Перфораторы с независимым вращением бура



 

Первые промышленные партии перфораторов с независимым вра­щением бура были изготовлены фирмой «Гарднер Денвер» в 1931 г. Они имели в качестве вращателя пневматический шесте­реночный двигатель и червячный редуктор. Однако производство этих перфораторов вскоре было прекращено из-за их большой массы. Механизм вращения с геликоидальной парой был быстро усовершенствован и прочно вошел в практику перфораторостроения.

Производство перфораторов с независимым вращением бура было возобновлено в СССР. В 1947 г. на руднике им. Дзержин­ского в Кривом Роге были начаты испытания перфоратора с неза­висимым вращением бура типа ЗИГ конструкции Н. П. Заблотного и М. К. Гречухи.

Современная промышленность освоила выпуск перфораторов с независимым вращением бура. К ним относятся перфораторы завода «Коммунист» ПК60А, ПК75 и ПК75А. Конструкция перфораторов ПК60 и ПК75 разработана во ВНИПИрудмаше и имеет аналогичное устройство. Ударная часть перфоратора ПК75 (рис. 2.1.3.1.) состоит из цилиндра 4, поршня 7, клапана 2, гнезда клапана 3 и крышки 20. Ударник работает сле­дующим образом: поршень 7 под действием сжатого воздуха, по­ступающего попеременно в переднюю и заднюю камеры сжатия, совершает возвратно-поступательные движения. В конце рабочего хода поршень наносит удар по хвостовику 14. Управление подачей воздуха в рабочие камеры сжатия производится клапаном мотылько­вого типа. Сжатый воздух из под­водящего штуцера через мотылько­вый клапан поступает в рабочую камеру прямого хода 19, вызывая рабочий ход поршня. Воздух из ка­меры обратного хода 17 при этом сначала выходит через выхлопное отверстие 6, а после его перекры­тия поршнем сжимается в камере. Когда движущийся поршень открывает выхлопное отверстие, давление в камере 19 падает и клапан 2 перекрывает дальнейшее поступление в нее сжатого воз­духа, открывая поступление воздуха в камеру 17, вследствие чего начинается обратный ход поршня. После перекрытия поршнем вы­хлопного отверстия давление в камере 19 начинает расти, в ре­зультате чего происходит торможение поршня. После того, как поршень при обратном ходе откроет выхлопное отверстие, давле­ние в камере 17 падает и под действием давления в камере 19 клапан открывается для впуска в нее сжатого воздуха.

Недостатком описанной системы воздухораспределения явля­ется то, что в некоторые моменты цикла напорная магистраль не­посредственно соединяется с выхлопом, что вызывает повышенный расход сжатого воздуха.

Вращатель перфоратора состоит из статора 22, ротора 23 с впрессованным в него золотником 11, шпинделя 13, передней 12 и задней 8 крышек. Статор представляет собой зубчатое колесо внутреннего зацепления, роль зубьев у которого играют свобод­но заложенные в круглые пазы статора цилиндрические ролики 10. Ротор выполнен в виде шестерни с наружными круговыми зубьями. Он свободно помещен в статоре, зубья которого явля­ются опорой ротора.

 

Рис. 2.1.3.1. Схема перфоратора ПК75

 

Сжатый воздух по каналу задней крышки попадает в кольце­вую полость 16 и далее по кольцевой проточке поступает в распре­делительное устройство, представляющее собой золотник с вин­товыми каналами 11. Входные отверстия каналов 11 периодически по мере обкатывания ротором статора сообщаются с кольцевой проточкой 9. Выходные отверстия каналов золотника 11 через от­верстия 15 между зубьями ротора соединяются с рабочими поло­стями двигателя, образованными зубьями ротора и статора. Вход­ные отверстия каналов золотника 11 смещены на 90° относительно выходных отверстий.

