FI118679B

FI118679B - The rock drilling machine

Info

Publication number: FI118679B
Application number: FI20060339A
Authority: FI
Inventors: Hannu Paasonen
Original assignee: Doofor Oy
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2008-02-15
Also published as: FI20060339A; FI20060339A0

Description

, 118679, 118679

KALLIOPORAKONEROCK DRILL

Keksintö kohdistuu kallioporakoneeseen, johon kuuluu runko, rungon sisään sovitettu aksiaalisuunnassa liikuteltava poratanko, järjestely poratangon pyörittämiseksi, iskulaite, jonka avulla synnytetään iskupulsseja mäntään, joka on sovitettu iskemään poratangon takapäähän iskupulssien välittämiseksi poratangon kautta poratangon etupäähän kiinnitettävään porauskalustoon ja johon porakoneeseen edelleen kuuluu poratangon ympärille sovitettu siirtoholkki sekä jäijestely siirtoholkin siirtämiseksi aksiaalisuunnassa iskumän-tää kohti siten, että siirtoholkkiin kuuluva vastinpinta kohtaa poratangossa olevan vastinpinnan, jolloin poratanko on mainittua siirtoliikettä jatkettaessa siirrettävissä haluttuun iskupisteeseen.The invention relates to a rock drill comprising a frame, an axially movable drill bar mounted within the hull, an arrangement for rotating a drill bar, a percussion device for generating impact pulses in a piston adapted to strike the rear of the drill bar for transmitting the and a rigid arrangement for moving the transfer sleeve axially towards the impact stroke so that the counter surface included in the transfer sleeve meets the counter surface of the drill rod, whereby the drill rod is displaceable to the desired impact point as said movement is continued.

Ennestään tunnetaan suomalaisesta patenttijulkaisusta no. 114903 edellä kuvatun kaltainen kallioporakone, jonka poratankoa siirtävään vetoelimeen kohdistetaan kallioporauksen aikana vastakkaissuuntainen voima, joka siirtää vetoelintä eteenpäin ja pitää sitä ennalta määrätyn välimatkan päässä poratangon iskupistettä vastaavasta asemasta. Kun poraus- kalusto vedetään pois reiästä, siirretään vetoelin iskumäntää kohti aiheuttamalla siirtovoima vetoelimeen. Tällaista erityistä sopivimmin iskumaista toimintaa tarvitaan ·*·*· porakalustoa reiästä pois vedettäessä, koska pora usein pyrkii kiilautumaan reikään sitä ;*·*; reiästä poistettaessa.Prior art is known from the Finnish patent publication no. 114903 A rock drill of the kind described above, in which a traction element moving the drill bar is subjected to an opposing force during rock drilling which moves the traction member forward and holds it at a predetermined distance from the position corresponding to the impact point of the drill bar. When the drilling equipment is pulled out of the hole, the drive member is moved toward the percussion piston by applying a transfer force to the drive member. Such special, suitably impact-like action is required when pulling drill bits out of the hole, as the drill often tends to wedge into the hole; * · *; when removing a hole.

• «· i • t · • · • · :***: Julkaisun FI-114903 mukaisen ratkaisun haittana on, että vetoelimelle tarvitaan : liikutusjäijestely molempiin suuntiin. Kun liikuttamiset tehdään paineväliaineen avulla, •*((<·* tulee sylinteri-, mäntä- ja tiivisteratkaisut melko monimutkaisiksi. Lisäksi tarvitaan ohjausventtiilit kummallekin siirtoliikkeelle. Porauskaluston poisvedon aikana iskupulssit johtuvat voimakkaasti porarunkoon kun joustoelimet puuttuvat.***: The disadvantage of the solution according to FI-114903 is that the drive requires: movement in both directions. When moving using pressure medium, * * ((<· * becomes quite complex with cylinder, piston and seal solutions. In addition, control valves are required for each of the two movements.) During the withdrawal of the drilling equipment, the impact pulses are strongly due to the drill body missing.

