SE455517B

SE455517B - Rings on drill bar carousel magazine

Info

Publication number: SE455517B
Application number: SE8305847A
Authority: SE
Inventors: S P Prebensen
Original assignee: Atlas Copco Ab
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1988-07-18
Also published as: SE8305847L; FI843734L; FI843734A0; SE8305847D0

Abstract

Rotary magazine for rock drilling rods is claimed. The circular holder is rotatable. It has positions around its circumference for the rods. There is a guard ring to hold the rods in position. They can be removed through the opening by an arrangement which includes grippers.

Description

455 517 innanför dubben 14 finns ett borrstöd 15 som styr borrsträngen 16 och som kan aktiveras att klämma fast borrstângen. Borrstödet utgör ej del av uppfinningen och visas därför ej i detalj. I Fig 1 är mittendelen av matarbalken 12 borskuren för att figuren skall bli tydligare. På matarbalken 12 är två konsoler 18, 19 fästade. 455 517 inside the stud 14 there is a drill support 15 which guides the drill string 16 and which can be activated to clamp the drill rod. The drilling support does not form part of the invention and is therefore not shown in detail. In Fig. 1, the middle part of the feed beam 12 is drilled to make the figure clearer. Two brackets 18, 19 are attached to the feed beam 12.

Konsolerna 18, 19 ingår i en ram som uppbär dels en stånghämtar- anordning som generellt betecknats med 20 och dels det egentliga magasine 21. Magasinet 21 innefattar en i konsolerna 18, 19 roterbart lagrad axel 22 på vilken ändplattor 23, 24 och stânghâllarskivor 26, 27, som har urtag 28 för stänger 30 jämt fördelade utmed periferin, är fastsvetsade. Axeln 22, ändplattorna 23, 24 och stânghàllarskivorna 26, 27 bildar således en roterbar stánghällare. Axeln 22 och därmed hela stânghållaren 22-28 indexeras medelst en maskinell indexeringsanordning 31 som ej visas i detalj.The brackets 18, 19 are part of a frame which supports both a rod retrieval device generally designated 20 and the actual magazine 21. The magazine 21 comprises a shaft 22 rotatably mounted in the brackets 18, 19 on which end plates 23, 24 and rod holder discs 26, 27, which have recesses 28 for rods 30 evenly distributed along the periphery, are welded. The shaft 22, the end plates 23, 24 and the rod holder discs 26, 27 thus form a rotatable rod holder. The shaft 22 and thus the entire rod holder 22-28 are indexed by means of a mechanical indexing device 31 which is not shown in detail.

Två ringar 32, 33 är fästa i konsolerna 18, 19 och anordnade kring stånghâllaren 22-28 för att förhindra stängerna 30 och 30a som är placerade i stânghållaren 22-28 att falla ut. Ringarna 32, 33 har öppningar 34, 35 genom vilka stängerna 30 kan hämtas från och avlämnas till stânghâllaren 22-28. Åndplattorna 23, 24, stânghållarskivorna 26, 27 och ringarna 32, 33 är axiellt skilda åt och magasinet är öppet mellan dem så att borrkaxet inte skall kunna fastna i stora mängder och störa funktionen. - Konsolernas 18, 19 övre delar är vinklade (Fig 10) och den yttre änden 37, 38 uppbär en axel 40 som är parallell med stånghållarens 22-29 axel och matarbalkens 12 borraxel. En tvärbalk 39 sammanbinder konsolerna 18, 19 till en stel ram. På axeln 40 är en stânghämtararm 41 i form av en svängram lagrad medelst två hylsor 42, 43 som utgör del av armen. Mellan hylsorna 42, 43 finns en hylsa 44 och en hydraulcylinder 45 är kopplad mellan konsolen 18 och hylsan 44 för att kunna axiellt förskjuta hela stánghämtaranordningen 20, En arm 46 är fäst på hylsan 44 och har glidplattor 47, 48 mot tvärbalken 39. En hydraulcylinder 49 är kopplad mellan ett tvärstag 50 på armen 41 och armen 46. Cylinderns kolvstángsfäste mot tvärstaget 50 är något justerbart för att hämtaranordningen 20 skall kunna anpassas till olika diametrar på borrstängerna.i vissa fall erfordras ej axialförskjutning av stánghämtaranordningen 20. Då användes 455 517 låsskruvar 51 i glidplattorna 47, 48 för att låsa stânghämtar- anordningen 20 till tvärbalken 39. Hydraulcylindern 45 blir då överflödig.Two rings 32, 33 are attached to the brackets 18, 19 and disposed around the rod holder 22-28 to prevent the rods 30 and 30a located in the rod holder 22-28 from falling out. The rings 32, 33 have openings 34, 35 through which the rods 30 can be retrieved from and delivered to the rod holder 22-28. The end plates 23, 24, the rod holder plates 26, 27 and the rings 32, 33 are axially separated and the magazine is open between them so that the drill cuttings cannot get stuck in large quantities and interfere with the function. - The upper parts of the brackets 18, 19 are angled (Fig. 10) and the outer end 37, 38 carries a shaft 40 which is parallel to the shaft of the rod holder 22-29 and the drill shaft of the feed beam 12. A cross beam 39 connects the brackets 18, 19 to a rigid frame. On the shaft 40, a rod pick-up arm 41 in the form of a pivot frame is mounted by means of two sleeves 42, 43 which form part of the arm. Between the sleeves 42, 43 there is a sleeve 44 and a hydraulic cylinder 45 is connected between the bracket 18 and the sleeve 44 in order to be able to axially displace the entire rod retrieval device 20. An arm 46 is attached to the sleeve 44 and has sliding plates 47, 48 against the crossbeam 39. A hydraulic cylinder 49 is coupled between a cross bar 50 on the arm 41 and the arm 46. The piston rod bracket of the cylinder against the cross bar 50 is slightly adjustable so that the pick-up device 20 can be adapted to different diameters of the drill rods. 51 in the sliding plates 47, 48 for locking the rod retrieval device 20 to the cross member 39. The hydraulic cylinder 45 then becomes redundant.

