SU1763648A1

SU1763648A1 - Makeshift drill

Info

Publication number: SU1763648A1
Application number: SU904877881A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Анисимович Атрушкевич; Владимир Николаевич Галкин; Андрей Андреевич Локтионов; Виктор Григорьевич Чикин
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Использование: в горной промышленности при бурении шпуров и скважин. Сущность изобретени : переносной буровой станок включает установленные на каретке привод, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, распорную стойку, механизм подачи с ходовым винтом и размещенной на каретке, ходовой гайкой, наружна поверхность которой выполнена в виде шкива и кинематически св зана посредством клиноременной передачи с размещенным на хвостовике буровой штанги шкивом, который выполнен разъемным из двух конусных тарелок с буртиками, одна из которых соединена с хвостовиком буровой штанги, а друга устаноалена подвижно относительно первой и подпружинена, при этом на буртике подвижной конусной тарелки выполнены не менее одного фигурного паза с двум противоположно наклонными к образующей боковой поверхности буртика плоскост ми шкива дл взаимодействи с пальцами, размещенными на буртике неподвижной конусной тарелки. 3 илUsage: in the mining industry when drilling blast-holes and wells. SUMMARY OF THE INVENTION: A portable drilling machine includes a drive mounted on a carriage, a drill rod with rock cutting tools, a strut stand, a feed mechanism with a lead screw and a running nut placed on the carriage, the outer surface of which is made in the form of a pulley and is kinematically connected by means of a V-belt transmission on the shank of the drill rod pulley, which is made detachable of two conical plates with shoulders, one of which is connected to the shank of the drill rod, and another ene movably and spring-loaded relative to the first, with the collar on the movable conical plates are made of at least one groove figure with two oppositely inclined to the generatrix of the side surface planes of the pulley flange for engagement with the fingers placed on the shoulder of the fixed conical plate. 3 silt

Description

. Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к переносным буровым станкам бурени шпуров.. The invention relates to the mining industry, in particular to portable drilling machines for drilling holes.

Известен станок дл бурени шпуров, содержащий привод, буровую штангу с коронкой , распорные стойки, выполненные в виде ходового винта, механизм подачи с ходовыми гайками, редуктором, дифференциалом 1.Known machine for drilling holes, containing the drive, the drill rod with a crown, spacer racks, made in the form of a lead screw, a feed mechanism with running nuts, gear, differential 1.

Известен буровой станок прин тый за прототип, включающий привод с кареткой, буровую штангу с породоразрушающим инструментом , механизм подачи с ходовым винтом и ходовой гайкой, наружна поверхность которой выполнена в виде шкива при этом ходова гайка размещена на каретке и кинематически св зана посредством клиноременной передачи с размещением на хвостовике буровой штанги шкивом 2.Known drilling machine adopted for the prototype, including a drive with a carriage, a drill rod with rock cutting tools, a feed mechanism with a lead screw and a running nut, the outer surface of which is made in the form of a pulley while the nut is located on the carriage and is kinematically connected by means of a wedge transmission placement on the shank of the drill rod pulley 2.

Недостатками известных устройств вл етс низка надежность.The disadvantages of the known devices are low reliability.

Цель изобретени - повышение надежности работы станка за счет уменьшени радиальных нагрузок на опоры шкивов.The purpose of the invention is to increase the reliability of the machine by reducing the radial loads on the pulley supports.

Указанна цель достигаетс тем, что в известной конструкции, включающей установленный на каретке привод, распорную стойку, буровую штангу с породоразрушающим инструментом, механизм подачи с ходовым винтом и размещенной на каретке ходовой гайкой, наружна поверхность которой выполнена в виде шкива и кинематически св зана посредством клиноременной передачи с размещенным на хвостовике буровой штанги шкивом, согласно изобретению, размещенный на хвостовике буровой штанги шкив выполнен разъемным из двух конусных тарелок с бурVJThis goal is achieved by the fact that, in a known construction, including a drive mounted on a carriage, a strut stand, a drill rod with a rock cutting tool, a feed mechanism with a lead screw and a running nut placed on the carriage, the outer surface of which is made in the form of a pulley and is kinematically connected by means of a V-belt gears with a pulley placed on the shank of the drill rod, according to the invention, placed on the shank of the drill rod, the pulley is made detachable from two conical plates with a drill bit VJ

ОABOUT

СА ОSA Oh

4 004 00

еж, ...hedgehog, ...

