Буровий верстат

Реферат: Буровий верстат містить колонку розпору, раму, механізм подачі, обертач і штанготримач, пульт керування і буровий інструмент. Для виключення ризику перекидання верстата при установці його на вісь буріння він містить поворотний пристрій, що включає лафет, пов'язаний з лафетом за допомогою вушок, самогальмівний редуктор. Вихідний вал редуктора пов'язаний з рамою і кріпиться до лафета за допомогою двох напрямних півхомутів з можливістю вільного обертання в отворі, утвореному одним з напрямних півхомутів і лафетом, і гальмування в отворі, утвореному другим напрямним півхомутом і лафетом, з одночасним кріпленням редуктора до лафета. UA 100499 C2 (12) UA 100499 C2 UA 100499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничої промисловості, а саме до бурової техніки, і може знайти застосування в конструкції верстатів для буріння свердловин ударно-обертальним способом в підземних умовах. Відомий буровий верстат [1], що включає поворотний для розпору механізм, лебідку для встановлення верстата на вісь буріння, механізм подачі і обертач. Суттєвим недоліком цього бурового верстата є те, що поворотний механізм виконаний одношарнірним і не дозволяє з однієї установки колонки розпору бурити свердловини в різних напрямах. Крім того, встановлення верстата на вісь буріння (поворот в шарнірі) здійснюється за допомогою лебідки, що має в своєму складі гнучкий орган - трос, що збільшує ризик травмонебезпечності, особливо при встановленні верстата (бурового органа) в положення, необхідне для буріння вертикальних свердловин. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є буровий верстат для ударно-обертального буріння свердловин в підземних умовах [2], що включає колонку розпору, встановлений на ній за допомогою двошарнірного установного пристосування верстат, що включає механізм подачі, рухомий патрон (обертач) і нерухомий (штанготримач), лебідку для монтажу верстата і встановлення його на вісь буріння, пульт керування, а також буровий інструмент у вигляді заглибного пневмоударника і бурової коронки. Суттєвим недоліком цього бурового верстата є його незручний монтаж в гірничій виробці, і те, що встановлення бурового органа (верстата) на вісь буріння здійснюється за допомогою ручної лебідки, при цьому поворот верстата, встановленого на колонці за допомогою двошарнірного встановлювального пристосування, виконується при ослабленні затягування хомутів, що є травмонебезпечною операцією, оскільки маса верстата утримується на гнучкому робочому органі (тросі) і існує ризик перекидання верстата, особливо при повороті його на вісь буріння під великим кутом (вертикальна свердловина). Крім того, сама операція повороту на вісь буріння недостатньо механізована. Задачею винаходу є виключення вказаного недоліку шляхом застосування в конструкції бурового верстата поворотного пристрою, оснащеного редуктором, що приводиться в дію мускульною силою людини з великим передавальним відношенням, що робить редуктор самогальмівним. При цьому після встановлення верстата на вісь буріння, вихідний вал редуктора, на якому закріплений верстат, фіксується напрямним півхомутом для запобігання дії на редуктор реактивного моменту від осьового зусилля, що створюється механізмом подачі при бурінні. Вихідний вал редуктора виконаний роз'ємним. Поставлена задача вирішується тим, що в буровому верстаті використаний поворотний пристрій, встановлений на колонці розпору, виконано у вигляді редуктора, що приводиться в дію мускульною силою людини з великим передавальним відношенням, що забезпечує його самогальмування, а вихідний вал редуктора, до якого кріпиться верстат, вільно обертається в отворі, утвореному напрямними півхомутами і лафетом і фіксується одним з напрямних півхомутів, під час виконання операції по бурінню свердловини, причому редуктор і даний напрямний півхомут, кріпляться на лафеті кріпильними елементами, виконаними у вигляді болтів. Вихідний вал редуктора виконаний з двох кінематично зв'язаних частин, що дозволяє розібрати даний поворотний пристрій для зручності транспортування. Вказана сукупність ознак дозволяє виключити ризик перекидання верстата при встановленні його на вісь буріння, особливо під великим кутом (вертикальні свердловини), механізувати сам процес його встановлення і спростити транспортування верстата по гірничих виробках. Суть технічного рішення пояснюється прикладом конкретного конструктивного виконання і кресленнями, де: на Фіг. 1 показаний буровий верстат під час буріння (вигляд з боку); на Фіг. 2 показаний поворотний пристрій по перерізу А-А на Фіг. 1. Буровий верстат (Фіг. 1) включає колонку розпору 1, поворотний пристрій 2 для встановлення верстата на вісь буріння, сам верстат 3, який