Гідропривод бурового верстата

Гидропривод бурового станка, включаю щий гидропатроны, рабочие полости кото рых гидравлически соединены с одним из выходов гидрораспределителя для управле ния гидропатронами, гидроцилиндры по дачи, штоковые полости которых гидравли чески соединены с одним из выходов гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, а поршневые по лости которых гидравлически соединены че рез параллельно установленные клапан давления и обратный клапан со вторым вы ходом гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, гидрораспреде литель для управления гидропатронами, входы которого гидравлически соединены соответственно с гидронасосом гидропатронов и с баком для рабочей жидкости, гидрораспределитель для управления гидроцилиндрами подачи, входы которого гидравлически соединены соответственно с гидронасосом гидроцилиндров подачи и с баком для рабочей жидкости, и дроссель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен дополнительным клапаном давления с двумя полостями управления, а второй выход гидрораспределителя для управления гидропатронами гидравлически соединен через параллельно установленные дроссель и дополнительный клапан давления с поршневыми полостями гидроцилиндров подачи, при этом одна из полостей управления дополнительного клапана давления гидравлически соединена с поршневыми полостями гидроцилиндров подачи, а вторая полость управления дополнительного клапана давления гидравлически соединена со вторым выходом гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, причем гидронасос гидропатронов установлен с возможностью гидравлического соединения через каналы гидрораспределителя для управления гидропатронами с каждым из выходов последнего. С > ел ел о Изобретение относится к бурению, конкретно к вращательному бурению и может быть применено в шпиндельных буровых станках с гидравлической подачей и креплением колонн. Известна гидросистема бурового станка [1], содержащая гидрораспределитель для управления гидропатронами, гидроцилиндры подачи, штоковые полости которых гидравлически соединены с одним из выходов гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, а поршневые полости которых гидравлически соединены через параллельно установленные дроссель и об 15591 ратный клапан со вторым выходом гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, а также гидробак. В описанной системе имеется вероятность ошибки управления и, .как следствие, 5 риск поломки породоразрушающего инструмента, т.е. уменьшается собственно надежность бурового станка. Известен также гидропривод буров о го станка [2], включающ ий гидропатрон ы, 10 рабочие по лости кото рых гидравлически соединены с одним из выходов гидрораспределителя для управления гидропатронами, гидр о ци линд р ы под ачи, ш токов ые полости которых гидравлически соединены 15 *с одним из выходов гидрораспредели теля для управления гидроцилиндрами подачи, а поршневые полости которых гидравлически «соединены через параллельно установленные клапан давления и обратн ый клапан с 20 вторым выходом гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, гидрораспределите ль для управления гидропатронами, входы которого гидравлически соединены соответственно с гидронасосом 25 гидропатронов и с баком для рабочей жидкости, гидрораспределитель для управления гидроцилиндрами подачи, входы которого гидравлически соединены соответственно с гидронасосом гидроцилиндров подачи и с 30 баком для рабочей жидкости и дроссель. Указанный гидропривод обладает недо статочной надежностью в режиме бурения "на пяте", т.е. при работе на твердых поро дах. Кроме этого, данный гидропривод име- 35 ет н ед ос та то ч н ое быс тр о д е йс тви е управления в условиях проходки горных по род с переменными физико-механическими свойствами, вследствие чего снижается эф фективность бурения. 