CS273508B1 - Drilling machine's headstock for rock drilling - Google Patents

Description

CS 273508 Bl

Vynález se týká vřeteníku přenosné sloupové vrtačky pro vrtání otvorů malého průměru při podzemním dobývání hornin, zejména při omezených prostorových podmínkách.

Vřeteník a posuvové ústrojí podstatně ovlivňují svými rozměry a hmotností i celkové rozměry a hmotnost přenosné sloupové vrtačky. Proto je třeba tyto veličiny minimalizovat a současně zajistit omezení rázů při zapínání posuvu.

Je známé samostatné posuvové ústrojí s tekutinovým přímočarým motorem, který přímo posouvá vřeteník po vedení. Pro zvětšení zdvihu jsou některá zařízení doplněna kladkostrojovým mechanismem. Je známo několik druhů posuvových mechanismů poháněných rotačním motorem upevněným na vedení, který po vedení posouvá vřeteník přes reduktor otáček prostřednictvím šroubu a matice, lana, řetězu, nebo ozubeného hřebenu. Společnou nevýhodou těchto uspořádání je, že používají minimálně dvou motorů, u kterých je nutno soustředit ovládací a regulační prvky na samostatném ovládacím pultu, který komplikuje zařízení a zvyšuje jeho celkovou hmotnost, rozměry a znesnadňuje přemístování. Aby se usnadnilo přemístování vrtačky, a ohledem na její hmotnost, je vřeteník umístěn na vodicích saních odnímatelně. Před přemístěním se jednotlivé skupiny vrtačky demontují a na novém pracovišti se opět sestaví. Tím narůstají ztrátové časy na úkor produktivní práce. Reduktor vytvořený ze šroubu a matice je citlivý na nečistoty a vyžaduje zvýšenou péči.

Jsou známá též posuvová zařízení přenosných vrtaček, uspořádaná v integrovaném vřeteníku. Pro zajištění posuvu se používá samostatný poháněči motor. Nevýhodou uspořádání je velká hmotnost. Výhodnější je uspořádání vřeteníku, u něhož se odvozuje posuvový pohyb od podávacího vřetene. Vřeteník obsahuje úvodní převod pro snížení otáček a planetový převod. Úvodní převod je vytvořen buS z presuvných předlohových kol, nebo z ozubených kol, která jsou ve stálém záběru s řazením ozubenými spojkami, či je vytvořen se šroubového nebo šnekového soukolí, Z úvodního převodu se přenáší otáčivý pohyb přes planetový převod a přes zubovou spojku na podávači kolo. Zubová spojka spíná bu3 přímo podávači kolo, nebo některý z členů planetového převodu. Nedostatkem převodů je, že zajištují jen posuv vřetene do vrtu. Zpětný posuv vřetene z vrtu se provádí ručně klikou. Pro zajištění bezrázového zapínání se toto zařízení doplňuje třecí spojkou. Tím se zařízení komplikuje a navíc vznikají časové ztráty při práci s ruční klikou, Bezrázové zspínánrí v obou směrech se zajištuje v jiných oblastech techniky, například u automobilových převodových skříní, planetovou převodovou skříní, v níž je každý člen brzděn vlastní diskovou či lamelovou brzdou. Přizpůsobení tohoto zařízení pro použití u vřeteníku přenosných vrtaček by bylo značně nákladné s ohledem na rozdílné průměry lamelových brzd. Rovněž odstupňování rychlostí posuvu pro různé horniny je možno řešit jednodušším způsobem. Zařízení by bylo hmotné, rozměrné a oddálení podávacího vřetene by vedlo ke zvýšení pasivních odporů.

Žádné ze známých řešení nesplňuje požadavek na bezrázové zapínání posuvu v obou směrech při minimalizaci rozměrů vřeteníku, hmotnosti vřeteníku a jednoduchým ovládáním jeho činnosti.

Tento problém řeší vřeteník vrtačky pro vrtání hornin podle vynálezu. Náhon podávacího kola je odvozen od vřetene přes úvodní převod a přes planetový převod. Na vstupním hřídeli planetového převodu je upraveno první centrální kolo. Mezi prvním centrálním kolem a korunovým kolem je první planetové kolo. První planetové kolo je na unaše61, který je pevně spojen s výstupním hřídelem planetového převodu, S prvním planetovým kolem je pevně spojeno druhé planetové kolo, které je v záběru se druhým centrálním kolem. Druhé centrální kolo je upraveno otočně na vstupním hřídeli planetového převodu. Oba převody jsou ve společné skříni. Mezi prvním centrálním kolem a skříní je první lamelová brzda. Mezi druhým centrálním kolem a skříní je druhá lamelová brzda. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na prvním centrálním kole je uspořádána otáčivá

CS 273508 Bl část první lamelové brzdy. Neotáčivá část první lamelové brzdy Je opojena oe skříní.

