PL205488B1 - Hydraulicza wiertarka obrotowo-udarowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa przeznaczona do wiercenia otworów w kamiennych wyrobiskach górniczych.

Znane wiertarki obrotowo-udarowe napędzane hydraulicznie są wyposażane w mechanizm obrotu, mechanizm udaru stanowiący młot hydrauliczny oraz głowicę płuczkową która poprzez łącznik żerdzi doprowadza wodę bądź powietrze do czoła wierconego otworu w celu odprowadzania zwiercin. Podczas wiercenia, wiertarka wraz z żerdzią i koronką wiertniczą osadzoną na jej końcu dociskana jest do czoła wierconego otworu za pomocą specjalnych manipulatorów hydraulicznych, bądź ręcznie. Skuteczne wiercenie w twardych skałach zapewnia stały obrót żerdzi wraz z koronką wiertniczą realizowany za pomocą mechanizmu obrotu oraz przekazywana fala udarów wykonywana przez bijak młota uderzającego w przeciwległy koniec żerdzi, a doprowadzona woda bądź powietrze z komory płuczkowej poprzez żerdź do czoła wierconego otworu odprowadza zwiercone cząsteczki skały.

Z polskiego opisu patentowego PL165305, znana jest hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa, w której elementy tworzą ce wiertarkę są zamocowane w ramie. Wiertarka ta jak i znane z polskich opisów patentowych PL108667 i PL124043 wiertarki są wyposażone w specjalne przekładnie zębate dostosowujące obroty silnika hydraulicznego do wymaganych obrotów żerdzi. Wiertarki obrotowo-udarowe wyposażone w przekładnie redukujące obroty silników hydraulicznych do wymaganych obrotów żerdzi są ciężkie i stosunkowo długie, co ogranicza głębokość wierconych otworów z manipulatorów. Bardzo dużym utrudnieniem przy wierceniu otworów z przepłukiwaniem wodnym jest awaryjność uszczelnień w głowicy płuczkowej. Żerdź podczas wiercenia długich otworów, szczególnie przy zawiercaniu, nie zachowuje osiowego położenia w stosunku do osi obrotów łącznika żerdzi. Powoduje to poprzeczne obciążenia głowicy płuczkowej i częste uszkodzenia pierścieni uszczelniających oraz wycieranie gniazd.

Celem wynalazku jest hydrauliczna wiertarka obrotowo udarowa pozbawiona powyższych wad i niedogodnoś ci.

Wiertarka obrotowo udarowa według wynalazku, do napędu obrotu żerdzi ma wolnoobrotowy zębaty silnik obiegowo-krzywkowy posadowiony pomiędzy płuczką wodną i młotem hydraulicznym, przy czym zazębienie słoneczne silnika napędza tuleję wraz z osadzonym w niej przesuwnie łącznikiem żerdzi. Tuleja ta jest osadzona w silniku na łożyskach stożkowych, przenoszących siły wzdłużne obciążające wiertarkę podczas wiercenia. Tylna pokrywa silnika obiegowo-krzywkowego stanowi jednocześnie gniazdo mocowania młota hydraulicznego oraz podstawę wiertarki.

Zastosowany w wiertarce młot hydrauliczny o dużej częstotliwości udarów, wymaga intensywnego chłodzenia dlatego na zewnętrzną powierzchnię cylindra nasunięta jest uszczelniona rura, przez którą przepływa woda wykorzystywana do przepłukiwania wierconego otworu. Woda przepływająca pomiędzy zewnętrzną powierzchnią cylindra młota, a rurą stanowi płaszcz wodny odprowadzający wydzielone ciepło podczas pracy młota. Młot hydrauliczny do pokrywy silnika, stanowiącej jednocześnie podstawę wiertarki, jest zamocowany za pomocą dwóch półpierścieni osadzonych w wycięciu na cylindrze. Cylinder z nałożonymi półpierścieniami jest wsunięty do pasowanego otworu w pokrywie, a następnie dociśnięty za pomocą pierścienia przymocowanego za pomocą śrub rozmieszczonych na obwodzie. Z przeciwległej, tylnej strony cylindra młota, jest zamocowany blok rozdzielacza i płyta, do której równolegle do cylindra jest wkręcony tłokowy akumulator hydrauliczny. W płycie, są wykonane gniazda do połączenia przewodu zasilającego i spływowego. Dolna płaszczyzna płyty wraz z dolną płaszczyzną pokrywy silnika, stanowi podstawę całej wiertarki. Takie ukształtowanie elementów składowych wiertarki zapewnia jej minimalną długość i obniża masę całej wiertarki, a ponadto pozwala na prostą wymianę uszkodzonych elementów.

