Буровий верстат

Реферат: Буровий верстат, що містить напрямні щогли, механізм обертання та механізм осьового переміщення робочого органу (бурового інструменту), причому щогли виконані у вигляді двох вертикальних напрямних коробчатої незамкнутої форми, з'єднаних між собою поперечинами, які сумісно із горизонтально розташованим візком утворюють станину, всередині напрямних змонтована каретка, яка на роликах переміщається по внутрішніх полицях напрямних, на каретці закріплений механізм обертання робочого органу, напрямні щогли шарнірно з'єднані із горизонтально розташованим візком, на якому розміщений механізм переміщення бурового верстата, та укосами для регулювання кута нахилу напрямних щогол, на вихідному валу електродвигуна механізму переміщення верстата посаджене ведуче зубчате колесо, з'єднане ланцюговою передачою із веденим зубчатим колесом, посадженим на вісь колісної пари. UA 73991 U (12) UA 73991 U UA 73991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана для буріння свердловин та закріплення ґрунтів основ. Найбільш близьким за сукупністю ознак є верстат для обертального буріння ґрунтів [А.С. СССР 777194, кл. Е21В3/00] що містить напрямні щогли, механізм обертання та механізм осьового переміщення робочого органу (бурового інструмента). На вертикальних циліндричних напрямних щоглах у верхній частині змонтований корпус, який містить механізми обертання ведучого вала і вертикально розташованого бурового інструмента. Силовий ведучий вал має гвинтову спіраль, по якій переміщується силова гайка при обертанні ведучого вала. Силова гайка, яка вмонтована в траверсу, переміщує у вертикальному напрямку обертовий буровий інструмент. Буровий інструмент, наприклад шнек, при обертанні та осьовому переміщенні виконує буріння ґрунту. Відомий буровий верстат має наступні недоліки. Не забезпечується керування швидкістю обертання та осьового переміщення робочого органу (бурового інструменту) - вони є постійними, бурова установка не мобільна - не може самостійно переміщатися від однієї точки буріння до іншої, для її переміщення потрібен додатковий підйомно-транспортний механізм, не передбачене буріння свердловин в похилому напрямку, звужена функціональна можливість застосування - лише для буріння свердловин. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення конструкції бурового верстата, в якому за рахунок нових умов використання відомих конструктивних елементів забезпечується розширення функціональних можливостей та спрощення умов його експлуатації. Для вирішення поставленої задачі у буровому верстаті, що містить напрямні щогли, механізм обертання та механізм осьового переміщення робочого органу (бурового інструмента), згідно з корисною моделлю, щогли виконані у вигляді двох вертикальних напрямних коробчатої незамкнутої форми, з'єднаних між собою поперечинами, які утворюють станину, всередині напрямних змонтована каретка, яка на роликах переміщається по внутрішніх полицях напрямних, на каретці закріплений механізм обертання робочого органу, напрямні щогли шарнірно з'єднані із горизонтально розташованим візком, на якому розміщений механізм переміщення бурового верстата, та укосами для регулювання кута нахилу напрямних щогол, на вихідному валу електродвигуна механізму переміщення верстата посаджене ведуче зубчате колесо, з'єднане ланцюговою передачею із веденим зубчатим колесом, посадженим на вісь колісної пари. Новим є також те, що механізм обертання робочого органу містить ступінчатий редуктор, забезпечений механізмом переключення швидкості обертів, а також вертлюг, споряджений муфтою для з'єднання із робочим органом, а механізм осьового переміщення робочого органу з'єднаний із верхнім та нижнім фланцями каретки ланцюговою передачею через верхню та нижню зірочки станини з можливістю реверсного переміщення каретки вверх або вниз сумісно із механізмом обертання. Суть заявленого бурового верстата пояснюється фігурами 1-5. На фіг. 1, 5 показаний загальний вигляд бурового верстата (вид збоку), на фіг. 2 - вид спереду, на фіг. 3 - вид зверху, на фіг. 4 - кінематична схема, де напрямні щогли 1, з'єднані поперечинами 2 і утворюють корпус верстата, всередині напрямних змонтована каретка 3, яка має ролики 4, у верхній і нижній частині корпус має зірочки 5, з'єднані між собою ланцюгом 6, в нижній частині корпусу напрямні щогли шарнірно з'єднані із горизонтальним візком 7, який сумісно із напрямними щоглами 1 та поперечинами 2 утворюють станину. На каретці 3 закріплений механізм обертання робочого органу у складі: електроприводу 8, пасової передачі 9, ступінчатого редуктора із механізмом переключення швидкості обертів 10, важеля переключення швидкості обертів 11, вихідний вал редуктора 10 з'єднаний із вертлюгом 12, який споряджений муфтою 13, до якої кріпиться робочий орган 14, яким може бути шнек, розширювач свердловин, бурова штанга, яка може бути забезпечена бурозмішувачем 14' та ін. Ззовні напрямних щогол розміщений механізм осьового переміщення робочого органу у складі: електропривода 15 і редуктора 16, з'єднаних між собою через ведучу 17 та ведену 18 зірочки ланцюговою передачею 19, на вихідному валу редуктора посаджена зірочка 20 (див. фіг. 4), яка сполучена із зірочками 5 ланцюгом 6, один кінець якого прикріплений до нижнього фланця 21 каретки (див. фіг. 2), а другий кінець до верхнього фланця 22 каретки, в редуктор 16, який має кнопку управління 23, вмонтована рукоятка 24. На горизонтальному візку 7 змонтований механізм переміщення бурового верстата у складі електропривода 25, на валу якого посаджене ведуче зубчате колесо 26, з'єднане ланцюгом 27 із веденим зубчатим колесом 28, посадженим на вісь 29 колісної пари 30. Із корпусом бурового верстата у складі напрямних 1 і горизонтального візка 7 шарнірно з'єднані відповідно верхня 31 та нижня 32 секції укосів, сполучених фіксатором 33. 1 UA 73991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Буровий верстат працює наступним чином. як робочий орган 14 можуть слугувати шнеки для буріння свердловин, бурові штанги із пристроями для розширення свердловин, бурові штанги із бурозмішувачами для укріплення ґрунтів та ін. Оснащення бурового верстата вертлюгом 12, який забезпечує при його обертанні подачу розчину в'яжучої речовини до робочого органу дозволяє використовувати верстат, окрім буріння свердловин, для закріплення ґрунтів. Приклад роботи бурового верстата показано із застосуванням бурової штанги 14 із бурозмішувачем 14', який кріпиться до муфти 13. В роботу включають механізм обертання бурової штанги. При цьому електродвигун 8 через пасову передачу 9 обертає ведучий вал редуктора 10. Швидкість обертів в залежності від характеристик (якості) ґрунту установлюють за допомогою важеля 11. Для м'яких ґрунтів установлюють більшу швидкість, а для твердих меншу швидкість. Одночасно із обертанням бурової штанги включають механізм осьового переміщення. При цьому електродвигун 15 обертає ведучий вал редуктора 16 за допомогою ланцюгової передачі 19 через ведучу 17 та ведену 18 зірочки. На вихідному валу редуктора 16 посаджена зірочка 20 (див. фіг. 4), яка сполучена із верхньою та нижньою зірочками 5 корпуса верстата ланцюгом 6, який в залежності від напрямку обертання зірочки 20 передає тягове зусилля до каретки 3 нижній 21 або верхній 22 фланці. Наприклад, в процесі буріння електродвигун 15 передає редуктору 16 праве обертання, зірочка 20 правим обертанням передає зусилля і переміщує ланцюг 6 вниз, при цьому один кінець ланцюга з'єднаний із нижнім фланцем 21 і відповідно тягне каретку 3 вниз, а сумісно із нею і бурову штангу із бурозмішувачем, який, обертаючись, руйнує структуру ґрунту і одночасно в зруйновану зону ґрунту через вертлюг 12, порожнину бурової штанги 13 та отвори бурозмішувача 14' надходить в'яжучий розчин, який перемішується бурозмішувачем 14' із зруйнованим ґрунтом і таким чином відбувається укріплення ґрунтів. При необхідності переміщення бурової штанги вверх виконують переключення напрямку обертання зірочки 20 на ліве і вона відповідно передає тягове зусилля і переміщує ланцюг 6 вверх, який