Stånghämtaranordningens ram 41 har tvâ fasta axlar 52, 53 på vilka rullar 54, 55 är lagrade. Rullarna 54, 55 är roterbara medelst en reversibel motor 56 monterad på tvärstaget 50 och kedjor 571, 581.The frame 41 of the rod retrieval device has two fixed shafts 52, 53 on which rollers 54, 55 are mounted. The rollers 54, 55 are rotatable by means of a reversible motor 56 mounted on the crossbar 50 and chains 571, 581.

Pâ axeln 53 är ett ok 57-60 vridbart monterat. Det innefattar två länkar 57, 58 monterade på axeln 53 och sammanhållna av en axel 59 pá vilken en friroterande rulle 60 är roterbart lagrad. De tre rullarna 54, 55, 60 har en metallkärna 61 och har tjocka gummibelag 62 såsom framgår av Fig 8. Om lämplig kvalitet och .tjocklek väljes på gummibelagen kan rullarna 54, 55, 60 även användas för sexkantstänger såsom visas på Fig 9. Mellan ramen 41 och varje länk 57, 58 är kraftorgan vardera i form av tva mekaniskt hopkopplade hydraulcylindrar 63, 64; 65, 66 kopplade. De två hydraulcylindrarnas cylindrar 63, 64 och 65, 66 resp. är hopskruvade rygg mot rygg och cylindrarnas 63, 65 kolvstänger 67, 68 är kopplade till fästen på ramen 41 medan de andra cylindrarnas 64, 66 kolvstänger 69, 70 är kopplade till länkarna 57, 58. De tre rullarna 54, 55, 60 bildar således en maskinellt styrd tång där rullarna 54, 55 bildar en fast käft och rullen 60 bildar del av den rörliga käften. Som framgår av Figurerna går armen 41 in i stânghållaren 22-28 mellan stânghâllarskivorna 26, 27. För att tillåta denna rörelse måste ett stángläge alltid vara tomt.A shaft 57-60 is rotatably mounted on the shaft 53. It comprises two links 57, 58 mounted on the shaft 53 and held together by a shaft 59 on which a free-rotating roller 60 is rotatably mounted. The three rollers 54, 55, 60 have a metal core 61 and have thick rubber pads 62 as shown in Fig. 8. If the appropriate quality and thickness are selected on the rubber pads, the rollers 54, 55, 60 can also be used for hexagonal bars as shown in Fig. 9. the frame 41 and each link 57, 58 are power means each in the form of two mechanically interconnected hydraulic cylinders 63, 64; 65, 66 connected. The cylinders 63, 64 and 65, 66 of the two hydraulic cylinders respectively. are screwed back to back and the piston rods 67, 68 of the cylinders 63, 65 are connected to the brackets on the frame 41 while the piston rods 69, 70 of the other cylinders 64, 66 are coupled to the links 57, 58. The three rollers 54, 55, 60 thus form a mechanically guided pliers where the rollers 54, 55 form a fixed jaw and the roller 60 forms part of the movable jaw. As can be seen from the Figures, the arm 41 enters the rod holder 22-28 between the rod holder discs 26, 27. To allow this movement, a rod position must always be empty.

