SE444053B - Reduktionsvexelenhet for en bergborrmaskin - Google Patents

Description

7900200-2 . f: r.

För att ett bergsurytande verktyg :kall kunna arbeta effektivt måste man från framdrivningsorganet öve;föra hög effekt och stort vridmoment till berget vid en begränsad diameter hos bergborrmaskinen. Om motorns diameter exempelvis är 195 mm uppgår det vid borrningen uppträdande vridmomentet till 500-500 rpm vid borrkronan.

Genom att berget är anisotropt och har ytojämnheter ooh borrkronan uppvisar tandformafiyta utsättes borrkronan och bergoorr- _ maskinen för intensiva axiella vibrationer, vilket medför varia- tioner i vridmomentet, varvid variationen kan uppgå till eller t.o.m. överstiga dubbla medelvridmomentet. I det senare fallet kan det inträffa att rörelseriktningen för borrkrwnan och därmed reduktionsväxelns element kastas om.

Vid bergborrmaskinens arbetsförlopp uppkommer dessutom intensiva radiella svängningar, varvid maskinens huvuddelar, dvs. hus och axlar, vilka har stor längdutsträckning jämfört med tvär- dimensionerna, böjes, vilket leder till att de axlar hos maskinen som skall förbindas med varandra, icke blir koaxiella med varandra, samtidigt som avsevärda radiella påkänningar uppkommer, vilka på- känningar verkar på dessa axlars lagerorgan.

Vid borrningen användes en s.k. borrvätska innehållande borrkax, vilket leder till en snabb förslitning av reduktionsväxelns delar. Då reduktionsväxeln hermetiskt tillslutes i den oljefyllda medelst tätningsanordningarna skyddade kammaren, förslites själva tätningsanordningarna intensivt, vilken förslitning blir intensiva- re genom att borrvätsketrycket varierar pulsartat, vilket resulte- rar i att de i vätskan förekommande hårda partiklarna periodvis inmatas i spalterna i tätningsanordningarna.

Det framgår av samtliga förhållanden, att försummelsen av vissa förhållanden leder till en minskning av livslängden, vilket med andra ord innebär att man därför endast kan ätadkomma en funk- tionsduglig reduktionsväxelenhet med stor livslängd vid en berg- borrmaskin genom att allsidigt lösa de problem, som härrör frfn samtliga förhållanden.

Olika utföringsformer av reduktionsväxelenheter vid en bergborrmaskin är kända.

En reduktionsväxelenhet för en bergborrmaskin är känd, vilken enhet innefattar dels ett hus, dels i lagerorgan anordnade ingående och utgående axlar och dels en planetreduktionsväxel, som är anordnad i en oljefylld kammare, som är försedd med ett s.k. 7900200-2 1 .x oljeskyddssystem med tätningsanordningar av manschettyp, vilka är mera funktionsdugliga under driftförnållanden vid borrning i berg jämfört med packboxar. Den ingående axeln är förbunden med reduk- tionsväxeln medelst en slitsad koppling, medan den utgående axeln är förbunden med planetreduktionsväxelns hållare medelst en gäng- förbindelse. En kanal för passage av borrvätekan utgöres av cen- trumhål, vilka är upptagna i reduktionsväxelenhetene axlar.

Nackdelen med denna kända reduktionsväxelenhet är att den endast kan användas vid berborrmaskiner, vare drivorgan är försedda med var sitt oljeskyddssystem, exempelvis vid eldrivna borrmaskiner, eftersom reduktionsväxelenhetens ingående axel icke är försedd med en tätningsanordning. Icke heller är den utgående axelns tätningsanordning avpassad att arbeta i kontakt med ett hydrauliskt slipmedlum, varför den lagerenhet hos maskinen, som är avsedd att förbindas med redu tionsväxelenhetens utgående axel, även måste fyllas med nlja, vilket icke alltid är ekonomiskt för- delaktigt.

En annan nackdel med denna kända reduktionsväxelennet är att man måste använda extra anordningar för hermetiskt tillslut- ande av dels spalter mellan reduktionsväxelns drivande och drivna axlar, vilka roterar med olika varvtal, och dels alla slitsför- bindningar för reduktionsväxelenhetens axlar.