40 В основу изобретения поставлена задача усовершенствования гидропривода бурового станка, в котором благодаря введению дополнительного клапана давления с двумя полостями управления и изменению связи 45 между элементами гидросхемы осуществляется автоматическое управление подачей дополнительного расхода рабочей жидкости в зависимости от условий бурения и обеспе чивается возможность поддержания опти - 50 ма ль но го ус и ли я по да чи н а бу р ов о й инструмент и повышается быстродействие управления процессом бурения в зависимости от физико-механических свойств породы и за счет этого повышается надежность и 55 эффективность бурения. Поставленная задача решается тем, что гидропривод бурового станка, содержащий гидропатроны, рабочие полости которых гидравлически соединены с одним из выхо дов гидрораспределителя для управления гидропатронами, гидроцилиндры подачи, штоковые полости которых гидравлически соединены с одним из выходов гидрорасп ределителя для управления гидроцилиндр а м и п од ач и, а п о рш н е в ые п о лос ти которых гидравлически соединены через параллельно установленные клапан давления и обратный клапан с вторым выходом гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, гидрораспределитель для управления гидропатронами, входы которого гидравлически соединены соответственно с гидронасосом гидропатронов и с баком для рабочей жидкости, гидрораспределитель для управления гидроцилиндрами подачи, входы которого гидравлически сое динены соответственно с гидронасосом гид роцилиндров подачи и с баком для рабочей жидкости, и дроссель, согласно изобретению, снабжен дополните льным клапаном давления с двумя полостями управления, а второй выход гидрораспределителя для управления гидропатронами гидравлически соединен через параллельно установленные дроссель и дополнительный клапан давления с поршневыми полостями гидроцилиндров подачи, при этом одна из полостей упра в ле ни я до по лн и те ль н ого к лап ан а дав ле н ия гид рав лич ески со еди не на с поршневыми полостями гидроцилиндров подачи, а вторая полость управления дополнительного клапана давления гидравлич ески соедине на с втор ым выход ом гидрораспределителя для управления гидроцилиндрами подачи, причем гидронасос гидропатронов установлен с возможностью гидравлического соединения через каналы гидрораспределителя для управления гидропатронами с каждым из выходов последнего. Такое выполнение гидропривода обеспечивает автоматическое управление подачей дополни те льного расхода рабоч ей жидкости в зависимости от условий бурения. В случае бурения горных пород высокой твердости когда работа станка сопровожда ется неизбежными утечками из находящ их ся под высоким давле нием поршневых полостей гидроцилиндров за счет компенсации этих утечек путем направления дополнительного расхода в указанные полости , обеспечивается возможность поддержания оптимального усилия подачи на буровой инструмент. При бурении неоднородных по физикомеханическим свойствам пород, сопровождающегося резким увеличением скорости подачи борштанги станка, и неизбежным увеличением перепада давления между входом и выходом клапана давления, за счет 5 15591 сраба тывания дополни тельного клапана шает рабочий ход одновременно с поршнядавления под воздействием указанного пе ми гидроцилиндров 3. В конце хода подачи репада давлений происходит увеличение предусмотрен перехват буровой колонн ы объема направляемого в поршневые поло гидропатронами 1. Перехват начинается пести гидроцилиндров дополнительного рас - 5 реключением гидрораспределителей 2 и 4 хода и в результа те этого достигае тся влево по схеме, когда рабочая жидкость о т повышение быс тродействия управлен ия гидронасосов 9 и 7 подается соответственно процесса бурения при одновременном под к гидропатронам 1 и в поршневые полости держании оптимального усилия подачи на гидроцилиндров 3. При этом нижний гидробуровой инструмент. 10 патрон 1 фиксирует буровую колонну, верхНа чертеже изображена принципиальная н и й г ид р о па тр о н р ас к р еп л я е тс я и схема гидропривода бурового станка. перемещается гидроцилиндрами 3 вдоль коГидропривод содержит гидропатроны 1, лонны к верхней точке вдоль хода поршней. рабочие полости которых соединены с одним из В верхней точке происходит переключение выходов гидрораспределителя 2 для 15 гидрораспределителей 2 и 4 в исходное поуправления гидропатронами 1, гидроцилиндры ложение, перекрепление гидропатронов 1 и 3 подачи, штоковые полости которых начинается новый цикл бурения. гидравлически соединены с одним из выходов Кроме описанных процессов в гидрогидрораспределителя 4 для управления приводе происходит подпитка дополнитель гидроцилиндрами 3, поршневые