• * · • · • · *• * · • · • *

Keksinnön mukaisella kallioporakoneella vältetään useampien siirtoliikkeiden ja niiden ohjausten tarve. Vain yksi siirtoliikesuunta on toteutettava kun palautusliike vastakkai-seen suuntaan tapahtuu vapaasti porakoneen toiminnan aikana. Porauskaluston poisvedon aikana on yksinkertaisen joustojäijestelyn ansiosta saavutettavissa iskupulssien voimakas suuntaus poisvetoon, jolloin porarunkoa ei rasiteta haitallisilla iskuilla niin paljoa kuin tunnetuissa ratkaisuissa. Myös porauskaluston käyttäytyminen poisvedossa keksinnön 118679 2 mukaisessa ratkaisussa poikkeaa olennaisesti tunnetuista ratkaisuista, sillä joustoon sitoutunut energia heittää porauskalustoa taakse päin rungon suhteen aivan toisella tavalla, joka on tehokas mm. porauskaluston irrotuksessa reiästä, jos reikään jumiutuminen on tapahtunut. Yhden sylinterithän muodostaminen porarunkoon on helppoa, samoin yhdellä painepinnalla varustetun männän sijoittaminen siihen.The rock drill according to the invention avoids the need for more transfer movements and their controls. Only one transfer direction must be executed when the return movement in the opposite direction occurs freely during the operation of the drill. During the extraction of the drilling equipment, due to the simple elastic stiffening, a strong direction of the impact pulses in the extraction can be achieved, so that the drill body is not stressed as much as in the known solutions. Also, the behavior of the drilling equipment when pulled in the solution according to the invention 118679 2 differs substantially from the known solutions, because the energy bound by the elastic material throws the drilling equipment rearward with respect to the frame in a completely different way. when drilling equipment is removed from the hole if jamming has occurred. It is easy to form a single cylinder spindle in the drill body, as well as to place a piston with one pressure surface therein.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa Kuvio 1 esittää kallioporakonetta sivulta leikattuna porausasennossa.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a side elevational view of a rock drill in a drilling position.

Kuvio 2 esittää kallioporakonetta sivulta leikattuna poisvetoasennossa.Figure 2 is a side elevational view of a rock drill in a retracted position.

Kuviossa 1 on esitetty rungolla 3 ja 4 varustettu kallioporakone, jossa rungon sisällä on aksiaalisuunnassa liikuteltava pyörivä poratanko 2. Poratankoa 2 pyöritetään pyöri-tyslaitteelta tulevan pyörivän akselin 5 avulla, josta hammasvälityksen 15 kautta pyörimisliike johdetaan poratangon 2 ulkopuoliseen hoikkiin 6. Hoikin 6 sisäreikä on uritettuja poratangossa 2 on vastaavasti uritettu osuus 7, joka välittää pyörimisliikkeen poratankoon 2 ja sallii poratangon myös aksiaalisuunnassa liikkua tarpeellisen määrän. Kuvion 1 esittämässä poraustilanteessa edestakaisin liikkuva iskupulsseja tuottava mäntä 1 iskee poratangon 2 takapäähän ja saa aikaan poratankoon iskuja eteenpäin välittävän toiminnon. Poratangon 2 etupuolelle on kytketty iskevä porauskalusto, joka saa iskuimpulssit pora- :T: tangon 2 välityksellä.Fig. 1 shows a rock drill with a frame 3 and 4 having an axially movable rotary drill rod 2. The drill rod 2 is rotated by means of a rotating shaft 5 from a rotating device, from which the rotation movement is guided to the inner groove 6 of the drill rod 2. the drill rod 2 has a correspondingly grooved portion 7 which transmits the rotational movement to the drill rod 2 and also allows the drill rod to move in the axial direction in the required amount. In the drilling situation shown in Fig. 1, the reciprocating piston generating impact pulses 1 strikes the rear end of the drill rod 2 and provides a forward action of the drill rod strokes. A striking drilling rig is coupled to the front of the drill rod 2, which receives impulse impulses via the drill: T: rod 2.