тиками, одна из которых соединена с хвостовиком буровой штанги, а друга конус - относительно хвостовика штанги, при этом на буртике подвижной конусной тарелки выполнены не менее одного фигурного па- 5 за с двум плоскост ми противоположно наклонными к образующей боковой поверхности буртика шкива дл взаимодействи с пальцами, размещенными на буртике неподвижной конусной тарелки.10ticks, one of which is connected to the shank of the drill rod, and the other cone is relative to the shank of the rod, while at the bead of the movable cone plate at least one figured piece is made 5 with two planes oppositely inclined to the forming side surface of the bead shoulder of the pulley to interact with fingers placed on the shoulder of a fixed conical plate.10

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство отключаетс наличием разъемного шкива с пальцами и наклонными плоскост ми что позвол ет уменьшить радиальные нагрузки 15 на опоры шкивов клиноременной передачи и увеличивает надежность станка,Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is turned off by the presence of a detachable pulley with fingers and inclined planes, which allows to reduce the radial loads 15 on the support of the pulleys of the belt transmission and increases the reliability of the machine,

Таким образом за вл емое устройство соответствует критерию изобретени новизна .20Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of novelty .20

На фиг.1 изображен переносной буровой станок, разрез; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2.1 shows a portable drilling rig, a slit; figure 2 - node 1 in figure 1; on fig.Z - view along arrow A in figure 2.

Переносной буровой станок содержит 25 привод 1, например, гидравлический, буровую штангу 2 с породоразрушающим инструментом , распорную стойку 3, наружна поверхность которой выполнена в виде ходового винта, каретка 4, ходова гайка 5, 30 наружна поверхность которой выполнена в виде шкива 6 клиноременной передачи, включающий клиновой ремень 7. На хвостовике буровой штанги 2 установлен разъемный шкив, состо щий из двух конусных 35 тарелок 8 и 9. Конусна тарелка 9 неподвиж- Тйю со ёД11нена с хвостовиком буровой штанги 2 и через шпонку установлена на валу привода 1. Конусные тарелки 8 и 9 прижимаютс друг к другу по оси с помощью пру- 40 жины 10, т.е. пружина 10 осуществл ет предварительное нат жение клинового ремн 7. Конусна тарелка 8 шкива установлена подвижно на конусной тарелке 9. На буртике конусной тарелки 8 шкива по ок- 45 ружности выполнены один или несколько фигурных пазов 11 с двум противоположно наклонными к оси шкива плоскост ми 12 и 13. На корпусе конусной тарелки 9 шкива неподвижно закреплены один или не- 50 сколько пальцев 13, контактирующие через ролик 15 с плоскостью 12 или с плоскостью 13. Ролик 15 служит дл уменьшени сил трени между пальцами 14 и наклонной плоскостью 12 или 13. Каретка 4 установлена на распорной стойке 2 и может 55 перемещатьс вдоль последней. Каретка 4 дл удобства монтажа на штанге 2 может быть выполнена разъемной. На каретке 4 закреплена шпонка 16, вход ща в шпоночный паз, выполненный по всей длине распорной стойки 3.Portable drilling machine contains 25 actuator 1, for example, hydraulic, drilling rod 2 with rock cutting tool, spacer rack 3, the outer surface of which is made in the form of spindle, carriage 4, spindle nut 5, 30, the outer surface of which is made in the form of pulley 6 V-belt transmission which includes a V-belt 7. On the shank of the drill rod 2 there is a detachable pulley consisting of two 35 conical plates 8 and 9. The conical plate 9 is stationary with the shaft of the drill rod 2 and and to the drive shaft 1. Cone plates 8 and 9 are pressed to each other along the axis by means of spring 40, i.e. the spring 10 pre-tensions the V-belt 7. The cone plate 8 of the pulley is movably mounted on the cone plate 9. On the collar of the cone plate 8 of the pulley, around the circumference, one or more shaped grooves 11 are formed with two planes 12 that are opposite to the pulley axis. and 13. On the body of the conical plate 9 of the pulley, one or several fingers 13 are fixedly fixed, contacting through the roller 15 with the plane 12 or with the plane 13. The roller 15 serves to reduce the friction forces between the fingers 14 and the inclined plane 12 or 13. armature 4 is mounted on a rack 2 and can be moved 55 along the latter. The carriage 4 for ease of mounting on the rod 2 can be made detachable. A key 16 is fastened on the carriage 4 and is inserted into a key groove made along the entire length of the spacer stand 3.

В верхней части распорной стойки 2 закреплен люнет 17. Клиноременна передача закрыта кожухом 18 Привод 1 закреплен на каретке 4.In the upper part of the spacer stand 2, the rest position 17 is fixed. The V-belt drive is covered by a casing 18. The drive 1 is fixed on the carriage 4.

Переносной буровой станок работает следующим образом.Portable drilling machine works as follows.