En annan reduktionsväxelenhet för en bergborrmaskin är dessutom känd, vilken enhet innefattar i lagerorgan anordnade in- gående och utgäende_axlar och en i två steg uppbyggd planetreduk- tionsväxel, som är anordnad i en oljefylld kammare. En kanal för passage av en spolvätska utgöres av ett ringformat rum, som är an- ordnat att utvändigt omge den oljefyllda kammaren, vilket gör det möjligt att klara sig utan tätningsanordningar mellan de med olika varvtal roterande drivande den drivna axlarna i reduktionsväxelne steg. Planetreduktionsväxelns planethjul är roterbara på i hållare fästa axeltappar, varvid planethjulen i det andra steget har en dub- belt så storifingd som planethjulen i det företa steget.

En nackdel med denna kända reduktlonsväxelenhet är att dess ingående och utgående axlar är utformade i ett styrke med reduk- tionsväxelns konstruktionsdeiar, dvs. den ingående axelnn ena ände uppbär ett solhjul, medan den utgående axeln är uppbyggd i ett stycke med planethållaren i det andra steget, varvid varje axel upphäres av två stela lagurorgan. Vid en sådan konstruktiv utform- 7900200-2 4 ning av enheten är dess delar komplicerade att framställa. Vid förslitnin¿ av planetreduktionsväxelns delar måste de in- och ut- gående axlarna bytas ut. Kuggväxelns arbetsförhållanden försämras dessutom, eftersom planetreduktionsväxelns element icke kan in- ställas av sig själva, varigenom belastningen icke fördelas lik- formigt mellan planethjulen. Då reduktionsväxelenhetens axlar är anordnade vinkelformigt på hållarorganen och förbindes med axlar- na i de närliggande sektionerna, uppkommer vid de in- och utgående axlarnas lagerorgan stora radiella påkänningar genom att nämnda axlar icke är koaxiella med varandra,vilka påkänningar snabbt föreli- ter nämnda lagerorgan. Ännu en nackdel med denna kända reduktionsväxeienhet är att planethjulens lagerorgan är anordnade i planethjulens inre hål, vilket innebär att man icke kan reglera lagerorganens bärförnåga till följd av att planethjulen har begränsade radiella dimensioner.

En dubbel längd av planethjulen i reduktionsväxelns andra steg med- för olika funktíonsduglighet hos de båda stegen i reduktionsväxeln till följd av att vpídmomentet i det andra steget ökar i det när- maste proportionellt mot det första stegets utväxlingsförhållande, som vid de vid den kända reduktionsväxelenheten använda planethjuls- vaxiarna alltid överstiger 2=1. ' En annan känd, i det närmaste samma reduktionsväxelenhet vid en bergborrmaskin innefattar dels ett hus, dels på lagerorgan anordnade in- och utgående axlar, dels en reduktionsväxel innefat- tande sol- och kronhjul, en hàllanaoch planethjul med lagerorgan, vilka är anordnade i ett ringformat rum mellan hjulen, dels en oljefylld kammare och dels ett oljeskyddssystem, som bl.a. inne- fattar tätningsanordningar. En kanal för passage av en spolvätska utgöres av ett ringf.rmat utrymme, som är anordnat att utvändigt omge den oljefyllda kammaren.

En nackdel med denna kända reduktionsväxelenhet är att dess in- och utgående axlar är anordnade på stela lagerorgan, vil- ska är skilda från varandra ett litet avstånd, samtidigt som nämnda axlar har hävarmar med stor längd, vilket leder till uppkomsten av stora radiella påkänningar, vilka verkar på lagerorganen och nöter sönder dessa, varjämte ett spelrum uppkommer vid axlarna, varige- nom tätningsanordningarnas hermetiska tillslutande rubbas.

Vid denna kända reduktionsväxelenhet är lagerorganen för planethjulen - liksom vid den ovan beskrivna kända reduktionsväxel- enheten - anordnade inuti planethjulen. Icke heller är denna kända 7900200-2 5 enhet försedd med lämpliga organ avsedda att skydda reduktions~ växeln mot överbelastníngar och vridmomentsvariationer.