Благодаря эксцентричному расположению ротора и связанного с ним золотника, а также относительному смещению входных и выходных отверстий каналов золотника, рабочие полости одной по­ловины вращателя будут наполнены сжатым воздухом, а рабочие полости другой половины вращателя будут соединены с атмосфе­рой. Отработанный воздух сбрасывается через те же каналы в зо­лотник, в обратном порядке во внутреннюю полость вращателя и далее через отверстие в передней крышке 12 по патрубку перед­ней крышки в атмосферу. Сжатый воздух, находясь в рабочих полостях одной половины вращателя, воздействует на ротор 23 и поворачивает его. Так как золотник впрессован в ротор и пере­мещается вместе с ним, последующие циклы повторяются и ротор 23 обкатывается по внутренней поверхности статора 22. Число зубьев ротора на единицу меньше числа зубьев статора, поэтому за полное обкатывание ротора по внутренней поверхности статора последний сместится вокруг своей оси только на расстояние между соседними зубьями. В этом проявляются редукционные свойства вращателя, т. е. за полное обкатывание ротора происходит его не­большое угловое смещение.

С тем чтобы планетарное перемещение ротора преобразовать во вращательное движение шпинделя 13 относительно оси перфо­ратора, последний имеет круглые зубья, свободно входящие в кру­говые впадины на внутренней поверхности ротора, так что ротор и шпиндель имеют возможность взаимного радиального перемеще­ния при обкатывании ротора по статору. Чтобы уменьшить трение в момент проскальзывания зубьев ротора относительно зубьев статора, последние имеют полукруглую форму.

Для облегчения развинчивания бурового става вращатель вы­полнен реверсивным. Направление вращения зависит от подачи воздуха к передней или задней полости. Регулирование частоты вращения производят путем дросселирования сжатого воздуха. На перфораторе установлен глушитель 5, позволяющий снизить общий уровень шума до 113—115 дБ. Подача сжатого воздуха в ударную часть производится через штуцер /. Хвостовик 14 выполняется с внутренней или наружной резьбой. Соответственно буровая штанга непосредственно ввинчивается в хвостовик или соединя­ется с ним посредством муфты.

Перфоратор ПК75 имеет центральную промывку. Промывочная жидкость подается через штуцер 21 и водяную трубку 18 в хво­стовик и далее через полую штангу на забой. Для предотвраще­ния попадания воды в перфоратор в хвостовик 14 вставляется манжета. Для надежной эксплуатации перфоратора давление в во­дяной системе должно быть ниже давления сжатого воздуха на 0,1 МПа.

Недостатком системы воздухораспределения перфораторов ПК75 является то, что в некоторые моменты времени цикла напор­ная магистраль непосредственно соединяется с выхлопом, что вы­зывает повышенный расход сжатого воздуха.

С целью увеличения ударной мощности произведена модерни­зация перфоратора ПК75 и разработана его новая модификация ПК75А. Здесь диаметр цилиндра увеличен до 125 мм, применена бесклапанная система воздухораспределения по схеме «золотник на поршне» (рис. 2.1.3.2.). Ударная мощность перфоратора увеличена на 1,6 кВт и составляет 10,1 кВт.

Рис. 2.1.3.2. Схема перфоратора ПК75А:

1—насадок; 2—соединительная муфта: 3— статор; 4— ротор; 5 — передняя крышка; 6— шпиндель; 7 — ролик; 8 — задняя крышка; 9— поршень; 10 — цилиндр; 11 — головка; 12 — водо-промывная трубка

 

Бурильные головки БГА-1М также имеют независимое враще­ние бура.

Рис. 2.1.3.3. Схема бурильной головки БГА-1М

 

Они выпускаются Старооскольским механическим заво­дом. Этой головкой оснащают бурильные установки БУР-2Б, 1СБУ-2К и СБУ-2МН. Головка БГА-1М (рис. 3.1.3.3., конструктор А. А. Моржаретто) состоит из шестереночного двигателя 1 с редук­тором и ударного узла. Ударник работает следующим образом: сжатый воздух от пульта управления через штуцер 17, трубку 2, полость 15, каналы задней буксы 4 и продольные каналы цилиндра 6 поступает в расточку 11 передней буксы 7, откуда через проточку на штоке ударника подается в камеру обратного хода 12. В ка­меру прямого хода 14 воздух проходит через каналы задней буксы и проточку 5 на хвостовике ударника. Торец хвостовика постоянно находится под давлением сжатого воздуха. Выхлоп сжатого воз­духа производится через выхлопное окно 13. При увеличении уси­лия подачи амортизатор 3 сжимается и выпускной клапан 16 открывается полностью. Ударный механизм закрыт кожухом, кото­рый снижает уровень шума. Вращатель состоит из пневматиче­ского шестереночного двигателя и трех пар зубчатых колес, пере­дающих крутящий момент хвостовику 10 через шпиндель 8. Общее передаточное число редуктора равно 34,4. Мощность шестереноч­ного двигателя 1,2 кВт. Вода в штуцер подается через муфту боко­вой промывки 9. Схема БГА-1М оказалась настолько эффективно, что фирма «Гарднер-Денвер» (США) использует ее для своих пер­фораторов PR 1000 и PR2000. Финская фирма «Тамрок» выпускает серию перфораторов для шахтных установок. Они имеют воздухораспределение по схеме «золотник на поршне».