Na hřídeli druhého oontrálního kola Jo uspořádána otáčivá část druhé lamelové brady. Neotáčivá část, druhé lamelové brzdy je opojena se skříní. Obě neotáčivá části lamelových brzd jaou k aobé zrcadlově přivrácené. Mezi neotáčivou částí první lamelové brzdy n neotáčivou částí druhé lamelové brzdy je uspořádán v obou axiálních směroch přeauvně přítlačný kotouč, který je společný pro obě lamelové brzdy. Průměr oboxj lamelových brzd je shodný.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že vřeteník je konstrukčně i výrobně jednoduchý, hmotnost je nízká, rozměry jsou malé. Tím se minimalizuje vzdálenost osy podávacího kola od osy vřetene. To příznivě ovlivňuje rozměry, hmotnost i činnost vrtačky. K tomu přispívá i společný přítlačný kotouč a stejné rozměry obou lamelových brzd, jejichž průměr je menší, než je průměr největšího centrálního kola. V důsledku toho klesají náklady na výrobu i na náhradní díly. Uspořádání umožňuje minimalizovat rázy při zapnutí posuvu v obou směrech jedním ovládacím prvkem. Změnou polohy ovládacího prvku se mění přítlačná síla přítlačného kotouče, čímž se ovlivňuje záměrný prokluz první nebo druhé lamelové brzdy. Tak je možno měnit podávači sílu i podávači rychlost v rozsahu mezi nulovou a maximální hodnotou při zavrtávání, při povytažení rotujícího nástroje z vrtu za účelem čištění vrtu, či při prodlužování a rozebírání vrtného soutyči. Snížená hmotnost a minimalizace vzdálenosti mezi osou vřetene a osou podávacího kola zvyšuje přesnost vrtání a snižuje možnost příčení vřeteníku na vedení.

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn na výkresu, kde na obr, 1 je uspořádání vřeteníkové skříně s podávacím kolem v sestavě s motorem, převodem a vřetenem v pohledu ve směru osy vřeteníku, na obr, 2 je řez vřeteníkem v rovině I-I, která je vyznačena na obr. 1.

Motor 1 je přes převod 2 spojen s vřetenem 4. V rovině kolmé na osu vřetena 4 leží osa podávacího kola 3. Osa podávacího kola 3 je mimoběžná s osou vřetena 4. V ose vřetena £ leží osa hnacího kola 5 úvodního převodu, které je v záběru s hnaným kolem úvodního převodu. Úvodní převod vřeteníku je vytvořen jako šnekový převod. Hnané kolo 6 úvodního převodu jé spojeno přes pojistnou kuličkovou spojku s hřídelem třetího centrálního kola 10 planetového převodu. Každá kulička 9 doléhá částí svého povrchu do odpovídajícího vybrání ve vnitřní části hnaného kola 6 úvodního převodu. Na každou kuličku 9 doléhá tlačná pružina 8. Kuličky 3 s tlačnými pružinami 8 jsou uloženy v jádru 7, které je spojeno s hřídelem třetího centrálního kola 10. Třetí centrální kolo 10 je v záběru s prvním planetovým kolem 11, které je na společném hřídeli se druhým planetovým kolem 12. Společný hřídel obou planetových kol 11, 12 je uložen v unašeči 15, S unašečem 15 je spojeno podávači kolo 3, které je výměnné a je umístěno vně skříně 16. Ozubení prvního planetového kola 11 je v záběru s ozubením prvního centrálního kola 13. které je vytvořeno jako korunové kolo. Ozubení druhého planetového kola 12 je v záběru s ozubením druhého centrálního kola 14. Unašeč je otočně uložen na hřídeli druhého centrálního kola 14 a na hřídeli třetího centrálního kola 10, První centrální kolo 13 je otočně uloženo na hřídeli druhého centrálního kola 14. Hřídel třetího centrálního kola 10 prochází dutým hřídelem druhého centrálního kola

