RU1768742C - Вращательно-подающий механизм бурового станка - Google Patents

Abstract

Использование: в горной промышленности , в частности, во вращательно-подаю- щих механизмах. Сущность изобретени : механизм содержит вращатель, в корпусе которого установлен с возможностью вращени  полый вертикальный вал, св занный посредством редуктора с приводом, силовые цилиндры подачи, корпуса которых закреплены на платформе станка, два разнесенных по высоте механизма захвата с колодками дл  взаимодействи  со штангой , система управлени  механизмами захвата , включающа  два гидроцилиндра, и св занные с платформой станка направл юИзобретение относитс  к горной промышленности , в частности к вращательно- подающим механизмам бурового станка. Известен вращательно-подающий механизм бурового станка, содержащий механизм захвата буровых штанг, выполненный в виде основного и дополнительного механизмов захвата, каждый из которых выполнен со съемными верхним и нижним фланцами, в которых установлены уплотнищие . Механизм имеет стол, на котором размещен вращатель, при этом стол св зан со штоками гидроцилиндров подачи и установлен с возможностью вертикального перемещени  в направл ющих, которые имеют зубчатые рейки дл  взаимодействи  с закрепленными на столе цилиндрическими шестерн ми, а система управлени  механизмами захвата имеет два дополнительных гидроцилиндра и концевые выключатели, причем, корпуса основных и дополнительных гидроцилиндров установлены на корпусе вращател , а концевые выключатели размещены на направл ющих с возможностью взаимодействи  со столом, при этом механизмы захвата размещены симметрично по обе стороны вращател  и каждый из них выполнен в виде двуплечих рычагов, шарнирно закрепленных на фланце , который установлен на одном из концов полого вала, причем, на одних концах рычагов закреплены колодки, а другие - шарнирно соединены с внешней обоймой свободно размещенного на валу упорного подшипника , внутренн   обойма которого св зана со штоком соответствующих гидроцилиндров системы управлени  механизмами захвата. 4 ил. со с XI о 00 XI Ю тельные элементы подшипниковых узлов, планшайбы, кажда  из которых образует со шпинделем плунжерную пару и выполнена с пазами дл  размещени  зажимных кулаков , под которые в шпинделе выполнены окна. Между корпусами основного и дополнительного механизма захвата установлено средство управлени  механизма захвата в виде гидроцилиндров двустороннего действи  соответственно с рабочими полост ми,

Description

сообщенными с помощью каналов с лини ми напора и слива гидросистемы бурового станка. Между торцами планшайб и на шпинделе установлен съемный упор, выполненный в виде двух полуколец, размещенных в проточке шпиндел , выполненного со сквозными отверсти ми дл  прохода бурового става и снабженного упором и шести- гранным хвостовиком дл  передачи крут щего момента от выходной шестерни вращател .

Недостатками вышеуказанного устройства  вл ютс :

низка  долговечность конструкции вра- щател  , обусловленна  передачей крут щего момента на буровой став посредством шестерни, в которой свободно со скольз щей посадкой установлен шестигранный хвостовик, что в процессе бурени  создает биение шестигранного хвостовика в шестерне и приводит к преждевременному износу узла и к повышенному шумовому эффекту и вибраци м, кроме того эти недостатки усиливаютс  размещением вращател  ниже зажимных кулаков:

размещение зажимных кулаков выше вращател  увеличило длину свободного (незащемленного ) конца бурового става, что повышает веро тность отклонени  бурового става от вертикали в начальной стадии бурени , кроме того этот недостаток усиливаетс  свободным размещением бурового става в шестигранном хвостовике;

при подн тии бурового става из скважины , в частности при заклинивании, что требует повышенных усилий, надежность зажима бурового става нижними зажимными кулаками снижаетс , так как конструкцией предусмотрено поджатие штанги кулаками только при подаче бурового става на забой.

Цель изобретени  - повышение долговечности , эргономичности за счет снижени  шума и вибрации.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что во вращательно-подающем механизме бурового станка, содержащем вращатель, механизм зажима буровых штанг, включающий гидроцилиндры, механизм подачи, включающий гидроцилиндры, устройство управлени  механизмами, вращатель, механизмы зажима и подачи установлены на столе , вращатель включает мотор-редуктор, на выходном валу которого установлена коническа  шестерн , соединенна  с ведомой конической шестерней, котора  жестко закреплена на полом вертикальном валу, установленном на двух подшипниках, размещенных в корпусе мотора-редуктора, а механизм зажима включает два фланца с

отверсти ми по центру, жестко установленных на верхнем и нижнем концах полого вертикального вала, зажимные кронштейны с колодками, шарнирно закрепленные на

каждом из фланцев и попарно размещенные относительно друг друга, а плечи кронштейнов посредством серьг шарнирно соединены с внешними обоймами упорных подшипников, внутренние обоймы которых

