Патрон гірничого свердла з перехопленням штанги

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к горным сверлам, приспособленным для бурения шпуров на всю глубину одной штангой путем ее перехвата. Прототипом такого патрона является патрон горного сверла ЭБГТИм, серийно выпускаемого Конотопским электромеханическим заводом "Красный металлист" [1]. Этот патрон включает корпус, стакан, фланец которого выполнен в виде торцевой кулачковой полумуфты, ведущую втулку с отверстием по форме внешнего контура поперечного сечения штанги, соосно скрепленную со второй торцевой полумуфтой, и пружину сжатия, размещенную между полумуфтами. Кроме указанных признаков, совпадающих с признаками заявляемого изобретения, в прототипе есть и признаки, которые не используются в предлагаемом изобретении, и отсутствие их не влияет на получение технического результата изобретения. Этими признаками являются проушины для скрепления корпуса патрона со штоками цилиндров и гидропривода, необходимые для возможности сжатия пружин и этим соединения кулачков сцепления полумуфт. Недостатком известного патрона является сложность его конструкции. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции патрона и исключение необходимости применения в нем гидропривода. Это достигается тем, что патрон горного сверла с перехватом штанги, включающий корпус, стакан, фланец которого выполнен в виде кулачковой полумуфты, ведущую втулку с отверстием по форме внешнего контура поперечного сечения штанги, соосно скрепленную со второй торцевой полумуфтой, и пружину сжатия, размещенную между полумуфтами, согласно изобретению, снабжен дополнительной пружиной, взаимодействующей с одной стороны с полумуфтой ведущей втулки, а с другой стороны со стаканом и замком, фиксирующим продольное положение корпуса патрона относительно стакана, при этом замок выполнен в виде кольцевого магнита, соосно закрепленного на конце стакана с помощью неферромагнитной втулки, а на конце, обращенном к кольцевому магниту, снабжен кожухом-толкателем с возможностью его взаимодействия с корпусом редуктора вращателя сверла. Техническим результатом, который может быть достигнут при использовании изобретения, явится упрощение конструкции патрона. В связи с упрощением конструкции вторым техническим результатом будет уменьшение необходимого при этом крутящего момента. На фиг.1 изображено конкретное выполнение патрона с магнитным замком, на фиг.2 механический замок для второго варианта конкретного выполнения патрона. Патрон включает ведущую втулку 1, соосно скрепленную с кулачковой полумуфтой 2, стакан 3, фланец которого выполнен в виде торцевой кулачковой полумуфты, пружины 4, корпуса 5, пружины 6, кольцевого магнита 7 и кожуха-толкателя 8. Механический замок (фиг.2) для второго варианта конкретного выполнения патрона включает прикрепленную к корпусу 5 подпружиненную защелку 9, косую шайбу 10, укрепленную на конце стакана 3, и концевой скошенный упор 11, прикрепленный к редуктору вращателя сверла. То, что в предлагаемом патроне, в отличие от прототипа, помимо пружины 4, размещенной между полумуфтами, стремящейся рассоединить их кулачки, теперь имеется и пружина, взаимодействующая с этими полумуфтами и стремящаяся соединить их кулачки сцепления, образует так называемую дифференциально-пружинную систему. При этом длина и жесткость пружин 4 и 6 выполнены такими, что в нормальном состоянии кулачки сцепления полумуфт, в отличие от прототипа, теперь находятся в соединенном состоянии. В сверле с перехватом штанги при дифференциально-винтовом механизме подачи шпиндель выполняют в виде полого ходового винта с наружной и внутренней резьбами с одинаковым по величине шагом. Работа такого сверла, оснащенного предлагаемым патроном, происходит следующим образом. Закрепленное на манипуляторе породопогрузочной машины сверло устанавливают в исходное положение (не показано), определяемое условием, чтобы расстояние от патрона до буримой породы не превышало максимальной величины выдвижения шпинделя