14. Úvodní převod i planetový převod je uložen ve společné skříni 16, ve které je též uložena první lamelová brzda 17 a druhá lamelová brzda 18. První lamelová brzda 17 je umístěna mezi prvním centrálním kolem 13 a skříní 16, Druhá lamelová brzda 18 je umístěna mezi druhým centrálním kolem _14^>ει skříní 16. Na prvním centrálním kole 13 je upevněna otáčivá část 20 první lamelové brzdy 17. Neotáčivá část 21 první lamelové brzdy 17 je spojena se skříní 16, Na hřídeli druhého centrálního kola 14 je upevněna otáčivá část 22 druhé lamelové brzdy 18. Neotáčivá část 23 druhé lamelové brzdy 18 je spojena se skříní 16. Obě lamelové brzdy 17, 18 jsou k sobě zrcadlově přivrácené. Mezi neotáčivou částí 21 první lamelové brzdy 17 a neotáčivou částí 23 druhé lamelové brzdy 18 je společný přítlačný kotouč 19. Společný přítlačný kotouč 19 je axiálně

GS 273508 Bl přesuvný v obou směrech. Přesouvání přítlačného kotouče 19 se provádí vnějším ovládacím prvkem, který není na výkresu znázorněn. Průměr obou lamelových brzd 17, 18 je stejný a je rovný nebo menší, než je průměr největšího centrálního kola planetového převodu.

Při. zajišťování činností, které souvisejí s posuvem, pracuje vřeteník ve třech •zníc 1 n dní cli režimech n ve dvou přechodných režimech.

V prvním základním režimu Jsou obě lamelové brzdy 17, 10 odbrzděné, ponuv je vypnutý. Používá so před zahájením vrtání a po skončení vrtání, někdy i v průběhu vrtání, když ne ρΓΊ rjpuňtSnéni motoru vřeteno otáčí, ale vrtný náetroj ae nepooouvá, Přítlačný kotouč 19 jo ve své střední poloze a obě lamelové brzdy 17, IQ jsou odbrzděné (poloha přítlačného kotouče, obr. 2), Otáčky hnacího kola _5 úvodního převodu se přenášejí na hnané kolo 6 úvodního převodu přes kuličkovou spojku o přes společný hřídel na třetí centrální kolo 10. Otáčky třetího centrálního kola 10 sa přenášejí přes první planetové kolo 11 na první centrální kolo 13 a dále přes druhé planetové kolo 12 na druhé centrální kolo 14. Spolu se druhým centrálním kolem 14 ae otáčí otáčivá část 22, která je uložena na hřídeli druhého centrálního kola 14. Spolu a prvním centrálním kolem 13 se otáčí na něm upevněná otáčivá část 20 první lamelové brzdy 17. Unašeč 15 je v klidu a podávači kolo 3 je rovněž v klidu.

Ve druhém základním režimu je první lamelová brzda 17 zcela zabrzděná, druhá lamelová brzda 18 je odbrzděná. Přítlačný kotouč 19 je v pravé krajní poloze. Používá se v průběhu běžného vrtání. První centrální kolo 13 je zabrzděné a neotáčí ee. Pohyb třetího centrálního kola 10 se přenáší na první planetové kolo 11, které se odvaluje po vnitřním ozubení prvního centrálního kola 13. Tím se otáčí i unášeč 15« Spolu s ním, stejnými otáčkami a ve stejném' smyslu se otáčí i podávači kolo 3. Smysl otáček podávacího kola 3 je stejný se smyslem otáček hnaného kola 6 úvodního soukolí. Otáčky druhého planetového kola 12 se přenášejí na druhé centrální kolo 14 a přes společný hřídel na otáčivou část 22 druhé lamelové brzdy 18. Kuličková spojka přitom slouží k limitování maximální posuvové síly, na kterou je zařízení dimenzováno. Uvádí se automaticky v činnost, například při nešetrném postupu obsluhy vrtačky.

Ve třetím základním režimu je přítlačný kotouč 19 v levé krajní poloze. Druhá lamelová brzda 18 je zcela zabrzděná, první lamelová brzda 17 je odbrzděná. Druhé centrální kolo 14 je zabrzděné. Pohyb třetího centrálního kola 10 se přenáší přes první planetové kolo 11 na první centrální kolo 13. Spolu s ním se otáčí 1 otáčivá Část 20 první lamelové brzdy 17, Druhé planetová kolo 12 ne odvaluje po povrchu stojícího druhého centrálního kola 14. Spolu se druhým planetovým kolem 12 se pohybuje unášeč 15. Spolu o ním, stejnými otáčkami a ve stejném smyslu ae otáčí 1 podávači kolo 3. Smysl otáčení podávacího kola 3 je opačný, než je smysl otáčení hnaného kola 6 úvodního ooukolí. Používá se jako zpětný rychloposuv.

