CS219149B1

CS219149B1 - Torsion drilling equipment

Info

Publication number: CS219149B1
Application number: CS896981A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Vladar; Jaroslav Ruzicka; Radana Churava
Original assignee: Jaroslav Vladar; Jaroslav Ruzicka; Radana Churava
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká torsního vrtacího zařízení vhodného· pro vrtání v různých geologických materiálech. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sestává ze dvou kotoučů, spojených torsním hřídelem. Na prvním kotouči je uchycen budič torsních kmitů, který umožňuje pootáčením nevývažku vybudit torsní harmonické kmitání ve směru osy torsního hřídele. Na druhém kotouči je pomocí držáku uchycen torsní vrták.The invention relates to a torsion drilling device suitable for drilling in various geological materials. The essence of the invention lies in the fact that it consists of two discs connected by a torsion shaft. A torsion vibration exciter is mounted on the first disc, which allows, by rotating the unbalance, to excite torsional harmonic oscillations in the direction of the axis of the torsion shaft. A torsion drill is mounted on the second disc by means of a holder.

Description

Vynález řeší torsní vrtací zařízení vhodné pro' vrtání v různých geologických materiálech.The invention provides a torsion drilling device suitable for drilling in various geological materials.

V provozním nasazení se používají hlavně příklepová kladiva a bourací kladiva. Příklepová kladiva jsou používána hlavně ve stavebnictví. Pohon zajišťuje jednofázový elektromotor, který pres převodovou skříň pohání klikový hřídel s ojnicí a pístem. Mezi pracovním pístem i úderným pístem je plynný polštář, který přenáší energii rázu.Impact hammers and demolition hammers are mainly used in operational applications. Impact hammers are mainly used in construction. The drive is provided by a single-phase electric motor that drives the crankshaft with connecting rod and piston via the gearbox. Between the working piston and the striking piston there is a gas cushion that transmits shock energy.

Další převodový mechanismus otáčí nástrojem. U bouracích kladiv je také převodní skříň poháněná elektromotorem. Celý systém pracuje také na principu klikového mechanismu. Úderný píst je však s pracovním pístem spojen tuhou pružinou, která nahrazuje plynný polštář užívaný u předešlého typu. U obou těchto i dalších známých principů je velkou nevýhodou poměrná složitost celého systému.Another gear mechanism rotates the tool. For demolition hammers, the gearbox is also driven by an electric motor. The whole system also works on the principle of the crank mechanism. However, the striking piston is connected to the working piston by a rigid spring that replaces the gas cushion used in the previous type. For both these and other known principles, the major disadvantage is the relative complexity of the entire system.

Uvedené nevýhody odstraňuje torsní vrtací zařízení pro vrtání v různých geologických materiálech podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává z torsnítoo budiče kmitů, k němuž je uchycen p-rvní kotouč, opatřený torsní pružinou. Tento první kotouč je pevně spojen prostřednictvím torsní hřídele s druhým kotoučem, k němuž je připevněn držák vrtací tyče, případně torsního vrtáku. Celá tato soustava je otočně uložena v podpěrách pevně uchycených v rámu. Na rámu je upevněn elektromotor spojený klínovým řemenem s torsním budičem kmitů. První kotouč je opatřen torsním tlumičem.These disadvantages are overcome by torsion drilling equipment for drilling in various geological materials according to the invention. Its essence consists in that it consists of a torsional tattoo exciter to which a p-first disk provided with a torsion spring is attached. This first disk is fixedly connected by means of a torsion shaft to a second disk, to which a drill rod holder or a torsion drill bit is attached. The whole assembly is rotatably supported in supports fixedly fixed in the frame. On the frame is fixed an electric motor connected by a V-belt to a torsional exciter. The first disc is provided with a torsion damper.

Výhodou zařízení podle vynálezu je jednoduchost konstrukčního provedení a tedy provozní spolehlivost. Jednoduchým způsobem lze regulovat amplitudy torsního kmitání, které je stabilní i při různém zatížení. Mezi další výhody patří nízká spotřeba energie, velmi nízká hladina hluku v provozních otáčkách a malý přenos dynamických sil do okolí, a to jak v provozních otáčkách, tak i při rozběhu a doběhu zařízení.The advantage of the device according to the invention is the simplicity of the construction and thus the operational reliability. The torsional vibration amplitudes, which are stable even under different loads, can be controlled in a simple way. Other advantages include low power consumption, very low noise level at operating speed and low dynamic force transmission to the environment, both at operating speed and during start-up and deceleration of the plant.