En hämtning av en stång i magasinet och leverering av stången till borrsträngen 16 visad i Fig 1 skall nu beskrivas. Därvid hänvisas endast till kraftorganet 63, 64 visat på Fig 2-9. Kraftorganet 65, 66 är hydrauliskt parallellkopplat med organet 63, 64 och gör därför alltid samtidigt samma rörelser. När en stång levererats till .“ borrsträngen 16 dras de båda cylindrarnas 63, 64 kolvstänger 67, 69 in helt så att tângen 54, 55, 60 öppnas fullt såsom visas i Fig 2.A retrieval of a rod in the magazine and delivery of the rod to the drill string 16 shown in Fig. 1 will now be described. In this case, reference is made only to the force means 63, 64 shown in Figs. 2-9. The force means 65, 66 are hydraulically connected in parallel with the means 63, 64 and therefore always make the same movements at the same time. When a rod is delivered to the drill string 16, the piston rods 67, 69 of the two cylinders 63, 64 are fully retracted so that the tongs 54, 55, 60 are fully opened as shown in Fig. 2.

Sedan svänges armen 41 intill magasinet 21 och cylinderns 64 kolvstång 69 skjutas ut till sitt ändläge så att rullen 60 kommer i sitt grindläge såsom visas i Fig 1 och 4. Borrmaskinen 13 borrar nu 455 517 in den tidigare levererade stången. Under tiden indexeras stånghållaren 22-28 så att en ny stång 30a kommer in mellan de tre rullarna 54, 55 60 såsom visas i Fig 4. Rullen 60 hindrar således den nya stången 30a att falla ur trots att stången är belägen mitt för öppningarna 34, 35 i ringarna 32, 33. Cylindern 63 aktiveras nu till att skjuta ut sin kolvstång 67 så att stången 30a gripes mellan rullarna 54, 55, 60. Borrstängerna har en hangänga i främre änden och en hongänga i bakre änden. När föregående borrstång är nedborrad aktiveras borrstödet 15 till att gripa om överänden på den stången och borrmaskinen 13 reverseras så att dess adapter 17 skruvas loss från borrsträngen 16. Borrmaskinen 13 körs till sitt bakersta läge på matarbalken, det läge i vilket den är visad i Fig 1. Därefter aktiveras svängcylindern 49 att svänga armen 41 till läget enligt Fig e i viiket tången 54, ss, so haiier den nya stången soa “ koaxiell med borrsträngen 16. Borrmaskinen 13 matas fram och dess adaptergänga skruvas in i stångens hongänga. Borrmaskinen 13 skjuter sedan borrstången 30a framåt till borrsträngens 16 bakre hongänga, som är belägen i borrstödet 15 och skruvar fast borrstången 30a på borrsträngen 16. Borrstången 30a glider därvid axiellt i rullarna 54, 55, 60 som styr borrstången. Motorn 56 driver ej men tillåter rullarna att rotera. Stånghämtaranordningen 20 kan också föras axiellt framåt för att minska glidningen i rullarna men det är ej nödvändigt. När borrstången 30a är iskruvad öppnas tången 54, 55, 60 som visas på Fig 2 och armen 41 svänges tillbaka till stånghållaren 22-28 såsom redan beskrivits för att hämta en ny stång.Then the arm 41 is swung next to the magazine 21 and the piston rod 69 of the cylinder 64 is pushed out to its end position so that the roller 60 comes into its gate position as shown in Figs. 1 and 4. The drilling machine 13 now drills 455 517 into the previously delivered rod. Meanwhile, the rod holder 22-28 is indexed so that a new rod 30a enters between the three rollers 54, 55 60 as shown in Fig. 4. The roller 60 thus prevents the new rod 30a from falling out even though the rod is located in the middle of the openings 34, The cylinder 63 is now actuated to project its piston rod 67 so that the rod 30a is gripped between the rollers 54, 55, 60. The drill rods have a male thread at the front end and a female thread at the rear end. When the previous drill rod is drilled down, the drill support 15 is activated to grip the upper end of that rod and the drill 13 is reversed so that its adapter 17 is unscrewed from the drill string 16. The drill 13 is moved to its rearmost position on the feed beam, the position shown in Figs. Thereafter, the swing cylinder 49 is activated to pivot the arm 41 to the position according to Fig. 1. The drilling machine 13 then pushes the drill rod 30a forward to the rear female thread of the drill string 16, which is located in the drill support 15, and screws the drill rod 30a onto the drill string 16. The drill rod 30a slides axially in the rollers 54, 55, 60 which guide the drill rod. The motor 56 does not drive but allows the rollers to rotate. The rod pick-up device 20 can also be moved axially forward to reduce the sliding in the rollers, but this is not necessary. When the drill rod 30a is screwed in, the pliers 54, 55, 60 shown in Fig. 2 are opened and the arm 41 is pivoted back to the rod holder 22-28 as already described to retrieve a new rod.