Перфоратор L400 (рис. 2.1.3.4.) имеет независимое вращение от шестереночного пневмодвигателя. Одна шестерня двигателя со­вмещена с осью перфоратора, а вторая вынесена в отдельный при­лив.

Рис. 2.1.3.4. Схема перфоратора L400:

/ — водопромывная трубка; 2 — поворотная букса;  3 — поршень;

4 — направляющая     втулка; 5 — цилиндр; 6— пускатель;

7 — пневмодвигатель; 8 — редуктор

 

Крутящий момент через трехступенчатый редуктор передается шпинделю и через него бурильному инструменту. Шестерни редуктора цилиндрические.      Поршень имеет удлиненную конструкцию. Золотник расположен на заднем штоке поршня. Промывка цен­тральная.

Достоинством перфоратора является его высокая надежность, что обеспечивается простотой конструктивных решений. Система воздухораспределения с пусковым клапаном, построенная по прин­ципу «золотник на поршне», позволяет использовать энергию рас­ширения сжатого воздуха, что повышает коэффициент полезного действия ударного узла до 0,82. Надежность обеспечивается тем, что в ударном механизме имеется одна двигающаяся де­таль—поршень. Независимое вращение повышает надежность за счет отсутствия в механизме таких деталей, как стопоры, пружины, храповики, что присуще механизму вращения с гелико­идальным стержнем.

Частота вращения бурильного инструмента составляет 3,3 с-1, при передаточном числе оборотов от двигателя к шпинделю, рав­ном 10.

Шведская фирма «Атлас Копко» позже других перешла к при­менению перфораторов с независимым вращением бура. Она вы­пускает серию таких перфораторов: СОР89Д, СОР91ЕД, СОР125Д и СОР126ЕД.

В перфораторе СОР91ЕД для вращения шпинделя применен ротационный реверсивный двигатель, который в одном корпусе совмещен с ударным механизмом. Двигатель развивает высокую мощность при относительно малых размерах. Вместе с тем он имеет низкий удельный расход сжатого воздуха. Перфоратор СОР126ЕД имеет шестереночный двигатель, который размещен сзади ударного механизма. Такое расположение двигателя удобно для ремонта и замены в случае необходимости. Ударный механизм имеет длинный ударник, специально сконструированный для буре­ния глубоких взрывных скважин. Шум глушится в две стадии: пу­тем соответствующих конструктивных устройств внутри перфора­тора и с помощью внешнего глушителя. Вместе с тем перфоратор имеет малые внешние размеры, что позволяет бурить шпуры почти параллельно стенкам выработки. Наклон оси шпура составляет 3°. Перфоратор имеет муфту боковой промывки, что позволяет применять воду под высоким давлением.

Фирма также выпускает перфоратор типа СОР150ЕВ с диамет­ром поршня 150 мм, предназначенный для бурения скважин диа­метром 64—115 мм. При этом применяются буровые штанги диа­метром 38 или 45 мм. Машина работает при давлении сжатого воздуха в сети 0,6—0,8 МПа.

Последней новинкой фирмы является серия перфораторов СОР925, СОР928, СОР932М. Они имеют бесклапанное воздухораспределение и независимое вращение инструмента. Смазка удар­ного механизма осуществляется с помощью воздуха, смешанного с маслом, который проходит по отдельным масляным магистралям. Длина хода поршня меняется от 38 до 60 мм, в связи с чем меня­ется и частота ударов. Управление ходом поршня производится автоматически в зависимости от крепости породы. Уровень шума составляет 103 дБ на расстоянии 1 м от механизма.