·· * • · · • » • ··· * • · · • »• ·

Mlml

Porakoneeseen kuuluu keksinnön mukainen poratankoa 2 siirtävä siirtoholkki 9, joka tässä poraustilanteessa on vapaasti ajautuneena etummaiseen asentoonsa, jonka johdosta se on ··· niin etäällä poratankoon 2 kuuluvasta vastinpintaolakkeesta 12, että vastinpinta 12 ei yllä siirtoholkin 9 vastinpintaan 13, kun poratanko 2 tekee poraustilanteeseen kuuluvaa • ·#· *·:.* edestakaista liikematkaa. Kuviossa 1 poratanko 2 on takimmaisessa mahdollisessa e·· • e '···' asemassa, ja se myös toivottu asema aina sillä hetkellä kun mäntä 1 iskee poratangon 2 : takapäähän. Iskupulssien johdosta poratanko 2 liikkuu muutamia millimetrejä eteenpäin ja ··· palaa takaisin. Siirtoholkki 9 toimii männän lailla porakoneen runkoon 3 muodostetussa ····· sylinteritilassa. Kanavan 8 kautta ei johdeta paineväliainetta sylinteritilaan poraus- *:··· tilanteessa vaan kanavaan 8 liitetyn venttiilin kautta paineväliaineen annetaan poistua sylinteritilasta niin, että siirtoholkki 9 voi ajautua kuvion 1 esittämään asemaan ja pysyä siinä. Poratangon 2 vastinpinta 12 iskee siirtoholkin 9 renkaaseen 10 viimekädessä ja 118679 3 siirtää siirtoholkin kuvion 1 asemaan.The drilling machine includes a transfer sleeve 9 for moving the drill bar 2 according to the invention, which in this drilling condition is freely shifted to its forward position, which is ··· so far away from the counter surface shoulder 12 of the drill bar 2 that the counter surface 12 does not • · # · * ·:. * Round trip business trip. In Fig. 1, the drill rod 2 is in the rearmost possible position of e ··· e '··· ’and is also the desired position whenever the piston 1 strikes the rear end of the drill rod 2: Due to the impact pulses, the drill bar 2 moves a few millimeters forward and ··· returns. The transfer sleeve 9 functions like a piston in a ····· cylinder space formed in the drill body 3. Through the conduit 8, the pressure medium is not introduced into the cylinder space in the drill *: ··· but through the valve connected to the conduit 8, the pressure medium is allowed to leave the cylinder space so that the transfer sleeve 9 can drift into and remain in position. The contact surface 12 of the drill rod 2 strikes the transfer sleeve 9 with the ring 10 in the last and 118679 3 moves the transfer sleeve into the position of Figure 1.

Keksinnön mukaisen uuden ja yksinkertaisen siirtoholkkiratkaisun 9 avulla on helposti synnytettävissä sellaisia iskupulsseja, jotka avustavat porauskaluston poisvetoa reiästä. Porauskalustoa pois vedettäessä synnytetään männän 1 avulla iskupulsseja kuten reikää poratessakin. Poisvedossa siirtoholkki 9 siirretään iskumäntää 1 kohti. Kuviosta 1 käy ilmi, että siirtoholkilla 9 on vastinpinnan 14 määrittämä liikematka porakoneen takapäätä kohti, kun siirtoholkkia siirretään siihen suuntaan. Siirtoholkin 9 siirtäminen tapahtuu tässä esimerkissä paineväliaineen avulla, joka johdetaan kanavan 8 kautta siirtoholkin 9 painepintaa 16 vasten. Paine jätetään vaikuttamaan kanavaan 8 koko poisvetosuorituksen ajaksi. Kun siirtoholkki 9 on kuvion 2 asemassa, siihen kuuluva jousielimen 11 kautta siihen liitetty rengas 10 työntää poratangon 2 aina iskumäntää kohti valittuun aloitusasemaan. Kun mäntä 1 iskee, menee iskupulssi poratangosta 2 jousielimeen 11 sitoutuneeksi energiaksi ja osa iskusta siirtyy runkoon 3, 4. Porakalusto tekee vähäisen iskuliikkeen reiässä. Jousielimeen 1 sitoutunut energia palauttaa poratangon voimakkaalla impulssilla iskumäntää 1 kohti ja samalla vetäisee porakalustoa reiässä myös poispäin.With the new and simple transfer sleeve solution 9 according to the invention, it is easy to generate shock pulses which aid in the removal of the drilling equipment from the hole. When pulling out the drilling equipment, the piston 1 generates impact pulses, just as when drilling a hole. In the retraction, the transfer sleeve 9 is moved toward the percussion piston 1. It will be seen from Figure 1 that the transfer sleeve 9 has a Travel distance towards the rear end of the drill as defined by the counter surface 14 when the transfer sleeve is moved in that direction. In this example, the transfer sleeve 9 is moved by means of a pressure medium which is guided through a channel 8 against the pressure surface 16 of the transfer sleeve 9. The pressure is left to act on the duct 8 throughout the withdrawal operation. When the transfer sleeve 9 is in the position of Figure 2, the associated ring 10 connected thereto by the spring member 11 always pushes the drill rod 2 towards the percussion piston to the selected starting position. When the piston 1 strikes, the impact pulse from the drill rod 2 passes into energy bound to the spring member 11, and part of the stroke is transmitted to the body 3, 4. The drill assembly makes a slight stroke in the hole. The energy bound to the spring member 1 restores the drill rod with a strong impulse towards the percussion piston 1 and at the same time pulls the drill bit in the hole away.