из корпуса сверла. После включения привода сверла для бурения, шпиндель сверла, выдвигаясь с вращением из ходовой гайки, будет перемещать штангу и патрон в сторону буримой породы (не показано), при этом, поскольку кулачки сцепления полумуфты стакана 3 в это время соединены с кулачками полумуфты 2 ведущей втулки 1, то ведущая втулка и проходящая через нее буровая штанга (не показано), а также закрепленный на ее хвостовике резьбовой элемент (не показано) будут вращаться с частотой вращения шпинделя 13. Когда в процессе бурения крышка 14 корпуса 5 достигнет буримой породы и перемещение корпуса 5 будет остановлено, то продолжающееся перемещение шпинделя 13 и стакана 3 приведет к осевому сдвигу корпуса 5 патрона относительно стакана 3. Это приведет к рассоединению кулачков сцепления полумуфт и отсоединению штанги от вращающегося шпинделя и одновременно с этим к примагничиванию корпуса 5 к кольцевому магниту 7. Для осуществления подготовки к перехвату штанги шпинделю 13, не изменяя направление его правого вращения, придают обратное перемещение, при котором сила примагничивания будет удерживать сдвинутый корпус 5 в положении, соответствующем состоянию, при котором кулачки сцепления полумуфт рассоединены. В горных сверлах с дифференциально-винтовым механизмом подачи возврат шпинделя в исходное положение обычно осуществляют за счет отсоединения ходовой гайки от привода и торможения ее от вращения, путем прижатия к корпусу сверла (не показано). Шпиндель 13 (как ходовой винт), вращаясь в это время в неподвижной ходовой гайке будет возвращаться в исходное положение, при этом его внутренняя резьба, взаимодействуя с резьбой резьбового элемента, укрепленного на защемленной в шпуре штанге, будет перемещаться вдоль неподвижной штанги, что и необходимо для осуществления перехвата штанги. В конце такого перемещения, при приближении патрона к корпусу сверла, кожух-толкатель 8, достигнув корпуса сверла, останавливается, а шпиндель 13 со стаканом 3 и кольцевым магнитом 7, продолжая перемещение и преодолевая силу примагничивания кольцевого магнита 7, отодвигает его от ранее остановившегося корпуса 5. В результате возникшего зазора между корпусом 5 и магнитом 7 и, как следствие этого, резкого уменьшения при этом силы взаимного примагничивания магнита и корпуса до значений, меньших чем сила дифференциально-пружинной системы для сдвинутого положения корпуса 5 (соответствующего состоянию, когда кулачки сцепления полумуфт рассоединены), корпус 5 под действием силы сжатой дифференциально-пружинной системы возвращается в исходное положение, при котором кулачки сцепления полумуфт снова займут исходное нормально соединенное положение. Для продолжения дальнейшего бурения торможение ходовой гайки прекращают и ходовую гайку опять соединяют с приводом сверла, после чего она, вращаясь вправо с частотой, большей чем частота вращения шпинделя, будет подавать вращающийся шпиндель и штангу на забой (не показано). После того, как шпур пробурен на заданную глубину и крышка 14 корпуса 5 приблизится к породе, а в результате этого корпус 5 снова сдвинется относительно полумуфт и примагнитится к магниту 7, кулачки сцепления полумуфт опять будут рассоединены и штанга окажется отсоединенной от шпинделя 13. Для извлечения штанги из пробуренного шпура шпиндель 13 реверсируют на левое вращение, а ходовую гайку сверла (не показано) затормаживают от вращения. В результате этого будет происходить перемещение по внутренней резьбе шпинделя, закрепленного на конце штанги резьбового элемента, и одновременно с этим ввинчивание шпинделя в ходовую гайку сверла, т е. возврат шпинделя и резьбового элемента в исходное положение, которые при этом будут увлекать в исходное положение и штангу, извлекая ее из пробуренного шпура. Аналогичной будет работа сверла и при выполнении патрона по второму варианту, когда замок патрона будет выполнен не с магнитным, а с механическим замком. Корпус патрона в этом случае в сдвинутом состоянии будет удерживаться защелкой.