Патент ссср 417616

Авторы патента:

E21B44 - Системы автоматического управления или регулирования процессом бурения, т.е. самоуправляемые системы, осуществляющие или изменяющие процесс бурения без участия оператора, например буровые системы, управляемые ЭВМ (неавтоматическое регулирование процесса бурения см. по виду процесса; автоматическая подача труб со стеллажа и соединение бурильных труб E21B 19/20; регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08); системы, специально предназначенные для регулирования различных параметров или условий бурового процесса (средства передачи сигналов измерения из буровой скважины на поверхность E21B 47/12)

E21B3 - Вращательное бурение (приводы, размещаемые в скважине E21B 4/00; сверлильные станки вообще B23B)

4I7616

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18,Х.1972 (№ 1837746/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 2811.1974. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 12.VII.1974

М. Кл. Е 21с 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

УДК 622.233.62-85 (088.8) Авторы изобретения

И. И. Кулишенко, Д. Е. Приходченко, С. В. Баламутеико, В. С. Жуков и В. Ф. Васильченко

Горловский филиал Донецкого политехнического института и Ново-Горловский машиностроительный завод

Заявители

МАШИНА ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может использоваться для бурения шпуров и скважин в подземных условиях.

Известны машины для вращательного бурения, включающие вращатель, дифференциально-винтовой механизм подачи, пневматические приводы вращения и подачи инструмента, золотниковую систему управления приводами вращателя и механизма подачи и привод переключения режимов работы.

Цель изобретения вЂ”,регулирование режимов бурения в зависимости от осевого усилия на шпиндель машины.

Для этого между гайкой-шестерней дифференциально-винтового механизма подачи и блок-шестерней вращателя установлена с возможностью осевого перемещения промежуточная шестерня, кинематически связанная поворотной рычажной вилкой с золотником управления приводами вращателя и механизма,подачи, в среднем положении входящая в зацепление с зубчатой рейкой, неподвижно закрепленной на корпусе вращателя, а привод переключения режимов работы выполнен ч виде двух аксиально расположенных по обе стороны промежуточной шестерни пиевмоцилиндров,,поршни которых подпружинены со стороны штоков, связанных посредством захватов с промежуточной шестерней, причем золотник управления приводом переключения режимов работы соединен тягой со шпинделем машины.

На чертеже дана кинематическая схема ма5 п.-ины.

Машина состоит пз вращателя 1 с пневматическим двигателем 2, каретки 3, передвигающейся по направляющей раме 4, винта механической подачи 5 с двигателем-компрессо10 ром 6 и гайкой-шестерней 7. На шлицевом валу 8 подвижно в осевом направлении установлена промежуточная шестерня 9.

Промежуточная шестерня 9 посредством захватов на штоках 10 и 11 соединена с порш15 нями 12 и 13,пневмоцилиндров 14 и 15 пневматического привода переключения режимов работы. Поршни 12 и 13 подпружинены со стороны штоков 10 и 11 пружинами 16 и 17.

Промежуточная шестерня 9 занимает три

20 фиксированных положения, причем в среднем положении она зацепляется с неподвижной относительно корпуса зубчатой рейкой 18 и гайкой-шестерней 7, а в крайних положениях она связана с блок-шестерней 19 вращателя

25 и гайкой-шестерней 7. Кроме того, промежуточная шестерня 9 кинематически связана с помощью подвижной рычажной вилки 20 с золотником 21 управления. Шпиндель 22 машины связан с слок-шестерней 19 вращателя

З0 шлицевым соединением и подпружинен через

417616

65 упорный подшипник 23 пружиной 24, а тягой

25 соединен со штоком 26 золотника 27 управления пневматическими приводами переключения режимов работы. Противоположный торец штока подпружинен относительно корпуса редуктора и нагрузочного клапана 28 пружиной 29.

Бурильная машина работает следующим образом.

Пневматический двигатель 2 передает вращение через вращатель 1 с редуктором шнинделю 22. В зависимости от крепости горных пород и состояния бурового инструмента бурильная машина обеспечивает автоматический выбор трех режимов подачи бурового инструмента на забой: режим форсированной подачи, режим принудительной подачи и режим бесступенчатого регулирования скорости подачи.