Poisvetämisen aikana iskumännän synnyttäessä impulsseja poratankoon 2, saadaan impulssien vaikutus käännetyksi porakalustoa reiästä poisvetäviksi impulsseiksi keksin- •V. nön mukaisen siirtoholkin 9 ja siihen liittyvän energiaa varastoivan ja luovuttavan • · jousielimen 11 avulla. Poisvedossa porakoneen runkoa 3, 4 vedetään tarkoituksen- • · · : mukaisella voimalla poispäin reiästä. Runko 3, 4 edustaa suurta massaa ja poratanko 2 ja • · :***: porauskalusto pientä massaa ja siten nopeata liikettä Porauskaluston veto pois reiästä paranee olennaisesti kun porauskalustoon saadaan johdetuksi pieni edestakainen liike tasaisen vetovoiman lisäksi.During the retraction, when the impact piston generates impulses to the drill rod 2, the effect of the impulses is turned into impulses withdrawing the drill bits from the hole, invented by V. by means of a transfer sleeve 9 and associated energy storage and transfer • spring means 11. In the retraction, the drill body 3, 4 is pulled away from the hole with the appropriate force. The body 3, 4 represents a large mass and the drill rod 2 and • ·: ***: the low mass of the drilling equipment and thus the rapid movement The drag of the drilling equipment out of the hole is substantially improved when a small reciprocating movement is introduced into the drilling equipment.

• · · • 1 • t • · · • · • ·• · · • 1 • t • · · • • •

• M• M

· · • · • · • 1 1 * · • ·· · • · • • 1 1 * · • ·

Claims

4, 118679

A rock drill comprising a frame (3, 4), an axially movable drill bar (2) mounted within the frame, an arrangement (5) for rotating the drill bar (2), an impact device for generating impact pulses on a piston (1) adapted to strike the drill bar (1). 2) at the rear end for transmitting impact pulses through the drill rod to the drilling fixture to be attached to the front end of the drill rod and further comprising a transfer sleeve (9) arranged around the drill rod (2); mating surface (12), the drill bar (2) being displaceable to a desired impact point when continuing said movement, characterized in that the mating surface (13) of the transfer sleeve (9) is formed on a body, preferably a ring (10) by means of which it is arranged to resiliently move the transfer sleeve (9) to the rest of the structure and that the transfer sleeve in the drilling situation is adapted to freely retract towards the front of the drilling machine when the transfer effect acting on the transfer sleeve towards the piston (1) has been eliminated.

Rock drill machine according to Claim 1, characterized in that the transfer sleeve (9) · · · N1 is arranged to be movable in the cylindrical space formed in the frame (3), wherein the transfer sleeve (9) · 1 · 1. is a piston movable by a pressure medium in said cylinder space. • «··· • · • · * ··

Rock drill according to Claim 1, characterized in that the transfer sleeve Mt (9) has a counter surface (14) facing the percussion piston (1) having a counter surface on the drill body (4) to limit the movement of the transfer sleeve by means of a transfer sleeve towards the percussion piston (1) at the point · · ·;, .. ί to pull the drilling equipment out of the hole, producing further impact pulses. φ • · • · • 1 1

Rock drill according to Claim 1, characterized in that the spring element (11) of the transfer sleeve (9) is a disc spring (11). • · «1. 118679