En andra nackdel med denna kända reduktionsväxelenhet är att borrvätskan är i kontakt med tätnimfianordningarna, varför defsa fñrßlítes snahnu och wljeukyddusyntemeiq normetiska Ffirsog- ling störes. Ännu en nackdel med denna kända reddktionsväxelenhet ä att dess hus är utformat i ett stycke med huse för drivcrgansen- hoten, varför man icke kan andra egenskaperna hos bergtorrmaskinen vld ett och samma drivorgan genom ersättande av den ena redaktions- växelenheten med den andra eller genom uppdelning i steg av desam- ma för att ändra reduktionsväxelns utväxlingsförhállande i beroen- de av att varje sträcka av det hål, som skall borras, måste drivas upp under optimala borrnín¿sförhållanden.

Ett syfte med Föreliggande uppfinning är att eliminera dessa nackdelar.

Det huvudsaklig syftet med uppfinningen är att letad- komma en reduktionsvävelenhet, som gör det möjligt ett minska varv- talet och öka vridmomenfet och som under lång tid och furmtiuns- säkert kan arbeta i kombination med hydrauliska bergborrmaskiner samt andra maskínens egenskaper för att åstadkomma de optimala borrningsförhållanden för varje intervall av torrhšlet ïfrñ¿a.

Detta uppnås medelst en reouktionsväxelenhot fär en berg- borrmaskin, vilken enhet innefatta: dels ett hus, dels på lager- organ anordnade in- och utgående axlar, dels en reduktionsväxel, som innefattar sol- och kronhjul, planethållare och planethjul med lagerorgan, vilka är anordnade i ett rin¿format rum mellan sol- och kronhjulen, dels en oljefylld kammare och dels ett olje- Wskyddssystem, som innefattar tätningsanordningar, varvid enligt upp- finningen på varje axel i närheten av lagerorganet och på dettas i förhållande till reduktionsväxeln frånvända sida är anordnad en tät- ningsanordning som är försedd med ett skiljerum, som är avsedd att hålla tätningsanordningen avskild från borrvätskan.

Det är lämpligt, att skiljerummet är avgränsat av dels tät- ningsanordningen, dels ett med huset förbundet rörformat element och dels ett på axeln fäst lock, varvid det rörformade elementet är anord- nat att tillsammans med huset bilda en kanal för passage av borrväts- kan, och att skiljerummet är försett med en hjälptätningsanordning i form av ett elastiskt membran, vars med det rörformade elementet 7900200-2 6 förbundna del är anordnad intill tätningsanordningen, medan membranets motsatta del är anordnad att omge axeln för att avtäta denna.

Det är lämpligt, att den buffertvätska, som fyller skilje- rummet, har en densitet överstigande borrvätskans densitet. Vid en utföringsform utgöres buffertvätskan av en smörjvätska.

Det är vidare lämpligt, att skiljerummet är hydrauliskt för- bundet med den oljefyllda kammaren, som lämpligen fylles med buffert- vätska.

Genom att tätningsanordningarna är anordnade på axlarna intill lagerorganen, utför axlarna endast mycket ringa radiella rörelser i tätningsanordningarna, då axlarna eventuellt förskjutes ömsesidigt i omkretsled, vilka tätningsanordningar under dessa förhållanden säkert förblir hermetiskt tillslutna. Genom att tätningsanordning- arna är anordnade vid den i förhållande till reduktionsväxeln mot- satta sidan av varje axels lagerorgan kan lagerorganet placeras i den oljefyllda kammaren och skyddas mot förslitning medelst borr- vätskan¿ Genom att varje tätningsanordning är försedd med var sitt skiljerum, som är fyllt med en buffertvätska, som är avsedd att hål- la nämnda tätningsanordning avskild från borrvätskan, får tätnings- anordnignarna ännu längre livslängd.

Genom att skiljerummet är avgränsat av tätningsanordningen, rörelementet och det på axeln fästa locket samt genom att rörele- mentet är anordnat att ällsammans med nuset bilda en kanal för passage av borrvätskan kan buffertvätskan lagras i skiljerummet längre, eftersom den kinetiska energin hos den längs reduktions- växelenhetens strömmande borrvätskeströmmen dämpas av locket, var- för borrvätskan strömmar in i nämnda ringformade kanal. Förekomsten av en hjälptätningsanordning i form av ett elastiskt membran, som vid tätningsanordn.ngens sida är förbundet med rörelementet och som vid den motsatta sidan omger axeln för avtätning av densamma vid relativ_rotationsrörelse, medför att buffertvätskan icke blandas med borrvätskan.