шарнирно соединены со штоками гидроцилиндров , симметрично размещенных относительно оси вращени , корпуса которых соединены с корпусом мотор-редуктора, причем обе обоймы подшипника установлены на полом вертикальном валу со скольз щей посадкой, внутри полого вертикального вала и отверстий фланцев размещена штанга , а механизм подачи включает вал размещенный в подшипниках, установленных в

задней части стола, причем на концах вала размещены цилиндрические шестерни, взаимодействующие с зубь ми реек, закрепленных на стойках платформы, передн   часть стола снабжена утюжками, размещенными в П-образных направл ющих стоек платформы, а штоки гидроцилиндров механизма подьема соединены с нижней частью стола с возможностью вертикального возвратного поступательного перемещени , корпуса гидроцилиндров закреплены на платформе и размещены по бокам стола.

На фиг.1 представлен общий вид враща- тельно-подающего механизма; на фиг.2 вид А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - устройство управлени  механизмами .

Вращательно-подающий механизм бурового станка содержит установленные на

столе 1 вращатель, включающий мотор-редуктор 2, на выходном валу которого установлена коническа  шестерн  3, соединенна  с ведомой конической шестерней 4, котора  жестко закреплена на полом

вертикальном валу 5, установленном на двух подшипниках 6, размещенных в корпусе 7 мотор-редуктора 2. Механизм зажима включает два фланца 8 с отверсти ми по центру, жестко установленных на верхнем и

нижнем концах полого вертикального вала 5, зажимные кронштейны 9 с колодками 10, шарнирно закрепленные на каждом из фленцев 8 и попарно размещенных относительно друг друга, плечи 11 кронштейнов 9

посредством серьг 12 шарнирно соединены с внешними обоймами 13 упорных подшипников 14, внутренние обоймы 15 которых шарнирно соединены со штоками гидроци линдров 16,17 симметрично размещенных

относительно оси вращени , корпуса которых соединены с корпусом мотор-редуктора 2, причем обоймы 13,15 подшипника 14 установлены на полом вертикальном валу 5 со скольз щей посадкой. Внутри полого вертикального вала 5 и отверстий фланцев 8 раз- мещена штанга 18, Механизм подачи включает вал 19, размещенный в подшипниках 20, установленных в задней части стола 1, на концах вала 19 размещены цилиндрические шестерни 21, взаимодействующие с зубь ми реек 22, закрепленных на стойках 23 платформы станка 24. Передн   часть стола 1 снабжена утюжками 25, размещенными в П-образных направл ющих стойках 23. Штоки гидроцилиндра 26 механизма подъема соединены с нижней частью стола 1 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещени , корпуса гидроцилиндров 26 закреплены на платформе 24 и размещены по бокам стола 1.

Устройство управлени  механизмом содержит два конечных выключател  27,28, гидроцилиндров 26,16,17. трехпозицион- ный трехлинейный электрогидравлический распределитель 29, четырехлинейный трех- позиционный электрогидравлический золотник 30, электромагниты Э1,Э2,ЭЗ,Э4. Нерабочие полости а и г гидроцилиндров 16,17,26 последовательно соединены между собой, а рабочие полости б и в гидроцилиндров 16,17 последовательно подключены к трехпозиционному трехлинейному электрогидравлическому распределителю 29, предназначенному дл  компенсации утечек, возникающих в поло- ст х гидроцилиндров. Рабочие полости б и в гидроцилиндров 16 и 17 и рабочие полости в и г гидроцилиндров 26 подключены к четырехлинейному трехпозиционному электрогидравлическому золотнику 30, предназначенному дл  подачи рабочей жидкости под давлением в рабочие полости. Посредством золотника 30 подаетс  и сливаетс  жидкость из рабочих полостей гидро- цилиндров во врем  холостого хода. Конечные выключатели 27,28 предназначены дл  подачи соответствующей команды на распределитель 29 и золотник 30 в момент окончани  рабочего и холостого хода штока гидроцилиндров 26 в автоматическом режиме работы, который управл етс  посредством соответствующих электромагнитов Э1,Э2,ЭЗ,Э4.

Вращательно-подающий механизм бурового станка работает следующим образом .

Поднимают стол 1 посредством гидроцилиндров 26 в верхнее крайнее положение до взаимодействи  с конечным выключателем 27, который подает соответствующие

команды на распределитель 29 и золотник 30. При включении электромагнита ЭЗ рабоча  жидкость под давлением поступает в полости б и в гидроцилиндров 16,17, штоки которых воздействуют на внешние обоймы 13 упорных подшипников 14, которые в свою очередь воздействуют на серьги 12, плечи 11 кронштейнов 9, колодки 10 которых зажимают штангу 18.

Мотор-редуктор 2 сблокирован с электромагнитами ЭЗ и Э4 таким образом, что его включение возможно только после зажима штанги 18 колодками 10, а выключение - после взаимодействи  стола 1 с концевым выключателем 28.