В США для шахтных бурильных установок фирма «Гарднер Денвер» выпускает серию перфораторов PR 123, PR55, PR66, PR80 с диаметром поршня соответственно 114, 139, 168 и 203 мм. У этих перфораторов вращение поворотной буксы осуществляется за счет шестереночного пневматического двигателя.

Выпущен новый перфоратор PR2000 с диаметром поршня 137 мм. Конструктивной особенностью этого перфоратора является воздухораспределение по схеме «два золотника на поршне» (рис. 2.1.3.5.). Аналогичное воздухораспределение имеет бурильная головка БГА-1, выпускаемая Старооскольским механическим за­водом. Причем она была выпущена на 10 лет раньше зарубежных. Вращение осуществляется от шестереночного двигателя, располо­женного в задней части перфоратора.

Общий к. п. д. бурильной головки по сравнению с аналогич­ными машинами выше на 30 % при выходной мощности 10— 15 кВт. Выходящий из перфоратора воздух направляется через глушитель шума в узер держателя хвостовика и далее на поверх­ность трения податчика. Поскольку отработанный воздух содержит масло, происходят обильная смазка наиболее нагруженных поверхностей трения и очистка их от грязи.

 

Рис. 2.1.3.5. Схема перфоратора PR2000:

/—хвостовик; 2—поворотная втулка; 3 — корпус; 4— глушитель шума; 5 — поршень- 6— двигатель вращателя; 7 — водяной патрубок

 

Гидравлические перфораторы

Последнее десятилетие в области бурения характеризуется широ­кими исследованиями и внедрением гидравлических перфораторов взамен пневматических. Это вызвано невозможностью дальней­шего повышения мощности пневматических перфораторов. При этом быстро возрастают размеры и масса перфораторов, увели­чиваются диаметры пневматических цилиндров, резко снижается стойкость бурового инструмента.

Гидравлический перфоратор при равных размерах и массе с пневматическим позволяет подвести к буровому инструменту в 2—3 раза большую мощность и повысить производительность бурения в 1,5—2 раза. Благодаря формированию гидроударником более эффективных импульсов напряжения, стойкость бурового инструмента возрастает. К достоинствам гидроперфораторов отно­сятся также потребление вместо пневматической более дешевой электрической энергии, уменьшение шума (на 5—15 дБ) и отсут­ствие масляного тумана в забое выработки.

До 1960 г. гидравлическая энергия использовалась только для вращательного способа бурения шпуров и скважин. Одновременно велись исследовательские работы по применению гидроударников в горном деле. Первые работоспособные гидравлические головки ударного действия появились в 1970 г.. К 1980 г. были созданы надежные конструкции гидроударников с плавным регулирова­нием частоты ударов. Одновременно совершенствовались вращатели к ним, податчики и манипуляторы.

Гидравлические бурильные головки сейчас изготовляют более 20 фирм. Известно более 50 моделей головок. Большинство бурильных головок снабжено газовыми аккумуляторами, которые периодически заполняют инертным газом (азотом). Головки поз­воляют бурить шпуры и скважины диаметром 32—102 мм. Энер­гия удара 180—500 Дж, частота ударов 30—150 Гц, частота вра­щения бурового инструмента 0—5 с-1, крутящий момент 200— 500 Н×м, давление воды для промывки 0,5—1 МПа, расход воды 30—60 л/мин.

Ударный механизм гидроперфораторов работает обычно на давлении 14—16 МПа, механизмы вращения—на давлении 5— 10 МПа, податчик—на давлении 4—8 МПа. Расход жидкости ударным механизмом 60—100 л/мин, механизмом вращения 20—60 и податчиком — 5—20 л/мин.