другим кінцем з'єднаний із верхнім фланцем 22 каретки 3 і переміщує її вверх, при цьому каретка 3 переміщується на роликах 4 по внутрішніх полицях напрямних 1 і переміщує вверх робочий орган. Таким чином забезпечується реверсне переміщення робочого органу в осьовому напрямі вверх або вниз. При бурінні робочий орган може зустрітись із перепоною, наприклад із лінзою твердого ґрунту або будівельного сміття, для попередження поломки механізмів їх відключають кнопкою управління 23 редуктора 16 і переходять на ручне управління подачею бурової штанги 14 за допомогою рукоятки 24. По закінченню буріння свердловини буровий верстат переміщують для буріння іншої свердловини наступним чином. Включають електродвигун 25, який обертає зубчате колесо 26 і передає за допомогою ланцюга 27 тягове зусилля через ведене зубчате колесо 28 на вісь колісної пари 29, обертаючи колеса 30 та переміщуючи буровий верстат. При необхідності виконувати буріння свердловин чи закріплення ґрунтів в похилому напрямку буровийверстат нахиляють на потрібний кут за допомогою укосів наступним чином. Напрямні 1, які шарнірно з'єднані із горизонтальним візком 7, нахиляють, при цьому верхні стержні 31 укосів занурюються в порожнини нижніх трубчатих секцій 32 повертаючись на шарнірних з'єднаннях, при досягненні потрібного кута нахилу верстата секції укосів закріплюють, тобто стопорять фіксатором 33 і виконують буріння чи закріплення ґрунтів у похилому напрямку. Таким чином, запропонований буровий верстат забезпечує: по-перше, буріння та закріплення ґрунтів із різною швидкістю обертань робочого органу, що важливо при виконанні робіт в різних ґрунтових умовах, по-друге, буріння ґрунтів в похилому напрямку, що дає можливість закріплення ґрунтів під фундаментами при підсиленні основ існуючих будівель при їх реконструкції або при захисті від деформацій, по-третє, буровий верстат мобільний і не потребує додаткових транспортних засобів для переміщення в межах будівельного майданчика. Перелічене вище забезпечує високу ефективність використання запропонованої корисної моделі бурового верстата, збільшує функціональні можливості та розширює область застосування. На запропоновану корисну модель розроблені креслення та виготовлені декілька екземплярів бурових верстатів, які впроваджені на багатьох об'єктах будівництва як для буріння свердловин, так і закріплення ґрунтів при підсиленні основ при реконструкції і захисті існуючих будівель від деформації. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Буровий верстат, що містить напрямні щогли, механізм обертання та механізм осьового переміщення робочого органу (бурового інструмента), який відрізняється тим, що щогли виконані у вигляді двох вертикальних напрямних коробчатої незамкнутої форми, з'єднаних між 2 UA 73991 U 5 10 собою поперечинами, які сумісно із горизонтально розташованим візком утворюють станину, всередині напрямних змонтована каретка, яка на роликах переміщається по внутрішніх полицях напрямних, на каретці закріплений механізм обертання робочого органу, напрямні щогли шарнірно з'єднані із горизонтально розташованим візком, на якому розміщений механізм переміщення бурового верстата, та укосами для регулювання кута нахилу напрямних щогол, на вихідному валу електродвигуна механізму переміщення верстата посаджене ведуче зубчате колесо, з'єднане ланцюговою передачею із веденим зубчатим колесом, посадженим на вісь колісної пари. 2. Буровий верстат за п. 1, який відрізняється тим, що механізм обертання робочого органу містить ступінчатий редуктор, забезпечений механізмом переключення швидкості обертів, а також вертлюг, споряджений муфтою для з'єднання із робочим органом, а механізм осьового переміщення робочого органу з'єднаний із верхнім та нижнім фланцями каретки ланцюговою передачею через верхню та нижню зірочки станини з можливістю реверсного переміщення каретки уверх або вниз сумісно із механізмом обертання. 3 UA 73991 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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