полости 20 ным расходом для компенсации имеющихся гидроцилиндров 3 гидравлически соединены утечек. Но при этом, в случае проходки одчерез параллельно установленные клапан нородных горных пород средней твердости давления 5 и обратный клапан 6 со вторым утечки отсутствуют и указанный дополни выходом гидрораспределителя 4, Входы тельный расход имеет следующий путь: 9 гидрораспределителя 4 гидравличе- 25 ски2 - 1 0 - 5 - 4 - 8 и н е оказывает влияния на соединены соответственно с гидронасосом 7 и работу гидропривода. гйдроцилиндрами 3 подач и с баком 8 для Если необходимо бурение твердых по рабочей жидкости. Входы гидрораспределителя род, когда подача минимальная, а давление 2 гидравлически соединены соответственно с наибольшее (т.е. бурение "на пяте"), работа' гидронасосом 9 и с баком 8. 30 станка происходит в экстремальных условиКроме того гидропривод включает дроссель ях тяжелых нагрузок и сопровождается не10 и дополнительный клапан 11 давления с избежными утечками из находящихся под двумя полостями 12, 13 управления. При этом вышеуказанным давлением поршневых по второй выход гидрораспределителя 2 лостей гидроцилиндров 3. Наличие утечек гидравлически соединен через парал - 35 лельно нарушает уравновешивающее действие этого установленные дроссель 10 и клапан 11 давления на вес буровой колонны, который давления с поршневыми полостями гид - через борштангу прикладывается к роцилиндров 3, а полость 13 управления клапана долоту, перегружая его. Чтобы избежать это11 давления гидравлически соединена со го, упомянутый дополнительный расход на вторым выходом гидрораспределителя 4. 40 пр а в ля е тся в п о рш н ев ые п о лос ти Гидронасос 9 установлен с возможностью гидроцилиндров 3 по пути гидравлического соединения через каналы 9 - 2- 1 0 гидрораспределителя 2 с каждым из входов 4- 8 гидропатронов 1. компенсируя утечки, и восстанавливает тем Гидропривод бурового станка работает 45 самым нарушенное равновесие. следующим образом. В случае бурения неоднородных по фи В режиме бурения вращающаяся борштанга зико-механическим свойствам пород возподается к забою гидроцилиндрами 3, для чего можно резкое увеличение скорости подачи гидронасос 7 через гидрораспределитель 4 борштанги вплоть до падений и ударов о соединяется со штоковыми поло- 50 с тям и забой. При этом резко увеличивается поток указанн ых гидро цилинд ров . При этом вес рабочей жидкости из поршневых полостей буровой колонны уравновешивается настройкой гидроцилиндров 3 и, вследствие возникаю 1 клапана 5 давления, кото -рый под к лючен кщего перех одного процесса, пропорциопоршневым полостям гидроцилиндров 3. По нально возрастает перепад давления между линии подключения 55 рабочая жидкость, входом и выходом клапана 5, обладающего вытесняемая из поршневых полостей определенным гидравлическим сопротивлегидроцилиндров 3 через клапан 5 давления и нием. Указанный возросший перепад давле гидрораспределитель 4 отводится на слив, а ния прикладываетс я к полос тям 12 и 13 буровая колонна, фиксируемая верхним управления дополнительного клапана 11 гидропатроном 1, совер 15591 давления, соответственно увеличивая проходное сечение последнего, а, значит, и дополнительный расход. В свою очередь, возросший дополнительный расход направляется в поршневые полости гидроцилиндров 3 по пути -2 /-U ^3 9 х — —12 \ X \ ^4-8 10 5-. 13 10 притормаживая опускание поршней в гидроцилиндрах 3 и снижая тем самым нерегламентированное резкое увеличение скорости подачи. В результате исключаются падение и удары борштанги о забой. Таким образом 15 сглаживается переходной процесс и, по ме Упорядник Замовлення 4191 Техред М.Моргентал 8 ре уменьшения скорости подачи, разность давлений между управляющими полостями 12, 13 дополнительного клапана 11 соответственно уменьшается, сводя суммарное проходное сечение клапана 11 и дросселя 10 к величине калиброванного отверстия дросселя, когда упомянутая разность давлений достигает соответствующего значения. Описанные процессы происходят автоматически, а их быстродействие, способствующие эффективному затуханию переходных процессов, ограничено только скоростью срабатывания элементов гидросхемы, так что вмешательство бурильщика не требуется. Коректор О.Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101