W wiertarce według wynalazku wykonano głowicę płuczkową w formie kołnierza gumowego wylanego na metalowej utwardzonej obudowie uszczelnień i komory wodnej. Elastyczny kołnierz pozwala na dostosowanie się położenia głowicy płuczkowej do zmian kątowych osi łącznika podczas wiercenia, co eliminuje występowanie dużych obciążeń bocznych, niszczenia uszczelnień wodnych i wycieranie obudowy. Zaletą wiertarki według wynalazku jest również sposób mocowania łącznika żerdzi, który pozwala na jego wyjęcie bez odkręcania płuczki wodnej, a po odkręceniu płuczki wodnej od czoła wiertarki można zdemontować tuleję napędzającą żerdź. Poprawą skuteczności urabiania młota hydraulicznego, o minimalnym skoku bijaka, zapewnia podwyższenie jego prędkości wysuwu. Wyższa prędkość wysuwu bijaka wydłużyła bezwładnościowy wybieg bijaka i podwyższyła chłonność oleju młota. W celu ograniczenia wysuwu bijaka w komorze nadtłokowej wykonano otwór dławiący ograniczający

PL 205 488 B1 prędkość wypływu oleju z komory podtłokowej w końcowej fazie wysuwu bijaka co wyhamowuje jego prędkość do zatrzymania na znacznie krótszej drodze.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wiertarki i położenie wszystkich elementów składowych, a fig. 2 - sposób ograniczenia drogi wysuwu bijaka młota hydraulicznego.

Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według wynalazku ma wolnoobrotowy zębaty silnik 1 obiegowo-krzywkowy do napędu obrotu żerdzi, posadowiony pomiędzy młotem hydraulicznym 2 o dużej częstotliwości udarów a płuczką wodną 4 wykonaną w formie kołnierza gumowego. Silnik 1 obiegowo-krzywkowy ma tylną pokrywę 14, która stanowi podstawę wiertarki. Do pokrywy 14 jest przymocowany cylinder 3 młota 2 za pomocą dwóch półpierścieni 16 osadzonych w zatoczeniu na cylindrze 3 i pierścienia 17 przymocowanego śrubami do pokrywy 14. Młot hydrauliczny 2 wyposażony jest w cylinder wewnątrz którego osadzony jest bijak 25, oraz akumulator hydrauliczny 5 i blok rozdzielacza 22. Młot hydrauliczny 2 jest zamocowany do pokrywy 14 silnika 1 za pomocą dwóch półpierścieni 16 osadzonych w wycięciu na cylindrze 3. Zastosowany w wiertarce młot hydrauliczny 2 o dużej częstotliwości udarów, wymaga intensywnego chłodzenia, dlatego na całej długości cylindra 3 jest nasunięta rurowa chłodnica 6, przez którą przepływa woda wykorzystywana do przepłukiwania wierconego otworu. Rurowa chłodnica 6 stanowi płaszcz wodny 21 odprowadzający wydzielone ciepło podczas pracy młota. Cylinder 3 z nałożonymi półpierścieniami 16 jest wsunięty do pasowanego otworu w pokrywie 14, a następnie dociśnięty za pomocą pierścienia 17 przymocowanego za pomocą śrub rozmieszczonych na obwodzie. Z przeciwległej, tylnej strony cylindra 3 młota, jest zamocowany blok rozdzielacza 22 i płyta tylna 23, do której równolegle do cylindra 3 jest wkręcony tłokowy hydrauliczny akumulator 5. W płycie 23 są wykonane gniazda do połączenia przewodu zasilającego i spływowego. Dolna płaszczyzna płyty 23 wraz z dolną płaszczyzną pokrywy 14 silnika, stanowi podstawę całej wiertarki. Takie ukształtowanie elementów składowych wiertarki zapewnia jej minimalną długość i obniża masę całej wiertarki, a ponadto pozwala na prostą wymianę uszkodzonych elementów. Wiertarka według wynalazku ma płuczkę wodną 4, której głowica płuczkowa 9 wykonana jest w formie kołnierza gumowego wylanego na metalowej utwardzonej obudowie uszczelnień i komory wodnej 8. Elastyczny kołnierz pozwala na dostosowanie się położenia głowicy płuczkowej 9 do zmian kątowych osi łącznika żerdzi 26 podczas wiercenia, co eliminuje występowanie dużych obciążeń bocznych, niszczenia uszczelnień wodnych i wycieranie obudowy.

Wiertarka według wynalazku ma również tę zaletę wynikającą ze sposobu mocowania łącznika żerdzi 26 w wiertarce, który pozwala na jego wyjęcie bez demontażu płuczki wodnej 4, a po odkręceniu płuczki wodnej od czoła wiertarki można zdemontować tuleję 13 napędzającą żerdź wiertniczą. Poprawę skuteczności urabiania młota hydraulicznego 2 o minimalnym skoku bijaka 25 zapewnia podwyższenie jego prędkości wysuwu. Większa prędkość ruchu bijaka 25 wydłuża bezwładnościowy wybieg bijaka i podwyższa chłonność oleju młota. W celu ograniczenia wysuwu bijaka 25 w komorze nadtłokowej wykonano otwór dławiący 20 ograniczający prędkość wypływu oleju z komory podtłokowej w końcowej fazie wysuwu bijaka 25, co wyhamowuje jego prędkość do zatrzymania na znacznie krótszej drodze.

