Стенд для диагностики бурильных станков вращательного действия

Авторы патента:

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована в горной промышленности, в частности в угольном машиностроении для измерения технических характеристик бурильных станков вращательного действия, а именно: осевого усилия подачи телескопической стойки, частоты вращения и крутящего момента шпинделя двигателя бурового станка.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание диагностического стенда с более высокой степенью точности измеряемых рабочих параметров буровых станков, на создание простой надежной малогабаритной конструкции с эстетически улучшенным внешним видом стенда.

Известен стенд английской фирмы «Exchem Mining & Construction» (г.Альфретон) для диагностики технического состояния переносных бурильных станков вращательного действия, включающий две вертикальные направляющие выполненные из швеллеров и контактирующие с нижней неподвижной опорой и подвижную опору, перемещаемую вдоль направляющих с помощью гидроцилиндра, закрепленного в верхней части направляющих стенда. Стенд оснащен электрооборудованием и системой электроснабжения (см. фото 1, 2. Съемка выполнена с натуры).

К недостаткам стенда следует отнести: значительные габариты стенда в связи с использованием для передвижки подвижной опоры гидроцилиндра с длиной хода штока равного 3 метрам и наличие электросистемы.

Известен стенд предназначенный для регистрации усилия подачи телескопической стойки, крутящего момента и частоты вращения шпинделя двигателя бурового станка вращательного действия, включающий в себя две вертикально установленные направляющие выполненные из швеллеров, которые в нижней части соединены между собой неподвижной опорой, а по высоте жестко соединены с помощью п-образных металлических элементов, при этом внутри направляющих помещен вертикальный винт с перемещающейся гайкой, жестко связанной с подвижной опорой, а винт с

электроприводом. Отметим, что датчик регистрации осевого усилия подачи размещен на подвижной опоре, а датчики измерения величины крутящего момента и частоты вращения шпинделя - на нижней неподвижной опоре (см. фото 3, 4 и прайс-лист «Автоматизированный комплекс испытательного оборудования для переносных бурильных станков» ОАО «СШМНУ», Угольная компания «Кузнецкуголь», г.Новокузнецк, ул.Защитная, 104, т/факс (3843) 37-19-85).

Недостатками указанного стенда являются его значительные габариты, конструктивная сложность, а также недостаточная точность измерений технических параметров режимов работы буровых станков.

Указанные недостатки обусловлены несоосностью механизма перемещения подвижной опоры относительно направления воздействия на подвижную опору осевого усилия подачи бурового станка, в результате которого в вертикальных направляющих возникают значительные изгибающие моменты, отрицательно влияющие на их продольную устойчивость, приводящую к возникновению значительной погрешности измеряемых параметров. Наличие электропривода для перемещения подвижной опоры дополнительно усложняет конструкцию стенда. Отметим, что внешний вид направляющих, выполненных из швеллеров не вызывает эстетического удовлетворения.

Задача решается тем, что к подвижной опоре прикреплены тросы системы противовесов и подвижные блоки тросового привода перемещения и фиксации подвижной опоры относительно вертикальных направляющих, при этом тросы противовесов и тросы привода перемещения подвижной опоры размещены в плоскости продольной оси вертикальных направляющих стенда, при этом вертикальные направляющие выполнены трубчатыми, внутри которых помещены противовесы, масса которых превосходит суммарную массу подвижной опоры и размещенных на ней датчиков крутящего момента и частоты вращения рабочего органа бурового станка.

Действительно, размещение системы перемещения и фиксации подвижной опоры в плоскости, проходящей через продольную ось вертикальных направляющих, устраняет несоосность действия активных и реактивных сил и тем самым появление изгибающих моментов, отрицательно воздействующих на вертикальные направляющие, в результате чего в значительной степени повышается точность измерения параметров работы бурового станка. Кроме того, использование для перемещения и фиксации подвижной опоры тросового ручного привода и системы противовесов позволило предельно упростить конструкцию и уменьшить габариты стенда, упразднив гидроцилиндры передвижки и электрооборудования. Использование трубчатых вертикальных направляющих с противовесами во

внутренней полости позволило в значительной степени улучшить эстетическое восприятие диагностического стенда.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что оно существенно отличается от известного уровня техники введением новых существенных признаков приведенных выше и соответствует критерию новизны и промышленно применимо.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - показан схематично общий вид стенда; на фото 5 - опытный образец стенда.