В исходном положении поршни 12 и 3 пневмоцилиндров 14 и 15 пневматического привода переключения режимов работы посредством пружин 16 и 17 находятся в среднем положении. При подаче сжатого воздуха подводы пневмоцилпндров 14 и 15 пневматического привода переключения режимов работы соединяются с магистралью сжатого воздуха и с атмосферой соответственно. При этом промежуточная шестерня 9 переводится в крайнее левое положение штоком 10, а золотник

21 управления посредством поворотной рычажной вилки 20 переводится в крайнее верхнее положение. При взаимодействии бурового инструмента с забоем на шпиндель 22 начинает действовать осевая сила, смсщающая его в направлении действия силы, Тягой 25, соединенной со шпинделем 22, шток 26 золотника 27 управления пневматическим приводом переключения режимов работы, работающего в непрерывном режиме, смещается в ту же сторону, что и шпиндель 22, на определенную величину соответственно осевому усилию, обеспечивая подвод сжатого воздуха к пневмоцилиндру 14 .пневматического привода переключения режимов работы справа, а подвод пневмоцилиндра 15 пневматического привода переключения режимов работы сообщается с атмосферой. При этом поршень 12 и промежуточная шестерня 9 находится в крайнем левом положении, причем промежуточная шестерня находится в зацеплении с гайкой-шестерней 7 и блок-шестерней 19 вращателя. Поворотной рычажной вилкой 20 золотник управления пневматическим двигателем вращателя и двигателем-компрессором механизма подачи переводится в верхнее крайнее положение, обеспечивая соединение их подводов с магистралью сжатого воздуха. Направление вращения гайки-шестерни 7 и винта механизма подачи 5 выбирается противоположным. Этот режим соответствует режиму форсированной подачи.

При достижении определенной величины осевого усилия золотник 27 управления пневматическими приводами переключения режи5

50 мов работы тягой 25 и штоком 26 перемещается в положение, при котором обеспечивает. Q, t !.", Q п апt(pgg 14 и 15 пневматического привода и: реключсния режимов работы с атмосферой, а поршни 12 и 13» промежуточная шестерня 9 устанавливаются в среднее положение. При этом промежуточная шестерня 9 выходит из зацепления с блок-шестерней 19 вращателя и зацепляется с неподвижной зубчатой рейкой 18, обеспечивая неподвижность гайки-шестерни 7 механизма подачи относительно корпуса. Поворотный рычажной вилкой 20 золотник 21 управлеп; я пневматическим двигателем вращателя и двигателем-компрессором механизма подачи переводится в среднее положение, обеспечивая соединение их подводов с магистралью сжатого воздуха. Этот режим соответствует режиму принудительной подачи.

При дальнейшем возрастании осевого усилия золотник 27 управления пневматическими приводами переключения режимов работы тягой 25 и штоком 26 перемещается в положение, при котором обеспечивается подвод сжатого воздуха в пневмоцилиндр 15 пневматического привода переключения режимов работы слева, а подвод пневмоцилиндра 14 пневмат.-;ческого привода переключения режимов работы сообщается с атмосферой. При этом ооеспечивается установка поршней 12 и 13 и промежуточной шестер: ч 9 в крайнем правом положении. При этом промежуточная шестерня

9 выходит из зацепления с неподвижной зубчатой рейкой 18, но находится в зацеплении с гайкой-шестерней 7 механизма подачи и вхо.тит в зацепление с блок-шестерней 19 вращателя. Повор .ной рычажной вилкой 20 золотник 21 управления пневматическим двигателем вращателя и двигателем-компрессором механизма подачи переводится в крайнее нижнее положение, обеспечивая соединение подвода пневмодвигателя вращателя с магистралью сжатого воздуха, а подвод пневматического двигателя-компрессора 6 вЂ” с нагрузочпым клапаном 28. Этот режим работы соответствует режиму оесступенчатого регулирования скорости подачи. В зависимости от осевого усилия скорости вращения гайки-шестерни 7 и винта 5 уравниваются и подача бурового инструмента на забой прекращается.

Предмет изобретения

Машина для вращательного бурения, включающая вращатель, дифференциально-винтовой механизм подачи, пневматические приводы вращения и подачи инструмента, золотниковую систему управления приводами вращателя и механизма подачи и привод переключения режимов работы, отличающаяся тем, что, с целью регулирования режимов бурения в зависимости от осевого усилия на шпиндель машины, между гайкой-шестерней дифференциально-винтового механизма подачи и блок-шестерней вращателя установле417616 с

К, г .

0ЖДпищ Я1тф„ »

Составитель Л. Све!ииикова

Редактор Т. Пилипенко Текред Т. Курилко Корректор В. Брыксина

Заказ 1924 8 Изд. М !317 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мии!!стров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типогоа!йпя. пр. Сапунова, 2 на с возможностью осевого перемещения промежуточная шестерня, кинематически связанная поворотной рычажной вилкой с золотником управления приводами вращателя н механизма !!Одач11, В среднем положен:!и входящая i зацс:!ление с зубчатой рейкой, неподвижно закрепленной на корпусе вра1цателя, а привод переключения режимов работы выполнен в виде двух аксиально расположенных по оое стороны промежуточной шестерни пневмоцилиндров, поршни которых подпружинены со стороны штоков, связанных посредством захватов с промежуточной шестерней, причем золотник управления приводом переключения режимов работы соединен тягой со шпинделем машины.