поверхностями 12 и 13 скольжения, вьшолненными внутри составного порщня 6, охватывающие его через антифрикционные прокладки 14 и 15. Вместо них могут быть установлены шариковые упорные подшипники. На чертежах это решение не

показано. Кольцо включения кинематичес связано с зажимными кулачками 16 посредством наклонных пазов скользящего замка, например Т-образного. Зажимные кулачки помещены в окна гильзы 17. Шипы на рабочей поверхности зажимных кулачков, контактирующие со щтангой 18, выполнены в виде отрезков винтовых линий, половина которых направлена влево, а другая половина - вправо (фиг. 3). Гильза установлена в радиально-упорных подшипниках 19 и 20, помещенных в крышках 2 и 3 и кинематически связана с крыщкой 2-храповым устройством 21, Штангодержатель работает следующим образом. Для зажима штанг энергоноситель подается в камеру 7 выключения. При этом усилие, действующее на меньшую рабочую площадь поршня 6, передается через антифрикционную прокладку 14 кольцу 11 включения. Последнее, перемещаясь вместе с порщнем вниз (по чертежу), заставляет своими наклонными пазами радиально перемещаться зажимные кулачки 16, осуществляя зажим става штанг 18. При наращивании става очередная штанга, захваченная ведущим патроном вращателя бурового станка, медленно подводится с вращением к ставу штанг, удерживаемого штангодержателем. В конце хода свинчивания став штанг вместе с зажимными кулачками 16, кольцом 11 включения и гильзой 17 приобретают без удара скорость вращения наращиваемой щтанги. При этом составной поршень 6 остается неподвижным, так ка.к межцу ним и кольцом включения установлена антифрикционная прокладка 14, играющая роль подшипника скольжения (возможна, установка подшипника качения), что предохраняет уплотнительные элементы поршня от излишнего износа, способствуя повышению срока службы штангодержателя. Возможность проводить операцию наращивания без остановок вращателя б фового станка повыщает про- изводительность бурения. При развинчивании става щтанг вращатель реверсируется. В этом случае став щтанг, удерживаемый щтангодержателем, остается неподвижным, так как храповое устройство 21, встроенное между гильзой 17 и выступом 4 крышки 2, стопорит обратное вращение става штанг, что позволяет развинчивать став штанг непосредственно вращателем и также способствует повыщению производительности бурения. При развинчивании става штанг вращатель реверсируется. В этом случае став штан удерживаемый штангодержателем, остается неподвижным, так как храповое уст ройство 21, встроенное между гильзой 17 и выступом 4 крышки 2, стопорит обратное вращение става щтанг, что позволяет развинчивать став штанг непосредственно вращателем, а также способствует повьшдению производительности бурения. Для выключения штангодержателя энергоноситель подается в камеру 8 выключения. При. этом усилие, действуюшее на большую ступень Ю составного поршня 6, передается через антифрикционную прокладку 15 кольцу 11. Последнее перемещаясь вместе с поршнем вверх (по чертежу), заставляет при наличии наклонных пазов Т-образного соединения кольца с зажимными кулачками раздвигаться зажимным кулачкам 16, освобождая тем самым став щтанг 18. Жесткая кинематическая связь зажимных кулачков с кольцом 11, осуществляемая наклонными Т-образными замковыми соединениями, повышает надежность работы штангодержателя, особенно при заштыбовке кулачков в окнах гильзы. Этому же способствует то, что рабочая площадь поршня, работающая на выключение, боль ше, чем рабочая площадь порщня, работающая на включение, что повыща1ет надежность срыва кольца с зажимных кулачков. С целью повышения надежности захвата става штанг штангодержателем насечка на рабочей поверхности зажимных кулачков выполнена в виде отрезков винтовых шипов. Причем на одной половине рабочей поверхности кулачка шипы направ лены вправо, а на другой ее половине влево. При этом увеличивается ширина стружки среза металла со штанг шипами кулачков, что уменьшает вероятность проскальзывания кулачков по штанге и повышает их долговечность. Встречное направление .винтовых шипов на кулачках 9 16 обеспечивает надежность захвата штанг при любом направлении вращения. Формула изобретения 1.Штангодержатель бурового станка, включающий корпус, гильзу с радиальными окнами, в которых установлены с возможностью радиального перемещения зажимные кулачки буровой щтанги, кольцо включения зажимных кулачков с поршневым приводом, отличающийся, тем, что, с целью повышения надежности в работе и производительности бурения, корпус снабжен кольцевыми выступами, на которых установлен поршень привода, при эфом поршень вьшолнен составным с внутренней ступенчатой рабочей поверхностью и торцовыми, поверхностями скольжения, охватьшающими кольцо включения зажимных кулачков. 2.Штангодержатель по п. 1, о т л и чающийся тем, что между торцовыми поверхностями скольжения поршня и кольцом включения установлены антифрикционные прокладки. 3.Штангодержатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутри одного из кольцевых выступов корпуса установлено храповое устройство. 4.Штангодержатель по п.1, отличающийся тем, что зажимные кулачки соединены с кольцом включения посредством наклонных пазов. 5.Штангодержатель по п. 1, о т л и ча. ющийся тем, что рабочие кромки зажимных кулачков, контактирующих со штангой, вьшолнены в виде отрезков винтовых линий, причем половина их направлена влево, а половина- вправо. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 17О022, кл. Е 21 С 1/ОО, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР №182626, кл. Е 21 В 3/02, 1964 (прототип).

,L

Фг«./ Л-Л

18

Фи&1