Genom att densiteten hos buffertvätskan i skiljerummet är större än borrvätskans densitet,kan buffertvätskan icke flyta upp i borrvätskan, samtidigt som borrvätskan ike bringas till kontakt med tätningsanordningen då buffertvätskan befinner sig 1 skilje- rummet.

Genom att buffertvätskan utgöres av ett smörjmedel ökar tätningsanordningarnas livslängd. Om buffertvätskan eventuellt tränger in i den oljefyllda kammaren, minskas ej heller reduktions- 7900200-2 7 växelns livslängd, vilket gör det möjligt att utnytt¿a skiljerum- met som en behållare för reservsmörjmedel, som kompenserar vätske- läckaget ur den oljefyllda kammaren genom att en av de minst funk- tionssäkra konstruktlonsenheterna, nämligen en smörjanordning, eli- minerats från anordningen. Utnyttjandet av en buffertvätska med smörjegenskaper gör det möjligt att hydrauliskt förbinda skilje- fyllning av denna skapas för konstant- rummet med den med olja fyllda kammaren under med ouffertvätskan, samtidigt som betingelser I kammaren vid eventuella ändringar av arbets- att buffertvätskan uppvi:ar hög densitet hållning av trycket temperaturen. Genom blir det svårt för borrvätskan att komma in i de enheter, som skall tillslutas hermetiskt, varvid oljeskyddssystemets konstruktion blir så enkel som möjligt._ ¶ _¶ Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade vitnlngar på vilka fig. l scnematiskt visar ett längdenitt genom en reduktiansväxelenhet enligt uppfinningen till en hergborrmaskin, fig. 2 visar ett axiellt snitt ¿enon en planet- reduktionsväxel, rig. 3 visar ett snitt längs linjen III-III i fig. 2, fig. 4 visar ett snitt längs linjen IV-IV i fig. 3, fig. 9 vi- sar ett snitt lange lingen v-v i rig. 2, f 6 visar ett längd- snitt genom en del av reduktionsväxelenheten med en utföringsform av skiljerummet, och fig. 7 visar ett längdsnitt genom en utförings- form av reduktionsväxelenheten.

Reduktionsväxolenheten enligt uppfinningen för en berg- borrmaskin innefattar ett ihåligt cylindriskt hus 1 (fig. 1), som är fdrbundet med skarvhylsor 2 och 3, med vars hjälp reduktions- växelenhetens element är fästa i huset. En reduktionsväxel 4, som inneiattar sol- och kronhjul, hållare och planethjul med lagerorgan, är anordnad i en med olja fylld kammare A, som begränsas av en ey- lindrisk mantel 5, en ingående axel 6 med en tätningsanordning 7 och en utgående axel 3 med en tïtnlngsanordnlng 3. fleduktionsväxeln är förbunden med de in~ och utgående axlarna 6 respektive 8 medelst tandkopplingar 10. Axlarnas 6, 8 lagerorgan utgöres av sfäriska rullager ll. Tätningsanordningarna 7 och 9 är försedda med skilje~ rum B respektive C, vilka är fyllda med en buffertvätska avsedd att förhindra att tätningsanordningarna kommer i kontakt med borrvätskan.

Rlmmet B är avgränsat av tätningsanordnin¿en 7, en på axeln 6 orör~ ligt fäst hylsa 12, ett rörelement 13, som är hermetiskt tätt för- bundet med manteln 5 ooh anordnat ovanför tätningsanordningen 7, samt ett lock 14, som är anordnat ovanför rörelementet 13 och fäst på axeln 6 medelst hylsor lë, 15, l6 och en kopplingshalva 17, som skall oàskruvas_akelnsw§w§angade ände. ”__ _ _W 7900200-2 8 Skiljerummet C innefattar med manteln 5 förbundna rörele- ment 18 och 19 och ett look 20, som är fäst på axeln 5 medelst hyl- sor 21 och 22 samt en kopplingshalva 23, som skall skruvas på axelns 8 gängade ände. Den buffertvätska, som är avsedd att fylla rummen B och C, måste ha hög adhesionsförmåga med hänsyn till metall och icke ha benägenhet att bilda kemiska och mekaniska föreningar med borrvätskans beståndsdelar. Man använder företrädesvis buffert- vätskor som har en densitet överstignade borrvätskans densitet och uppvisar smörjegenskaper under verksamma driftförhållanden. En kanal D för passage av borrvätskan utgöres av ett ringformat ut- rymme mellan huset l och med detsamma förbundna hylsor 24 och 25 å ena sidan, och manteln 5 och de med denna förbundna rñrelementen 13 och 18 å andra sidan.