включає обертач 4, штанготримач 5, механізм подачі 6, пульт керування 7, буровий інструмент (заглибний пневмоударник з коронкою) 8 і бурові штанги 9. Поворотний пристрій приводиться в дію мускульною силою людини, що впливає на рукоятку 10. Поворотний пристрій (Фіг.2) включає лафет 11, редуктор 13, вушка 14 якого кріпляться до лафета 11, вихідний вал 15, до якого кріпиться верстат 3. Вихідний вал 15 кріпиться до лафета 11 за допомогою напрямних півхомутів 16 і 17. У отворі, утвореному напрямним півхомутом 16 і лафетом 11 вихідний вал 15 може вільно обертатися, а в отворі, утвореному напрямним півхомутом 17 за допомогою кріпильних болтів 18, що кріплять одночасно і редуктор до лафета 11, вихідний вал може гальмуватися. У даного конструктивного виконання лафет 11 кріпиться хомутом 12 до колонки розпору 1. У разі конструктивного виконання, що передбачає встановлення верстата на раму, лафет 11 може кріпитися безпосередньо до рами верстата. Редуктор поворотного пристрою є планетарним циліндровим 1 UA 100499 C2 5 10 15 20 25 30 35 і має велике передавальне відношення (більше 100), що робить його самогальмівним. Він включає вали, шестерні, корпус і кришки. Буріння свердловин верстатом в підземних умовах здійснюється таким чином. Верстат доставляється в гірничу виробку і вмонтовується в ній (Фіг. 1). Працює він таким чином. Процес буріння починається з встановлення на верстат бурового інструменту (пневмоударника і коронки) 8 і згвинчення їх з різьбою бурової штанги 9 і шпинделя обертача 4. Перед початком буріння необхідно верстат встановити у напрямі буріння, тобто встановити його на вісь буріння під потрібним кутом. Для цього необхідно, обертаючи рукоятку 10 (Фіг. 2) привести в дію вихідний вал 15 редуктора 13. У зв'язку з тим, що редуктор є самогальмівним, балансування мас, встановлених на верстаті вузлів, не вимагається, оскільки їх перекидаючі моменти від дії даних мас щодо осі обертання вихідного вала сприйматимуться і гальмуватимуться редуктором. Після виконання операції по встановленню верстата на вісь буріння, необхідно, загвинчуючи кріпильні болти 18, зафіксувати напрямним півхомутом 17 вихідний вал 15. Таким чином, шкідлива дія на редуктор реактивного моменту від осьового зусилля, що створюється механізмом подачі при бурінні, буде нейтралізована. Після цього, керуючи процесом буріння з дистанційного пульта керування, проводиться буріння за технологією, вживаною для верстатів ударно-обертального буріння свердловин в підземних умовах. Тобто здійснюється буріння на довжину бурової штанги, після чого штанга затискається в штанготримачі, шпиндель обертача відгвинчується від штанги і сам обертач відводиться в первинне положення. Після нарощування наступної штанги проводиться подальше буріння. Цикли нарощування штанг і буріння на їх довжину виконуються до досягнення проектної глибини свердловини, після чого проводиться розгвинчування бурових штанг і витягання бурового інструменту зі свердловини. Після закінчення операцій з буровим інструментом можна демонтувати пневмоударник і коронку з бурового верстата, і провести демонтаж самого бурового верстата в гірничій виробці. Поворотний пристрій також може бути розібраний на дві зручні для переміщення по гірничих виробках складові частини - редуктор і лафет, що кріпиться на колонці розпору, шляхом роз'єднання кінематично зв'язаних частин вихідного вала. Використання запропонованих удосконалень в конструкції бурового верстата підвищує його безпеку при експлуатації, механізує процес встановлення його на вісь буріння, спрощує монтаж бурового верстата і його переміщення по гірничих виробках. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР №825894, Е21С1/10 від 20. 01. 1978 2. Иванов К.И. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых.-3-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1987. С. 135, рис. 5.1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 1. Буровий верстат, що містить колонку розпору, раму, механізм подачі, обертач і штанготримач, пульт керування і буровий інструмент, який відрізняється тим, що містить поворотний пристрій, що включає лафет, пов'язаний з лафетом за допомогою вушок, самогальмівний редуктор, вихідний вал якого пов'язаний з рамою і кріпиться до лафета за допомогою двох напрямних півхомутів з можливістю вільного обертання в отворі, утвореному одним з напрямних півхомутів і лафетом, і гальмування в отворі, утвореному другим напрямним півхомутом і лафетом, з одночасним кріпленням редуктора до лафета. 2. Буровий верстат за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний вал редуктора виконаний з двох кінематично зв'язаних частин. 2 UA 100499 C2 3 UA 100499 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4