Для снабжения гидроперфораторов энергоносителем выпускают электрогидравлические силовые блоки. Такие блоки состоят из двигателя и трех насосов, каждый из которых снабжает энергоно­сителем ударник, вращатель и приводит в движение податчик. В настоящее время появилась тенденция к установке одного на­соса, питающего три потребителя. Мощность электродвигателя на­сосов 30—60 кВт. Известны два основных типа гидравлических перфораторов — золотниковые и беззолотниковые. У золотниковых перфораторов переключение потоков энергоносителя осуществля­ется золотником, движение которого гидравлически связано с движением поршня-ударника. Известны также перфораторы с вращающимся золотником, который приводится в движение двигателем вращателя. У беззолотниковых перфораторов пере­ключение потока энергоносителя осуществляется непосредственно поршнем-ударником.

Кузнецким машиностроительным заводом совместно с Караган­динским политехническим институтом разработаны гидравличе­ские перфораторы ГП-1, ГП-2, ГП-3. Первые два типоразмера предназначены для бурения шпуров, третий—для бурения сква­жин.

Прошли производственные испытания гидроперфораторы ГБГ-180-250, ГБГ-230-300, ГП-2-01; проектируется гидроперфора­тор ГБГЗОО-500.

Эти гидроперфораторы имеют золотниковое гидрораспределе­ние рабочей жидкости, аккумуляторы высокого и низкого давления и встроенный гидравлический вращатель. Они имеют поршни дли­ной 408 и 425 мм при общей длине бурильной головки 900 мм.

Финская фирма «Тамрок» выпускает гидроперфораторы НЕ425, HL4-32, HL438. Гидроперфоратор HL850 позволяет бурить сква­жины диаметром до 152 мм, а гидроперфораторы HL4000—до 200 мм. Его ударная мощность достигает 70 кВт.

На рис. 2.2.1. показана схема устройства ударного узла буриль­ной головки гидроперфоратора HL438.

Рис. 2.2.1. Схема ударного узла гидроперфоратора HL438

 

Поршень 2 после нанесения удара по хвостовику 1 движется под действием напорного давления в камере 4 слева направо, со­вершая обратный ход. В этот момент камеры 4 и 6 через канал 11 соединены с напорной магистралью, а камера 8 через отверстие 14 в золотнике 7, отверстие 15 и канал 12 в корпусе 3 — со сливной магистралью. Золотник находится в крайнем правом положении. Одновременно происходит заполнение рабочей жидкостью напор­ного аккумулятора 10. Из камеры 8 жидкость вытесняется в слив­ную магистраль и частично в сливной аккумулятор 13. Когда бурт 18 поршня перекроет отверстие 14 в золотнике, камера 8 окажется отсеченной от сливной магистрали и через канал 9 будет соеди­нена с напорной магистралью, в результате чего давление в ка­мере 8 возрастет. Поршень будет продолжать двигаться направо под действием силы инерции, пока не остановится. Бурт 18 закроет канал 14 в золотнике, откроет каналы 17, 16 и 12, соединится со сливной магистралью. В то же время камера 6 отсекается от на­порной магистрали буртом 19, находящимся на поршне. При этом левый торец золотника высвобождается от сил напорного давления жидкости, а правый торец находится под давлением, что заставит золотник переместиться влево. Перемещаясь, золотник закроет ка­налы 14 и 17, в камерах 4 и 8 установится давление, близкое к давлению в напорной магистрали.

Под действием разности сил, возникающих из-за неодинаковой площади сечения камер 4 и 8, поршень будет двигаться налево, совершая рабочий ход. В этот момент жидкость в камеру 8 будет поступать как из напорной магистрали, так и из аккумулятора 10, а аккумулятор 13 разрядится в сливную магистраль. При рабо­чем ходе поршня бурт 19 соединяет камеру 6 с напорной маги­стралью через каналы 5 и 11. Давление жидкости становится одинаковым в камерах 6 и 8. Под действием разности сил, возникаю­щих из-за неодинаковой площади золотника, последний переме­стится вправо, после чего камера 8 через каналы 14 и 15 соеди­нится со сливной магистралью и давление в ней упадет. Поршень будет двигаться по инерции и нанесет удар по хвостовику. Далее следует повторение цикла.

На рис. 2.2.2. показана схема устройства гидроперфоратора HL438.

