Устройство регулирования режимов бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B44/08 

(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к регулированию режимов ра1боты буровых машин, более конкретно к регулированию режимов шарошечного бурения по параметрам вибрации и может быть ис пользовано в других отраслях машиностроения для управления режимами работы машин по виброперемещениям элементов колеблющихся систем.

известно устройство регулирования режимов .бурения, содержащее цилиндры подачи с рабочими полостями, связанными реверсивньт гидрораспределитель с насосом и гидробаком напорной и сливной гидролиниями, предохранительный клапан с регулятором давления и задатчик частоты вращения

бурового става j.

Недостатком известного устройства является ручное регулирование режимов бурения, что не обеспечивает необходимую скорость и точность измв нения параметров процесса бурения, особенно при возникновении вибраций.

Цель изобретения -.повышение надежности и эффективности регулирования .

Указанная цель достигается тем, НТО устройство снабжено приводом за2

датчика, частоты вращения бурового става, выполненным ,в виде дополнительного цилиндра с рабочими полостями, связанными с напорной и сливной гидролиниями через два дополнительных последовательно подключенных гидроуправляемых следящих золотника, каждый из которых подпружинен со стороны ОДНОЙ из его гидроуправляющих

10 торцовых полостей, причем пружинная торцовая полость первого следящего золотника сообщена с напорной гидралинией, другая его торцовая полость с рабочей полостью цилиндра подачи,

15 а беспружинная торцовая полость второго следящего золотника связана с напорной и сливной гидролиниями через первый следя11ий золотник .

Кроме того, пружинная торцовая

20 полость второго следящего золотника сооейцена со сливной гидролинией непосредственно.

На чертеже представлена гидравлическая схема предлагаемого устройстве.

.25

Устройство регулирования режимов бурения содержит цилиндры 1 и 2 подачи с рабочими полостями 3-6, связан ными через реверсивный гидрораспределитель 7 с насосом 8 и гидробаком 9 напорный 10 и сливной 11 гидролиниями.