Передача крут щего момента на штангу 18 от мотор-редуктора 2 осуществл етс  через коническую шестерню 3, ведомую коническую шестерню 4, полый вертикальный вал 5, фланцы 8, кронштейны 9, колодки 10. Кронштейны 9, в свою очередь, передают крут щий момент посредством плеч 11 также серьгам 12, внешним обоймам 13 подшипника 14,

После передачи штанге 18 вращательного движени , стол 1 вместе со штангой 18 посредством гидроцилиндров 26, управл емых электромагнитами ЭЗ.Э4, осуществл етс  движение вниз. При достижении столом 1 нижнего положени  утюжок 25 воздействует на конечный выключатель 20 и выключаетс  мотор-редуктор 2. После чего включаетс  электромагнит Э4 и рабоча  жидкость под давлением поступает в полости а и г гидроцилиндров 16.17, штоки которых воздействуют на внешние обоймы 13 упорных подшипников 14, которые в свою очередь воздействуют на серьги 12 плечи 11 кронштейнов 9, колодки 10 которых отход т от штанги 18, освобожда  ее. Затем рабоча  жидкость поступает в полость а и б гидроцилиндров 26, осуществл   тем самым подьем стола 1 вверх до взаимодействи  верхнего утюжка 25 с концевым выключателем 27, который включает электромагнит ЭЗ и рабоча  жидкость под давлением поступает в полости б и в гидроцилиндров 16,17 штоки, которых воздействуют на внешние обоймы 13 упорных подшипников 14, которые в свою очередь воздействуют на серьги 12. плечи 11 кронштейнов 9. колодки которых 10 зажимают штангу 18, после чего включаетс  мотор-редуктор 2. придава  вращательное движение штанге 18. Впоследствии рабоча  жидкость под давлением поступает в полости в и г гидроцилиндров 26. придава  столу 1 движение вниз. Этот режим осуществл етс  также электромагнитом ЭЗ, однако рабоча  жидкость поступает в полости в и г гидроцилиндров 26 с опозданием, равным времени , необходимому дл  зажима штанги 18 по отношению с поступлением рабочей жидкости в полости б и в гидроцилиндров 16,17. Опоздание срабатывани  гидро- цилиндров 26 достигаетс , например за счет разного объема рабочих полостей гидроцилиндров 16,17 и 26. В дальнейшем цикл повтор етс  многократно до завершени  бурени .

В ручном режиме работы можно осуществл ть подъем штанги 18 из буровой скважины при заклинивании посредством подъема стола без разжима штанги 18.

Предложенна  конструкци  вращатель- но-подающего механизма бурового станка по сравнению с прототипом позвол ет исключить биение и вибрации вращател , тем самым увеличивает долговечность и понижает величину шумов.

Кроме того, в предложенном устройстве значительно уменьшаетс  веро тность отклонени  бурового става от вертикали в процессе начала бурени , так как увеличена жесткость незащемленного конца штанги.

Предложенный механизм более надежный в эксплуатации, в частности при вытаскивании из скважины бурового става в процессе заклинивани  или защемлени  последнего.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Вращательно-подающий механизм бурового станка, включающий вращатель в корпусе которого установлен с возможно- стью вращени  полый вертикальный вал, св занный посредством редуктора с приводом , силовые цилиндры подачи, корпуса ко- торыхзакреплены на платформе станка, два разнесенных по высоте механизма захвата с колодками дл  взаимодействи  со штангой , система управлени  механизмами захвата , включающа  два гидроцилиндра, и св занные с платформой станка направл ющие , отличающийс  тем, что. с целью повышени  надежности работы и увеличени  долговечности механизма, он снабжен столом, на котором размещен вращатель, при этом стол св зан со штоками гидроцилиндров подачи и установлен с возможностью вертикального перемещени  в направл ющих, которые имеют зубчатые рейки дл  взаимодействи  с закрепленными на столе цилиндрическими шестерн ми, а система управлени  механизмами захвата имеет два дополнительных гидроцилиндра и концевые выключатели, причем корпуса основных и дополнительных гидроцилиндров установлены на корпусе вращател , а концевые выключатели размещены на направл ющих с возможностью взаимодействи  со столом, при этом механизмы захвата размещены симметрично по обе стороны вращател  и каждый из них выполнен в виде двуплечих рычагов, шарнирно закрепленных на фланце, который установлен на одном из концов полого вала, причем на одних концах рычагов закреплены колодки, а другие шарнирно соединены с внешней обоймой свободно размещенного на валу упорного подшипника, внутренн   обойма которого св зана со штоками соответствующих гидроцилиндров системы управлени  механизмами захвата.

   27

   Фив-i j

   ВиЗЛ-А

   Фиг 1

   Фиг 3