Reduktionsväxelenheten bör anordnas ibergborrmaskinen så att skarvhylsan 2 ärförbunden med huset till drivorganet medan hylsan 3 är förbunden med huset till maskinens bärenhet. Axeln 6 är avsedd att medelst kopplingshalvan 17 fürbindas med motorns driv- axel så att vridmoment kan överföras. Axeln 3 förbindes på samma sätt medelst kopplingshalvan Ej med axeln till maskinens bären- het. Axlarna är så förbundna, att kopplingarna kan förflyttas i förhållande till varandra i axiell riktning utan att de sfäriska lagren ll utsättas för avsevärda axiella krafter. Nämnda förbindelser (kopplingar) fungerar samtidigt som extra lagerorëan för axlarna 6 och 8.

Då bergborrwaskinen arbetar, roteras axeln 6 medelst motorns drivaxel. Rotationsrörelsen överföres vidare via tandkopp- lingen 10 till drivaxeln hos reduktionsväxeln 4, där varvtalet re- duceras och vridmomentet ökas. Rotationsrörelsen överföras vid änd- rade parametrar medelst den andra tandkopplíngen 10 till den utgå- ende axeln 8 och vidare via kopplingshalvan 23 och bärenhetens axel till ett bergbrytande verktyg, dvs. en borrkrona. Ett icke koaxiellt läge hos axlarna 6 och S i förhållande till de med desamma för- bundna axlarna hos de angränsande enheterna kompenseras genom vin- :elställnin¿ av reduktionsväxelenhetens axlar 6 och 6 utan att genom användning av de sfäriska lagerorganen ll åstadkomma radíella kraf- ter på lagerorganen. Genom att tätningsanordningar 7 och 9 är anordnade i närheten av lagerorganen ll även om snedställningen av axlarnas 5 och 3 centrumlinjer är så stor som möjligt, blir ett radiellt spelrum i tätningarna mycket litet (högst 0,2 mn). vilxvt värde är illåtet för normal funktion av vid hergborrmaskinnr an- vändbara tätningsanordningar av manschettyp. Frånvaron av akiellt> i79oo2oo-2 9 spelrum i bärorganen ll och en liten svängningsamplitud hos axlar- na 6 och 5 vid tätnín¿sstället bidrar till att skapa ¿ynnsamma be- tingelser för tätningsanordníngarnas långvariga arbete, vilket i sin tar :id en långvarig la rLng av sm rjmefilet i kammaren A be- främjar en ökning av lagerorganens ll livslän¿d.

Do med buffertvätskor fyllda skiljerummen R och G för- hindrar att tä ningsanordningarna 7 och 9 bringas t'll kontakt med den borrkax innehållande borrvätskan, varvid smärjmedlet är svårt att bortspola ur rummen medelst torrvätskan genom densitets- skillnaden mellan de båda vätekorna samt genom de andra, ovan nämnda egenskaperna hos buffertvätskan. Locket 14 förhindrar att buffertvätskan i skiljerummet B medbringas av borrvätskans dyna- miska tryckkraft genom att det dämpar borrvätskans strömningsener- gi och styr borrvätskeströmmen i den ringformade kanalen D. Då en tillräcklig stor volym buffertvätska finns i rummet B, kan detta fangera som en smörjanordning, som kompenserar smörjmedelsläckaget ur kammaren A. Läckaget äger huvudsakligen run i den undre tätnings- anordningen 9, eftersom borrvätskan delvis Fïrlorar sitt tryck i kanalen D, medan trycket i den oljefyllda kammaren A í det närmaste förblir konstant, vilket bidrar till att alstra ett tryckfall över nämnda tätningsanordning från kammarens A sida. Läckaget resulte- rar i en trycksänkning i kammaren A, samtidigt som tryckfallet över tätningsanordningen 9 minskar och det i riktningen från rummet B till kammaren A verksamma tryokfallet över tätningsanordningen 7 ökar. Detta tryckfall verkar så, att buffertvätskan med zmärjegen- skaper strömmar in i kammaren A och därigenom kompenserar olje- läckaget. Buffertvätskan kan utgöras av tjockolja, konsistensfett, plastmaterial eller smälta metaller och legeringar. Buffertvätskan bör väljas så, att dess blandning med det i kammaren A befintliga smörjmedlet icke försämrar de båda vätskornas smörjegenskaper.