Vynález a jeho výhody jsou blíže objasněny na příkladu provedení pomocí připojeného výkresu, na němž obr. 1 znázorňuje zařízení podle vynálezu schematicky, o^!br. 2a znázorňuje uspořádání nevývažků, uchypohledu a obr. 2b v čelním pohledu, děných na koncích hřídelů budiče v bočnímThe invention and its advantages are described with reference to embodiments using the attached drawing on which Fig. 1 shows schematically a device according to the invention, ^about! br. Fig. 2a shows the arrangement of the unbalance, the view and Fig. 2b in a front view taken at the ends of the exciter shafts in a side view

Torsní vrtací zařízení podle obr. 1 je tvořeno prvním kotoučem 1 o hmotném momentu setrvačnosti Θ, na němž je uchycen torsní budič 2 kmitů. Torsní systém sestává dále z druhého kotouče 3, také o hmotném momentu setrvačnosti Θ. Mezi oběma těmito kotouči 1 a 3 je pevně uchycen torsní hřídel 4 o torsní tuhosti C. Vrtací tyč 6 nebo torsní vrták, je uchycen k držáku S, který je pevně spojen s druhým kotoučemThe torsion drilling device according to FIG. 1 is formed by a first disk 1 having a mass moment of inertia Θ on which the torsion exciter 2 is mounted. The torsion system further comprises a second disk 3, also having a mass moment of inertia Θ. Between the two discs 1 and 3, a torsion shaft 4 with a torsional stiffness C is fixed. The drill rod 6 or the torsion drill is fixed to a holder S which is fixedly connected to the other disc.

3. Při rozběhu a doběhu torsní soustavy je přechod přes první vlastní kmity tlumen torsním tlumičem 7 a udržován v rovnovážné poloze torsními pružinami 11 uchycenými k rámu stroje. Mechanický torsní budič 2 kmitů je přes klínový řemen poháněn elektromotorem 8. Celá vrtací souprava je otočně uložena v ložiskách 9, jejichž ložisková tělesa jsou upevněna v podpěrách 10 a tytoi podpěry 10 jsou pevně uchyceny k rámu 12 stroje.3. During start-up and run-down of the torsion system, the transition over the first self-oscillations is damped by the torsion damper 7 and maintained in equilibrium by torsion springs 11 attached to the machine frame. The mechanical torsion exciter 2 is driven by an electric motor 8 via a V-belt. The entire drilling rig is rotatably mounted in bearings 9 whose bearing bodies are fixed in supports 10 and these supports 10 are fixedly attached to the machine frame 12.

Nevývažky 13 na obr. 2 jsou uchyceny na koncích hřídelů torsního budiče 2 kmitů, otáčejí se stejnou úhlovou rychlostí a vzájemně v opačném smyslu tak, že vytvářejí torsní budicí moment.The imbalances 13 in FIG. 2 are mounted at the ends of the shafts of the torsional exciter 2, rotating at the same angular velocity and in opposite directions to each other to produce a torsional excitation moment.

Nevývažky 13 na koncích hřídelů je možno také pootočit o úhel a tak, že bude vybuzen nejen uvedený torsní budicí moment, ale také harmonická příklepová budicí síla ve směru osy vrtací tyče 6. Lze tedy zařízením podle vynálezu pootočením nevývažků 13 vybudit osovou sílu ve směru vrtací tyčeThe unbalances 13 at the ends of the shafts can also be rotated by an angle a so that not only said torsional excitation torque but also the harmonic impact force in the direction of the axis of the drill rod 6 is excited. bars

6. Použitím dalšího- budiče 2 je pak možno podstatně zvýšit frekvenci této hnací síly, takže v provozních otáčkách bude působit jak torsní moment, tak i budicí síla ve směru osy vrtací tyče &. Uvedený systém umožňuje dále rotaci celé soustavy kolem podélné osy vrtací tyče 6.6. By using an additional exciter 2, it is then possible to substantially increase the frequency of this driving force, so that both the torque and the driving force in the direction of the drilling rod axis < Said system further enables rotation of the entire assembly about the longitudinal axis of the drill rod 6.

Torsní vrtací zařízení lze využít především v uhelném a úpravárenském průmyslu.Torsion drilling equipment can be used primarily in the coal and processing industry.

Claims

Torsion drilling device for drilling in various geological materials, characterized in that it consists of a torsion exciter (2) to which a first disc (1) provided with a torsion spring (11) is attached and the first disc (1) ) is rigidly connected by means of a torsion shaft (4) to a second disc (3), to which the drill rod (6) or torsion drill bit holder (5) is attached and this assembly is rotatably supported in supports (10) fixed to the frame ( 12).

Device according to claim 1, characterized in that the first disc (1) is provided with a torsion damper (7).