När hålet är färdigborrat skall borrstängerna plockas ur hålet.When the hole has been drilled, the drill rods must be removed from the hole.

Borrmaskinen 13 får då gå bakåt och föra med sig borrsträngen 72 till det läge i vilket borrstödet 15 kan bringas att gripa om övre delen av borrsträngens 16 andra stång, bakifrån räknat.The drilling machine 13 may then go backwards and carry the drill string 72 to the position in which the drill support 15 can be made to grip the upper part of the second rod of the drill string 16, calculated from behind.

Stånghämtaranordningen föres framåt, dvs åt höger i Fig 1 och _* bringas att gripa den första yttersta stången. Borrmaskinen 13 får skruva ur sin adapter 17 ur första stången medan tången 54, 55, 60 håller fast stången. Borrmaskinen 13 körs sedan tillbaka till sitt bakersta läge och motorn får rotera rullarna 54, 55 så att den första stångens främre gänga skruvas loss. Därefter föres 455 517 stånghämtaranordningpn bakåt med hjälp av hydraulcylindern 45 och stânghämtararmen 41 får leverera en stång till magasinets stånghållare 22-28. Borrmaskinen 13 kan sedan matas framåt och dess adapter 17 skruvas fast i borrsträngen 16 så att borrmaskinen kan dra ut borrsträngen 16 och förloppet upprepas till dess hela borrsträngen plockats upp ur borrhålet.The rod retrieval device is advanced, i.e. to the right in Fig. 1, and is caused to grip the first outermost rod. The drilling machine 13 is allowed to unscrew its adapter 17 from the first rod while the pliers 54, 55, 60 hold the rod. The drill 13 is then driven back to its rearmost position and the motor is allowed to rotate the rollers 54, 55 so that the front thread of the first rod is unscrewed. Thereafter, the bar retrieval device 455 is moved backward by means of the hydraulic cylinder 45 and the bar retractor arm 41 is allowed to deliver a bar to the magazine holder 22-28. The drill 13 can then be fed forward and its adapter 17 screwed into the drill string 16 so that the drill can pull out the drill string 16 and the process is repeated until the entire drill string is picked up from the borehole.

Stånghämtaranordningen 20 behöver inte vara axiellt förskjutbar och rullarna 54, 55 behöver inte vara motordrivna. Arbetssättet blir då något mera tidskrävande. Vid utplockning av stången använder man rullarna 54, 55, 60 till att låsa stången mot rotation och så drar man åt adapterskarven med borrmaskinen 13. När man sedan lossar rullarnas 54, 55, 60 låsning kommer den yttersta stångens främre gänga vid borrstödet 15 att skruvas isär lättare än adapterskarven.The rod retrieval device 20 need not be axially displaceable and the rollers 54, 55 need not be motor driven. The working method then becomes somewhat more time-consuming. When removing the rod, use the rollers 54, 55, 60 to lock the rod against rotation and then tighten the adapter joint with the drill 13. When you then loosen the rollers 54, 55, 60, the front thread of the outer rod at the drill support 15 will be screwed apart lighter than the adapter joint.