För att afterfylla förrådet av smörjmedel i kammaren A och rummen B och C är huset 1 försett med på ritn ngen icke visade hål, i vilka ventiler och pluggar kan anordnas.

För att bättre kunna orientera axlarna 6 och 6 vid trans- port av reduktionsväxelenheterna i horisontellt läge samt vid mon- tering av enheterna i bergborrmaskinen förses axlarna 6 och 8 lämp- ligen med speciella radiallagerorgan, vilka är förbundna med huset l via elastiska element, som bidrar till att minska radiella pàkän- ningar på lagerorganen, vilka påkänningar uppkommer, då de axlar, som skall förbindas med varandra, icke är koaxiella med varandra.

De i fig. l visade lagerorganen utšbres av radialglidlager 26 av 7900200-2 10 gummi och metall med hylsor 27, vars elastiska element uflgfires av lfgrets 26 belägg av gummi. r Planetreduktionsväxeln kan ges olika utföringsformer och ha olika utväxlingsförnållanden i beroende av de krav, som ställes på borrníngsarbetena. exempelvis arbetsproduktiviteten. En utf r- ingsform av reduktion växeln 4 visas i fig. 9. Den innefattar till planethjulsväxeln hörande steg, vilka innefattar solhjul 26 och 29, kronhjul 50 och 31, planethjul 32, 33 med lagerorgan ER och planethållare 35 och 36. Stegen är förbundna med varandra medelst vridmomentsöverförande kopplingar 37 vilka kan vara slitsade eller tandade. Växelns drivaxel šö är via en kopplingshalva 39 och kopp- lingen 10 (fig. 1) förbunden med den ingående axeln 6, medan reduk- tionsväxelns drivna axel utgöres av en hållare 36, som medelst kopplingen lO är förbunden med dsnutgående axeln 8. Reduktions- växelns första steg, dvs. ett friktionssteg, är så utformat, att det fungerar som ett organ som förhindrar att vridmomentsändringar påverkar hela reduktionsväxelns funktion, vilket uppnås genom att friktionssteget är försett mod en fjäder 40, som är anordnad på axeln 38 och avsedd att pressa de koniska solnšulen 28 mot de konis- ka ytorna av planethjulen 32, vilka i sin tur med sina cylindriska ytor är pressade mot kronhjulet 30, som är förbundet med reduktions- växelenhetens hus 1. Fjäderns 40 egenskaper är så valda, att de krafter, med vilka friktionselementen 28, 32, 30 pressas mot varand- ra, möjliggör överföring av största möjliga vridmoment, som erford- ras för att bergborren skall kunna fungera normalt. Då vridmoments- ändringar i form av vridmomentpulser uppkommer, vilka kan skada re- duktionsväxelns element, sker kortvarig slirning vid det första ste- gets friktionskontaktställen, varigenom vridmomentpulsen minskas.