Французские фирмы «Монтаберт» и «Секома» раньше других стали выпускать гидравлические бурильные головки вращатель­ного и вращательно-ударного действия. Первая фирма выпускает модели Н45, Н70, НЮО. Последняя модель создает энергию удара 500 Дж и крутящий момент на буре 1200 Н×м при частоте вра­щения 1,5 с-1.

Фирма «Секома» выпускает наиболее отработанную бурильную головку вращательного действия RPH40 и бурильные головки вра­щательно-ударного действия RPH35, RPH200, РРН400. Последняя головка имеет энергию удара до 300 Дж, частоту ударов до 83 Гц, крутящий момент до 250 Н×м при частоте вращения от 0 до 5 с-1.

 

 

Рис. 2.2.2. Схема гидроперфоратора HL438:

1- буродержатель; 2- шпиндель; 3 - промывочная трубка; 4 -

грязесъемная манжета; 5 - уплотнения; 6 -  поршень; 7 - цилиндр;

8 - корпус распределительного устройства; 9 - золотник; 10 - корпус ударного механизма; 11 - цилиндр; 12 - гидродвигатель: 13 - подшипник скольжения; 14 - вал-шестерня

 

Остановимся на схеме устройства ударного узла и распредели­тельного устройства бурильной головки RPH400 (рис. 2.2.3.).

Рис. 2.2.3. Схема ударного узла и распределительного устройства бурильной го­ловки RPH400

 

В корпусе 20 поршнем 1 образуются три рабочие камеры 19, 13, 12. Площадь поперечного сечения камеры 19 меньше площади по­перечного сечения камеры 12. Камера 19 постоянно находится под давлением от напора рабочей жидкости. Камера 13 постоянно свя­зана со сливной магистралью 10. Камера 12 находится под дав­лением во время рабочего хода поршня и соединяется со сливной магистралью во время обратного хода поршня.

На рис. 3.2.3. поршень показан в положении нанесения удара по хвостовику бура. Запуск бурильной головки в работу производят подачей рабочей жидкости в напорную магистраль 9. По достиже­нии определенного давления жидкость перемещает золотник 7, при этом открываются каналы 6 и 5, рабочая жидкость начинает поступать в аккумулятор 4, распределительный клапан и рабочую камеру 19. Золотник 3 распределительного клапана ставится в такое положение, при котором камера 12 оказывается соединенной со сливной магистралью 2. Под действием напорного давления в камере 19 поршень начинает перемещаться слева направо, совер­шая обратный ход. Одновременно продолжает заполняться жид­костью аккумулятор 4. Когда бурт поршня пройдет канал 18, ра­бочая жидкость из камеры 19 под давлением начинает поступать к распределительному клапану и перемещает золотник 3 в поло­жение, при котором камера 12 соединяется с напорной маги­стралью 10.

Давление в камере 12 возрастает, но поршень продолжает дви­жение слева направо под действием сил инерции и достигает крайнего правого положения. Когда поршень займет крайнее пра­вое положение, давление жидкости в камерах 19 и 12 будет равно давлению напорной магистрали. Так как активная площадь ка­меры 12 больше активной площади камеры 19, поршень начнет двигаться влево, совершая рабочий ход, аккумулятор 4 при этом отдает накопленную жидкость. Жидкость из камеры 19 вытесня­ется и переливается в камеру 12. Когда бурт поршня пройдет ка­нал 14 и канал 11, он через канал 14 и камеру 13 соединяется со сливной магистралью. Золотник 3 распределительного клапана возвращается в исходное положение, при котором камера 12 со­единяется со сливной магистралью 2, в результате чего давление в камере 12 падает. Однако поршень, продолжая двигаться по инерции, наносит удар по хвостовику. Если оператор прекращает подачу жидкости в систему, то золотник 7 под действием пружины 8 закрывает каналы 6 и 5. Регулировку частоты и энергии ударов поршня осуществляют с помощью каналов 18, 17, 16, 15, 14, в ко­торые ввертывают специальные винты различной длины.

Шведская фирма «Атлас Копко» выпускает гидроперфораторы СОР-1022, СОР-1032, СОР-1238.