Borrmaskinen får sedan föra den första stången bakåt till rätt axiellt läge och rullarna 54, 56, 60 får låsa stången medan borrmaskinen får skruva loss adaptern från stången. Stånghämtar- anordningen 20 levererar sedan stången till stånghållaren 22-28. Man kan åstadkomma rullarnas 54, 55, 60 låsning eller bromsning av stången mot rotation på flera sätt. Ett sätt är att spärra en eller flera av rullarna. Ett annat sätt är att ha två trycknivåer på hydraultrycket för cylindrarna 63, 65 så att vid över griptrycket starkt förhöjt hydraultnyck-stången kläms så hårt in i rullarnas belag 62 att vridmotståndet därigenom blir stort. Skulle inte vridmotståndet därvid bli tillräckligt stort kan man använda backar 75 indikerade på Fig 8 mot vilka stången klämmes när hydraultrycket i cylindrarna 63, 65 höjes och stången 30a pressas in i rullarnas belag 62.The drill must then move the first rod back to the correct axial position and the rollers 54, 56, 60 may lock the rod while the drill may unscrew the adapter from the rod. The rod retrieval device 20 then delivers the rod to the rod holder 22-28. The locking or braking of the rod against rotation of the rollers 54, 55, 60 can be effected in several ways. One way is to lock one or more of the rollers. Another way is to have two pressure levels on the hydraulic pressure for the cylinders 63, 65 so that when the hydraulic pressure rod is strongly elevated above the gripping pressure, the rod 62 is squeezed so tightly into the rollers' coating 62 that the rotational resistance thereby becomes large. Should the torsional resistance not be large enough, jaws 75 indicated in Fig. 8 can be used against which the rod is clamped when the hydraulic pressure in the cylinders 63, 65 is raised and the rod 30a is pressed into the coating 62 of the rollers.

Om borrstängerna har utvändig gänga i båda ändar bör borrmaskinen 13 vara försedd med en s.k. hylsbroms som hindrar hylsan vid adaptern att rotera när adaptern skruvas ur hylsan. Annars kan man riskera att hylsan skruvas loss från borrstången i stället för från adaptern 17. 455 .517 även om beskrivningen ovan hänför sig tiïï borrstângshantering så kan ett magasin enligt uppfinningen även användas som bergbultmagasin vid bergbultning.If the drill rods have an external thread at both ends, the drilling machine 13 should be provided with a so-called sleeve brake that prevents the sleeve of the adapter from rotating when the adapter is unscrewed from the sleeve. Otherwise there is a risk that the sleeve is unscrewed from the drill rod instead of from the adapter 17. 455 .517 even though the description above relates to drill rod handling, a magazine according to the invention can also be used as a rock bolt magazine for rock bolting.

Claims

455 _5117 Patent claims:

A rod pick-up device at a disc magazine for rock drill rods or rock bolts which comprises a machine rotatable rod holder (22-28) with open positions (28) for the rods (30, 30a) so that the rods can be placed in a ring around the shaft holder of the rod holder and a ring (32, 33), which is arranged around the rod holder to prevent the rods from falling out of the rod holder (22-28) and is provided with an opening (34, 35) through which a rod can be inserted into and removed from the rod holder, characterized in that the rod retrieval device (20) comprises a gate (60) arranged to prevent a rod (30) located opposite the openings (34, 35) of the ring (32, 33) from falling out of the rod holder (22-28).

A rod retrieval device according to claim 1, characterized in that said gate consists of the movable jaw (57-60) in a gripping pliers.

Rod retrieval device according to claim 2, characterized in that the movable jaw (57-60) is controlled by a force means (63, 64; 65, 66) between a fixed open position, a fixed gate position and a gripping position.

A rod retrieval device according to claim 3, characterized in that said force means is constituted by two mechanically connected pressure fluid cylinders (63, 64; 65, 66).

Rod retrieval device according to any one of claims 2-4, characterized in that both the fixed jaw (54, 55) of the pliers and the movable jaw of the pliers (57-60) comprise rollers (54, 55 and 60, respectively) so that a drill rod becomes rotatable in the tongs.

Rod retrieval device according to claim 5, characterized in that at least one of the rudders (54, 55 and 60, respectively) is motor-driven.

A rod retrieval device according to any one of the preceding claims, characterized in that the rod retrieval device (20) is axially movable by means of a force means (45).

A rod retrieval device according to any one of claims 5-7, characterized by means (56, 75) for inserting a drill rod against rotation in the pliers (54-so).

9. A method of removing rods from a round magazine for rods in the form of rock drill rods or rock bits, characterized in that a rod picker (20) is inserted into a position where it acts as a gate for an opening (34, 35) on the magazine after which the magazine pliers holder (22-28) is rotated until a rod (30a) comes into the outlet position in the middle of said opening and the rod retriever is caused to grip the rod and remove it from the magazine.

10. A method of inserting rock drill rods into a rounding magazine, characterized in that a rod picker (20) is caused to insert a rod through an insertion opening (34, 35) into an empty shaft (28) in the rod holder (22-28) of the magazine. ), after which the rod pick-up (20) is caused to sip its grip on the rod but to remain as a gate for the insertion opening while the rod holder is rotated to a position in which a new empty part comes in the middle of the insertion opening and the rod pick-up is then removed from the magazine for to pick up a new rod.