Reduktionsväxelns andra steg är kuggat och innefattar ett organ, som förhindrar att reduktionsväxeln blir överbelastad och som innefattar insatsstycken 41 (fig. 3, 4) med i desamma an- ordnade lagerorgan 34 för planethjulen fiß, vilka är anordnade i spår E i hållaren 36. Varje spårs E till insatsstyoket 41 anpassad del El utgöres av en eylindrisk yta, vars centrumaxel är vinkelrät mot redukti.nsväxelns längdaxel, som sammanfaller med solnjulets 29 centrumaxel, och korsar denna. lnsatsstyckcts 41 till spårßtæ E cylindriska yta anpassade yta F är tunnformad (Pig. 4). Insats- styckets 41 (fig. 3) mot planethjulet 33 vända yta G är plan. Pla- nethjulen 33 med lagerorganen 34 och insatsstyckena Ål är anordnade olikformigt gruppvis (fíg. 5)i ett ringformat utrymme mellan sol- med hy;san l2. DennaIfiälptïtnin¿sanordn ng år avi ._ ....._....._....._.....,__, ._ _ 7900200-2 11 h¿alet 29 och kronhjulen 31 så att avståndet mellan centrumexlarna för de angränsande planethjulen 33a och Ejb i en grupp är kortare än avståndet mellan eentrumlinjerna för de an¿ränsande planethju~ len j)b och jšc i olika,grupper. Hållarens element šóa och 36 b får därigenom motsvarande olika stora tvärsnitteytor och böjmotstând. lamtliga kännetecknande särdrag hos utformningen av reduk- tlonsväxelns kuggade steg bidrar till att öka belastbarheten hos reduktionsväxelns svagaste element, dvs. lagerorganen 54 för pla- nethjulen 35 och växelns Ä nâllare 56, varvid nämnda belastbarhet är tillräcklig för att kunna överföra det vridmoment, som erfordras För burrkronans normala funktion. Då vrïdmomentet överföras via re- duktionsväxeln 4, vrides dess planethållare 56 i Förhållande till lñngdaxeln, varvid hâllarelementcn }6a och 26 h (fig. 5) böjes 1 fdrhållande till axlanna x-x och y-y, vilket beror på att planethju~ lens 33 (figu 3) centrumaxlar vrides en viss vinkel. Genom reduk~ tionsväkelns 4 utformning enligt uppfinningen ökas hållarelementens jóa och Eßb sammanlagda böjmotstånd jämfört med den utf?~in¿s?orm av reduktlonmvïxuln, vid vilken plunwthjulmn Ur l kformïyt Färne- ladc i ringutrymmet. Maximieffekten uppnås då avståndet mellan planethjulens šša och šjb centrumaxlar år nå litet som möjligt och sådant att planethjulsväxcln kan monteras. Påkänninëarna vid nämnda hållrelement minskas ännu mer genom att spänningskoncentra~ tionen vid övergångsställena från de Längsgående nållarolementen joa till de tvärgående elementen 360 praktiskt taget icke förek3m~ ren, då den cylindrlska ytan har en stor radie R (fi¿. j}. Genom att ytorna G är plana kan man minska :parets E totala längd, vil- ket befrämjar en ökning av planethällarens hållfasthet och styvhet.

Genom att planethjulens lagerorgan 34 är anordnade i insatsstyckena Ål kan man öka deres diameter och gränsbelastningun jämfört med ut~ ffiringsforerncrna, vid vilka lagerorganen är anordnade inuti själva planethjulen. Arbetsförhållandena för lagerorganen 54 blir ännu bättre genom att insatsstycket 41 är tunnformat, varigenom lager- organen 34 kan inställas av sig själva, då planethjulene 33 cen~ trumaxlar ligger i två inbördes vinkelräta plan. än ntf5rin¿sf rm av skiljernmmet 3 (fíš. 6) innefattar en hjälptätníngsanordning i form av eït elastiskt memkran 4?, vara 'ligt att .v- u ena sida är armerad av mctmlringar 42, vilket gör det mo Lnpressa membranet 42 i rörclementet lj. vid den andra sidan omhcr cmembranet 42 den på axeln 3 fästa hylsan lä med ett övcrmått av 5-Y mm för att avtäta denna så, att axeln 5 är vridbar tillsammans = dd att nppdela 7900200-2 12 ¶ rummet B i två delar 31 och Bç. Rummet B] är fyllt med en buffert- smörjvätska, medan i rummet Bë ersattes denna vätska successivt med borrvätskan. Allteftersom buffertvätskan läcker ut ur kammaren l, efterfylles förrådet av smërjmedol från rummet Bl. En fördel med denna utföringsform är att buffertvätskan kan lagras i rummet B under längre tidsperiod.