Устройство гидравлического перфоратора среднего типа СОР-1032 показано на рис. 2.2.4. Поршень-ударник 11 совершает возвратно-поступательные движения, нанося при прямом ходе удары по хвостовику 1, имеющему внутреннюю резьбу для соединения с буровой штангой. Уплотнения 8 предохраняют от утечек масла из ударного механизма. Переключение потока рабочей жид­кости на прямой или обратный ход поршня-ударника осуществля­ется золотником 12. Ход поршня-ударника, энергию и частоту уда­ров регулируют пробкой 9, при повороте которой открывают один из трех каналов 10, подводящих масло из рабочего цилиндра к ка­мере переключения золотника 12. Сглаживание пульсации давле­ния рабочей жидкости производится на напорной магистрали диафрагмовым аккумулятором 18, одна из полостей которого за­полнена азотом под давлением 11 МПа. Вращение на хвостовик пе­редается от гидродвигателя 14 через муфту 15 и зубчатые колеса 16 и 4 на патрон 3, внутри которого размещен хвостовик. Перфора­тор оснащен гидравлическим амортизатором, предназначенным для защиты механизмов бурильной установки от вибрации, вызы­ваемой отскоком бурового снаряда. Отраженные удары через упорную втулку 5 передаются на поршень амортизатора 6, сжи­мающий масло в полости 7, соединенной с аккумулятором 13. Для защиты ударного механизма от загрязнения и для его охлаждения в камеру соударения поршня-ударника с хвостовиком подают на­сыщенный маслом сжатый воздух под давлением 0,2 МПа, кото­рый выходит в атмосферу через дренажное отверстие 17. Для уда­ления из шпура буровой мелочи в хвостовик через муфту боковой промывки 2 подают воду под давлением 0,6 МПа.

 

Рис. 2.2.4. Схема гидравлического перфоратора СОР 1032 фирмы «Атлас Копко» (Швеция)

 

Схема работы гидравлического перфоратора показана на рис. 2.2.5., на котором каналы, находящиеся под напорным давле­нием, затушеваны.

На рис. 2.2.5., а поршень-ударник 10 изображен в момент на­чала рабочего хода в крайнем заднем положении. Золотник 2 на­ходится в правом положении, в котором он удерживается давле­нием масла, поступающего по каналу 3 и воздействующего на кольцевую поверхность буртика золотника. Масло из напорной магистрали по каналу 11 поступает в заднюю камеру цилиндра и двигает поршень-ударник вперед. Когда поршень откроет канал 12, по нему поступит мгновенный импульс давления в камеру 4, ко­торый ввиду неравенства сечений площадей камеры и кольцевого буртика золотника перемещает золотник в левое положение (рис. 2.2.5,б). Масло из напорной магистрали по каналу 6 начи­нает поступать в переднюю камеру цилиндра, вызывая обратный ход поршня. После открытия отверстия масло из камеры 4 по ка­налам 9 и 5 уходит на слив и дальнейшее удерживание золотника в левом положении осуществляется давлением масла, поступаю­щего по каналу 3 и воздействующего на кольцевую поверхность правого буртика золотника. При дальнейшем обратном ходе пор­шня-ударника открывается один из трех каналов 7 (в зависимости от положения регулирующей пробки 8), масло поступает в ле­вую камеру 4 и золотник снова передвигается в правое положение. Удар по хвостовику производится в момент перевода золотника из правого положения в левое. Аккумулятор 1 работает на напорной линии. При рабочем ходе поршня-ударника он отдает в магистраль избыток масла, накопленный в моменты реверсирования поршня.

Рис. 2.2.5. Схема работы гидравлического перфоратора СОР-1032

Вопросы для самоконтроля

1. Пневмоперфораторы, устройство и принцип работы.

2. Воздухораспределительные устройства; виды и назначение.

3. Принцип действия воздухораспределителя (на одном из видов).

4. Особенности запуска пневматических перфораторов.

5. Перфораторы с независимым вращением бура, виды, устройство и принцип работы.

6. Гидравлические перфораторы, виды и устройство.

7. Принцип работы ударных узлов гидравлических перфораторов.

8. Принцип работы гидравлических перфораторов.

 


БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

 

Редакционно-издательский отдел МГТУ им. Г.И.Носова

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38

Ротапринт МГТУ


Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 218; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!