Silnik 1 obiegowo krzywkowy napędza tuleję 11 wraz z osadzonym w niej przesuwnie łącznikiem 26 żerdzi poprzez zazębiające się koło słoneczne. Napędowa tuleja 11 jest osadzona w silniku 1 na łożyskach stożkowych 15, przenoszących siły wzdłużne obciążające wiertarkę podczas fazy wiercenia. Moment obrotowy z koła słonecznego silnika 1 jest przekazywany na tuleję 11 za pomocą wpustu 12 i poprzez dzieloną tuleję 13 na łącznik 26 żerdzi.

Do tylnej płaszczyzny cylindra 3 młota jest zamocowany blok rozdzielacza 22 i tylna płyta 23, której dolna powierzchnia wraz z dolną powierzchnią pokrywy 14 stanowi powierzchnię 24 podstawy całej wiertarki. Do płyty 23, równolegle do cylindra 3 jest wkręcony akumulator 5 tłokowy. Bijak 25 w ruchu do przodu jest napędzany z akumulatora 5 poprzez kanały przepływowe o stosunkowo dużej powierzchni przekroju, wykonane w bloku rozdzielacza 22 i tylnej płycie 23. Bijak 25 po wykonaniu skoku roboczego na stosunkowo krótkiej drodze s przykrywa wylot oleju z komory podtłokowej do kanału 18, a jego dalsze przemieszczanie do przodu jest wyhamowywane poprzez otwór 20 kapilarny, łączący zatoczenie wykonane w tulei 19 dławnicowej z kanałem 18. Woda płuczkowa z chłodnicy 6 do komory płuczkowej 7 jest doprowadzana przewodem elastycznym. Długość komory 7 jest dostosowana do ruchu posuwisto-zwrotnego wykonywanego przez łącznik 26 żerdzi. Stalowa obudowa 8 komory płuczkowej jest ulepszona cieplnie, co ogranicza wycieranie się powierzchni pierścieniowych stykających się z łącznikiem 26 żerdzi. Obudowa 8 jest zawulkanizowana w elastycznym np. gumowym

PL 205 488 B1 pierścieniu 9 z kołnierzem, który umożliwia przymocowanie go do przedniej pokrywy silnika 1 za pomocą pierścienia 10, przykręconego do pokrywy śrubami na całym obwodzie.

Claims (8)

1. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa zawierająca korpus z cylindrem, w którym porusza się ruchem posuwisto zwrotnym bijak udarowy młota hydraulicznego, akumulator tłokowy oraz silnik obiegowo-krzywkowy do obrotu żerdzi, znamienna tym, że silnik (1) obiegowo-krzywkowy osadzony jest pomiędzy płuczką wodną (4) młotem hydraulicznym (2), przy czym koło słoneczne silnika (1) przenosi moment obrotowy poprzez tuleję (11) na łącznik żerdzi (26).

2. Hydrauliczna wiertarka według zastrz. 1, znamienna tym, że do tylnej pokrywy (14) silnika (1) jest zamocowany cylinder (3) młota hydraulicznego (2) za pomocą dwóch półpierścieni (16) osadzonych w zatoczeniu cylindra (3) wsuniętych wraz z całym młotem do otworu pasowanego wytoczonego w pokrywie (14) i przytrzymywanego kołnierzem (17) zamocowanym do pokrywy (14) za pomocą śrub.

3. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według zastrz. 2, znamienna tym, że ma na cylinder (3) młota hydraulicznego (2) nasadzoną rurową chłodnicę (6).

4. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według zastrz. 3, znamienna tym, że rurowa chłodnica (6) tworzy wokół cylindra (3) płaszcz wodny (21).

5. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według zastrz. 1, znamienna tym, że płuczka wodna (4) ma komorę (7) wytoczoną w cylindrycznej stalowej tulei (8) ulepszonej cieplnie, która to komora (7) jest zawulkanizowana w elastycznej obudowie (9) zakończonej kołnierzem przymocowanym do silnika (1) za pomocą pierścienia (10) i śrub rozmieszczonych na obwodzie.

6. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja (11) we wnętrzu silnika (1) jest ułożyskowana na łożyskach stożkowych (15), przenoszących siły wzdłużne.

7. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według zastrz. 1, znamienna tym, że w komorze nadtłokowej młota hydraulicznego (2) jest kapilarny dławiący otwór (20), łączący zatoczenie wykonane w dławnicowej tulei (19) z kanałem (18).

8. Hydrauliczna wiertarka obrotowo-udarowa według zastrz. 2, znamienna tym, że dolna powierzchnia tylnej płyty (23) łączącej akumulator (5) z blokiem rozdzielacza (22) wraz z dolną powierzchnią pokrywy (14) stanowi wspólną powierzchnię (24) posadowienia wiertarki.