Den i fig. 7 visade utfïringsformen av reduktionsväxel- enketen skiljer sig från huvudutföringsformer (Pig. ll genom att skiljerummet B genom en kanal L är hydrauliskt förbundet med den med olja fyllda kammaren A, i vilken reduktiunsväxeln Ä och lager~ organen ll är anordnade, varvid kammaren A liksom rummet B är fylld med buffertvätskan med smörjegenskaper. Vid denna utfïríngs- šorm överföres spolvätsketrycket från rummet B till kammaren A via kanalen L. Vid värmeändringarlns vätskevolymen 1 kammaren A ändras icke trycket i kammaren A genom att vätskan strömmar via kanalen L varför tätningsanordningen 7 praktiskt taget arbetar utan något tryekfall. Tätningsanordningens 7 funktion består endast i att för- hindra att de hårda partiklar, som utfäfles kommer in i kammaren A i händelse av otillräcklig rening av den borrvätska, som befinner sig i rummets B övre del ovanlär buffertvätskan. Tätningsanord- níngens 7 konstruktion kan därför göras enklare än vid huvudut- föringsformen av uppfinningen, exempelvis i form av ett spaltför- sett, labyrintformat lâsorgan. Den i fig. 7 visade utföringsfor- men av reduktionsväxelenheten är mycket enkel, har hög funktions- :äkerhet ooh stor livslängd.

Utnyttjandet av samtliga tekniska lösningar har gjort det möjligt att åstadkomma en enkel och funktionssäker reduktions- växelenhet för en bergborrmaskin, som lämpar sig för effektiv borr- ning av hål till ett praktiskt taget godtyckligt, för närvarande uppnåeligt djup vid arbete med borranläggnin_ar med känd hydraulisk utrustning. Genom att enheten och dess oljeskyddssystem är själv- ständiga kan de användas mycket rationellt, dvs. i form av en sats av flera reduktionsväxelenheter, vilka ger olika stora utväxlings- förhållanden och vid ett och samma arbetsorgan och bärenheb till maskinen kan förinstïlla ett flertal varierande karakterisktikor som erfordras vid olika borrningsförhâllanden. Dessa enheter kan levereras i form av en byggsats till en borrplats, under det att maskinens önskade egenskaper omedelbart kan förinställas på borr- platsen genom att byta ut eller seriekoppla flera reduktionsväxel- enheter. . . . -.....-._...___>.__.-._... _ _

Claims (4)

7900200-2 13 Patentkrav

1. Reduktionsväxelenhet för en bergborrmaskin, vilken växel- enhet innefattar dels ett hus (1), dels på lagerorgan (11) anordnade in- och utgående axlar (6 resp. 8), dels en reduktionsväxel (4), som innefattar solhjul (28), kronhjul (30), planethållare (36) och planet- hjul (32, 33) med lagerorgan (34), vilka är anordnade i ett ringformat rum mellan sol- och kronhjulen (28, 30), dels en med olja fylld kam- mare (A) och dels ett oljeskyddssystem, som innefattar tätningsanord- ningar, k ä n n e t e c k n a d a v att på varje axel (6, 8) i när- heten av lagerorganet (11) och på dettas i förhållande till reduktions- växeln (4) frânvända sida är anordnad en tätningsanordning (7, 9) som är försedd med ett skiljerum (B, C), som är avsedd att hålla tätnings- anordningen (7, 9) avskild från borrvätskan.

2. Enhet enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att skiljerummet (B, C) är avgränsat av dels tätningsanordningen (7, 9) dels ett rörelement (13, 18), som är förbundet med huset (1), och dels ett på axeln (6, 8) fäst lock (14 resp. 20) varvid rörelementet (13, 18) är anordnat att tillsammans med huset (1) begränsa en kanal (D) för passage av borrvätskan, och att skiljerummet (B) är försett med en hjälptätningsanordning (42) i form av ett elastiskt membran, vars del, som är förbunden med rörelementet (13), är anordnad intill tätninganordningen (7), medan membranets motsatta del är anordnad att omge axeln (6) för att avtäta densamma.

3. Enhet enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att densiteten hos den buffertvätska, som fyller skiljerummet (B,C), är högre än borrvätskans densitet, varvid buffertvätskan utgöres av en smörjvätska.

4. Enhet enligt patentkravet 1 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att skiljerummet (B) är hydrauliskt förbundet med den med olja fyllda kammaren (A), som även är fylld med buffertvätskan.