Стенд для диагностики буровых станков вращательного действия (фиг.1) представляет собой рамную конструкцию, включающую неподвижную опору (основание) 1, с вертикальными трубчатыми направляющими 2, соединенными элементом (верхняком) 3. Внутри рамы помещена подвижная опора (измерительная головка) 4, контактирующая с трубчатыми направляющими 2, при этом ее перемещение и фиксация относительно основания осуществляется системами тросовых приводов, для чего, на верхняке установлены блоки 5, через которые пропущены тросы 6, концы которых закреплены на подвижной опоре 4, а к противоположным концам тросов прикреплены противовесы 7, размещенные во внутренних полостях трубчатых направляющих. Масса обоих противовесов превосходит суммарную массу подвижной опоры. Для перемещения подвижной опоры 4 и ее фиксации предусмотрен тросовый привод, включающий прикрепленные к подвижной опоре подвижные блоки 8 и неподвижный блок 9 на вертикальной направляющей, через которые пропущен трос 10, конец которого жестко закреплен на вертикальной направляющей, а другой - к ручной лебедке 11 с механизмом фиксации (не показаны).

Отметим, что на опоре 1 размещен датчик усилия подачи 12 с соответствующим измерительным прибором 13. На подвижной опоре размещены датчики крутящего момента и частоты вращения с соответствующими приборами 14 для регистрации режима работы бурового станка 15. Стенд (фиг.1) функционирует следующим образом.

Установить буровой станок 15 на датчик определения осевого усилия подачи 12, жестко установленный на неподвижной опоре 1, закрепить станок в вертикальных направляющих 2 при помощи хомутов (не показаны) и, перемещая подвижную опору (измерительную головку) 4 сверху вниз лебедкой 11, поджать станок, при этом его шпиндель войдет в посадочное место измерительной головки. Далее к станку присоединить шланг подачи сжатого воздуха (не показан) и открыть вентиль и после раздвижки всех ступеней станка зафиксировать показание прибора 13.

Проверку бурового станка на определение величины крутящего момента осуществляют путем подачи сжатого воздуха в пневмодвигатель станка и доведения его оборотов до номинальных, после чего при помощи гидропривода нагрузочного устройства, размещенного в подвижной опоре 4 (не показан), плавно доводят обороты пневмодвигателя до нулевого

значения, при этом в измерительной системе развивается давление, которое фиксируется одним из приборов 14.

Измерение частоты вращения шпинделя осуществляют путем передачи вращения от шпинделя через ременную передачу на генератор постоянного тока, установленный на подвижной опоре 4 (не показан), при этом при увеличении числа оборотов шпинделя соответственно растет величина тока, которая фиксируется одним из приборов 14.

Отметим, что техническая оснащенность стенда позволяет проводить комплексные испытания буровых станков с минимальной погрешностью.

1. Стенд для диагностики буровых станков вращательного действия, включающий неподвижную опору с вертикальными направляющими, контактирующими с подвижной опорой, датчики усилия подачи крутящего момента и частоты вращения рабочего органа, отличающийся тем, что к подвижной опоре прикреплены тросы системы противовесов и подвижные блоки тросового привода перемещения и фиксации подвижной опоры относительно вертикальных направляющих, при этом тросы противовесов и тросы привода перемещения подвижной опоры размещены в плоскости продольной оси вертикальных направляющих стенда.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что вертикальные направляющие выполнены трубчатыми, внутри которых помещены противовесы, масса которых превосходит суммарную массу подвижной опоры и размещенных на ней датчиков крутящего момента и частоты вращения рабочего органа бурового станка.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что датчик усилия подачи размещен на неподвижной опоре в плоскости продольной оси вертикальных направляющих стендовой установки.