30 предохранительный клапан 12 с регуля тором 13 давления и задатчик 14 частоты вращения бурового става 15. Уст ройство снабжено приводом задатчика 14 частоты вращения бурового става 15, выполненным в виде дополнительного цилиндра 16 с рабочими полостя ми 1,7 и 18, связанными с напорной 10 и сливной 11 гидролиниями через два дополнительных последовательно подключенных гидроуправляемых следящих золотника 19 и 20, каждый из которых подпружинен со стороны одной 21 и 22 из его гидроуправляющих торцовых по.лостей 21-24, причем пружинная торцо вая полость 21 первого следящего золетника 19 сообщена-с напорной гидро линией 10, другая его торцовая полос 23 - с рабочей полостью 3 цилиндра 1 подачи, а беспружинная торцовая полость 24 второго следящего золотника 20 связана с напорной 10 и сливной 11 гидролиниями через первый следящий золотник 5. Пружинная торцовая полость 22 вто рого следящего золотника 20 сообщена со сливной гидролинией 11 непосредственно. . Следящие золотники 19 и 20 имеют плунжеры 25 и 26, каналы 27-38, через которые они связаны с поршневьими полостями 3 и 5 цилиндров 1 и 2 пода чи с полостями 17 и 18 дополнительно го цилиндра, с напорной гидролинией 10, с дополнительной сливной гидроли нией 39 и между собой. Кроме того, плунжеры 25 .и 26 этих золотников .19 и 20 имеют проточки 40-42 и подпружинены пружинами 43 и,.44. А в плунже ре 26 выполнен канал 45, соединяющий проточку 41 с торцовой полостью 22. Управляющая полость 23 золотника 19 связана.с реверсивным гидрораспределителем 7 через дроссель 46. Следящиё золотники 19 и 20 снабжены регулируемыми дросселями 47-50. Шток 51 дополнительного цилиндра 16 связан с ползунком 52 задатчика 14 частоты вращения бурового става 1 который закреплен на штоках 53 и 54 цилиндров 1 и 2 подачи, и ими подает ся к разрушаемому материалу 55. Устройство работает следующим образом. В процессе работы машины рабочая жидкость под давлением, установленным при помощи регулятора 13 давления- и пЕ1едохранительного клапана 12, поступает по напорной гйдролинии 10 через гидрораспределитёль 7 и дроссель 46 в поршневые полости 3 и 5 цилиндров 1 и 2 подачи. Одновременно рабочая жидкость под давлением посту пает в полости 23 и 21 и канал 27 следящего золотника 19, а также по каналу 32 и проточке 42 следящего золотника 20 через дроссель 49 в поршневую полость 17 дополнительного цилиндра 16. При этом DITOK 51 выдвигается и толкает ползунок 52 задатчи- ка 14, увеличивая частоту вращения бурового става 15, прижимаемого цилиндрами 1 и 2 подачи к разрушаемому, материалу. Одновременно из штоковой полости 18 цилиндра 16 происходит слив рабочей жидкости через канал ЗТ и полость 22 в следящем золотнике 20. Управляющая полость 24 этого золотника соединена со сливом через регулируемый дроссель 47, канал 30, проточку 40, канал 28 и дополнительную сливную гидролинию 39. В этом Состоянии устройства пружины 43 и 44 прижимают плунжеры 25-и 26 следящих золотников 19 и 20 соответственно в крайние положения. При появлении продольных колебаний .бурового става 15 штоки 53 и 54 цилиндров 1 и 2 подачисовершают продольные колебательные движения и вытесняют рабочую жидкость из поршневых полостей 3 и 5 цилиндров 1 и 2 в управляющую полость 23 следящего золотника 19. При этом плунжер 25 следящего золотника 19 совершает колебательные движения, сжимая пружину 43 и вытесняя рабочую жидкость из полости 21 в напорную гияролинию 10. Когда виброперемещения бурового става 15 превышают допустимые значения, плунжер 25 слсдяцего золотника 19, перемещаясь пропорционально виброперемещениям бурового става 15, перекрывает каналы 28 и 30, изолируя полость 24 следящего золотника 20 от дополни.тельной сливной гидролинии, и открывает .каналы 27 и 29. В этот момент рабочая жидкость под давлением поступает через канал 27, проточку 40, канал 29 и регулируемый дроссель 48 в управляюасую полость 24. При этом плунжер 26 следящего золотника 20, сжимая пружину 44, соединяет со сливом поршневую полость 17 цилиндра 16 через канал 34, проточку 41, канал 45 и полость 22. Одновременно плунжер 26. следящего золотника 20 перекрывает канал 35. и открывает канал 36, чем обеспечивает подвод рабочей жидкости под давлением в штоковую полость 18 дополнительного цилиндра 16 через Канал 32, проточку 42, канал 36 и регулируемый дроссель 50. ; В этом состоянии устройства шток 51 дополнительного цилиндра 16 перемещает ползунок 52 в сторону уменьшения частоты Вращения бурового става 15. Из поршневой полости 17 цилиндра 16 происходит слив рабочей жидкости через канал 34, проточку 41, канал 45 и полость 22. Это состояние устройства поддерживается до тех пор, пока уменьшение частоты вращения бу рового става 15 обеспечит уменьшение виброперемещений штоков 53 и 54 цилиндров 1 и 2 подачи и соответственно уменьшение виброколебан.ий жидкости в цилиндрах 1 и 2 подачи. . Когда величина виброперемещений штоков 53 и 54 цилиндров 1 и 2 подачи становится меньше допустимого зна чения, плунжер 25 следящего эолотника 19 возвращается в исходное-поло-. жение под действием пружины 43 и ра|бочей жидкости, поступающей от напорной гидролйнии 10 в полость 21. в некоторый момент плунжер 25 следящего золотника 19 перекрывает каналы 27 и 29 и открывает каналы 28 и 30. В этом положении устройства пружина 44 перемещает плунжер 2б следующего золотника 20 и вытесняет.рабочую жидкость из управляющей полости 24 на слив через регулируемый дроссель 48, канал 30, полость 4 и канал 28. После истечения рабочей жидкости из управляющей полости 24 устройство ка ходится в исходном положении.

При помощи регулируемого дросселя 47 устанавливается чувствительность устройства к уменьшению виброколебаний, а при помощи регулируемого дросселя 48 - к увеличению виброколебаний, Регулируемые дроссели 49 и 50 предназначены для настройки скорости перемещения ползунка 52 при увеличении и уменьшении, соответственно, частоты вращения бурового става 15. Допустимай коэффициент дина мичности давления в поршневых полостях 3 и 5 цилиндров 1 и 2 подачи устанавливается усилием сжатия пружины 15 и давлением .рабочей жидкости в полости 21. .

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать регулирование режимов бурения по параметрам вибращии бурового става при помощи сравнительно простых и надежных гидравлических 1устррйств.

Форчиула изобретения

1. Устройство регулирования режимов бурения, содержащее цилиндры подачи с рабочими полостями, связанными через реверсивный гидрораспределитель с насосом и гидробаком напорной и сливной гидролиниями, пр дохранительный клапан с регулятором давлени и задатчик частоты вращения бурогого става, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности регулирования, оно снабжено приводом задатчика частоты вращения бурового става, выполненным в виде дополнительного цилиндра с рабочими полостями, связанными с напорной и сливной гидролиниями через два дополнительных последовательно подключенных гидроуправляемых следящих золотника, каждый из которых подпружинен со стороны одной из его .гидроуправляющих торцовых полостей, причем пружинная торцовая полость первого следящего золотника сообщена с напорной гидролинией, другая его торцо.вая полость - с рабочей полость цилиндра подачи, а беспружинная торцовая полость второго следящего золотника связана с напорной и сливной пщролиниями через первый следящий золотник.

2. Устройство по п. 1, о т л иL4 а Ю щ е е с я тем, что пружинная торцовая полость второго следящего золотника сообщена со сливной гидролинией непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Трег.убов Н. М. и др. Станки, технология и экономика шарошечного бурения. М., Недра, 1975, с. 93, рис. 55.