Volbou průměrů valivých kružnic prvního planetového kola 1_1 a druhého planetového kola 12 se dosahuje odlišný převodový poměr při zabrzdění první lamelové brzdy 17 ti druhé lamelové brzdy 18. Když je valivá kružnioe ozubení prvního planetového kola 11 menší, než je valivé kružnice ozubení druhého planetového kola 12, potom má podávači kolo 3 otáčky nižší než třetí centrální kolo 10; smysl otáček je stejný. Jestliže je valívá kružnice ozubení prvního planetového kola 11 větší, než je valivá kružnice ozubení druhého planetového kola 12, potom při zabrzdění druhé lamelové brzdy 18 bude mít podávači kolo 3 otáčky vyšší, než má třetí centrální kolo 10 a bude se otáčet v opačném smyslu. To je výhodné zejména při povytažení rotujícího nářadí z vrtu při čištění vrtu a při vytahování a rozebírání vrtného soutyčí.

První přechodný režim je možno charakterizovat jako zpomalený posuv do vrtu. Používá se při novém zavrtávání korunky, při novém zavádění nástroje do vrtu po prodlouCS 273508 Bl žení vrtného soutyčí a při znovuzavádění nástroje do vrtu při čištění vrtu, kdy se rotu jící nástroj částečně povytahuje z vrtu. Postup je obdobný jako při druhém základním re žimu při posuvu nástroje do vrtu. Přítlačný kotouč 19 se přesouvá směrem ke své pravé krajní poloze, ale nikoliv až do krajní polohy. První lamelová brzda 17 je zabrzděna jen částečně a záměrně prokluzuje. Podávači kolo se otáčí a jeho otáčky závisí na míře prokluzování první lamelové brzdy 17. Požadované otáčky i velikost krouticího momentu závisí na přítlačné síle, která řídí polohu přítlačného kotouče 19.

Druhý přechodný režim je možno charakterizovat jako zpomalený zpětný posuv. Používá se při rozebírání vrtného soutyčí a při čištění vrtu, kdy se rotující nástroj krátkodobě převádí na režim zpomaleného zpětného posuvu. Postup je obdobný jako při třetím základním režimu s tím rozdílem, že se přítlačný kotouč 19 nepřesouvá až do své levé krajní polohy, ale jen do určité mezipolohy. Druhá lamelová brzda 18 je zabrzděna jen částečně a záměrně prokluzuje.

Tak je možno krátkodobě udržovat změnou polohy přítlačného kotouče 19 bučí poeuv do vrtu, nebo posuv z vrtu mezi nulovou a maximální hodnotou.

Vynález se využije zejména u sloupových přenosných, vrtaček pro vrtání hornin.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1.

   Vřeteník vrtačky pro vrtání hornin b náhonem podávacího kola od vřetene přes úvodní převod a přes planetový převod, na jehož vstupní hřídeli je upraveno první centrální kolo, mezi nímž a korunovým kolem je upraveno na unášeči, pevně spojeném s výstupním hřídelem planetového převodu, první planetové kolo, které je pevně spojeno se druhým planetovým kolem, které je v záběru se druhým centrálním kolem, které je upraveno otočně na vstupním hřídeli planetového převodu, přičemž oba převody jsou ve společné skříni, v níž je mezi prvním centrálním kolem a skříní první lamelová brzda, mezi druhým centrálním kolem a skříní je druhá lamelová brzda, vyznačující se tím, že na prvním centrálním kole (13) je uspořádána otáčivá část (20) první lamelové brzdy (17), jejíž neotáčivá část (21) je spojena se skříní (16), na hřídeli druhého centrálního kola (14) je uspořádána otáčivá část (22) druhé lamelové brzdy (18), jejíž neotáčivá část (23) je spojena se skříní (16), obě neotáčivé části (21, 23) lamelových brzd (17, 18) jsou k sobě zrcadlově přivrácené a mezi neotáčivou částí (21) první lamelové brzdy (17) a neotáčivou částí (23) druhé lamelové brzdy (18) je uspořádán v obou axiálních směrech posuvně přítlačný kotouč (19).