Станок устанавливаетс на месте бурени и распираетс с помощью механизма распора (на черт, не показан). При включении привода 1 приводитс во вращение бурова штанга 2 с коронкой. Одновременно начинает осуществл тьс подача ее на забой . Подача осуществл етс следующим образом . Вращательное движение от привода 1 через шпонку 16 передаетс разъемному шкиву с конусными тарелками 8 и 9 с помощью клинового ремн 7 вращение передаетс шкиву б, а вместе с ним и ходовой гайке 6. Ходова гайка 5, враща сь относительно ходового винта распорной стойки 3; поднимаетс вверх. Торец выступа ходовой гайки 5, упира сь в торец буртика каретки 4, т нет за собой каретку 4 вместе с приводом 1 и буровой штангой 2, осуществл подачу и бурение шпура. А при небольших усили х подачи крут щий момент на шкиве 6 невелик . В этот момент вращение передаетс за счет сил трени клинового ремн и конусных тарелок 8 и 9 разъемного шкива.The machine is installed at the drilling site and spread by a spreading mechanism (on hell, not shown). When the actuator 1 is turned on, the drill rod 2 with the crown is rotated. At the same time, it begins to be supplied to the face. The feeding is carried out as follows. The rotational movement from the actuator 1 through the key 16 is transmitted to the detachable pulley with the conical plates 8 and 9 by means of the V-belt 7, the rotation is transmitted to the pulley b, and together with it to the running nut 6. rises up. The end of the protrusion of the running nut 5, resting against the butt of the collar of the carriage 4, does not have the carriage 4 behind it, together with the drive 1 and the drill rod 2, carried out the drilling and drilling of the hole. And with a small feed force, the torque on the pulley 6 is small. At this point, the rotation is transmitted due to the friction forces of the V-belt and the cone plates 8 and 9 of the separable pulley.

Предварительное нат жение ремн 7 осуществл етс за счет пружины 10. Небольшой передаваемый клиноременной передачей крут щий момент вызывает небольшие радиальные усили в опорах шкивов клиноременной передачи. При попадании коронки на породные прослойки усилие бурени увеличиваетс , что вызывает увеличение крут щего момента на шкиве 6. Усили прижати пружины 10 уже недостаточно и конусна тарелка 8 начинает поворачиватьс относительно конусной тарелки 9 разъемного шкива, до контакта пальцев 14 через ролик 15 с наклонной поверхностью , например 12. При дальнейшем перемещении конусна тарелка 8 шкива стремитс опуститьс вниз, сжима клино- вый ремень 7, нат жение последнего увеличиваетс , тем самым увеличиваетс передаваемый крут щий момент шкиву 6. Таким образом, с увеличением усили бурени увеличиваетс усилие подачи и крут щий момент на шкив 6. В данный момент передаваемый крут щий момент на разъемном шкиве будет складыватьс мз усили пружины 10 и усили взаимодействи пальца 14 к наклонной плоскости 12. При дальнейшем увеличении усили бурени и прдачи на ременной передаче крут щий момент достигает предельного значени , после чего начинаетс проскальзывание ремн по разъемному шкиву, усилие подачи уменьшаетс , так как ходова гайка 5 не вращаетс , а бурова штанга 2 с коронкой продолжает вращатьс , что предохран ет механизм поДачи станка от поломки.The belt 7 is pre-tensioned by the spring 10. A small torque transmitted by the V-belt transmission causes small radial forces in the V-belt pulley bearings. When the crown hits the rock layers, the drilling force increases, which causes an increase in torque on the pulley 6. The spring 10 is not strong enough and the tapered plate 8 begins to rotate relative to the tapered plate 9 of the separable pulley, until the fingers 14 contact through the roller 15 with an inclined surface, for example, 12. With further movement, the cone plate 8 of the pulley tends to go down, compressing the V-belt 7, the tension of the latter increases, thereby increasing the transmitted torque of the pulley 6. Thus, with an increase in the drilling force, the feed force and the torque to the pulley 6 increase. At the moment, the transmitted torque on the detachable pulley will add up the spring force 10 and the contact force 14 of the inclined plane 12. With a further increase in force the drilling and transmission on the belt transmission, the torque reaches the limiting value, after which the belt begins to slip along the detachable pulley, the feed force decreases, since the drive nut 5 does not rotate, and the drill rod 2 crown oh it continues to rotate, which prevents the machine's mechanism of failure from breakage.

После окончани бурени привод 1 переключают на обратное вращение. При этом производитс автоматический принуди- тельный отвод каретки 4 с приводом 1, буровой штангой 2 и коронкой в исходное положение. Если усили пружины 10 будет недостаточно, то конусна тарелка 8 шкива поворачиваетс относительно конусной тарелки 9 в обратном направлении и уже наклонна плоскость 13 начинает контактировать с пальцем 14 через ролик 15, увеличива передаваемый клиноременной передачей крут щий момент в обратном на- правлении. Следует заметить также, что применение в качестве привода 1 гидродвигател благотворно сказываетс на режиме работы станка. Так, при бурении по углю необходимы большие обороты буро- вой штанги 2 и, соответственно, больша скорость подачи. При бурении породы усилие бурени резко возрастает, за счет этого автоматически снижаетс число оборотов гидродвигател и, соответственно, умень- шаетс скорость бурени (скорость подачи), что также повышает надежность бурового станка. При отводе инструмента в исходное положение происходит его быстрый отвод за счет того, что гидродвигатель работает практически на холостом ходу, число оборотов максимальное и производитс быстрый отвод инструмента.After drilling is completed, the actuator 1 is switched to reverse rotation. In this case, an automatic forced discharge of the carriage 4 with the drive 1, the drill rod 2 and the crown to the initial position is performed. If the force of the spring 10 is insufficient, then the cone plate 8 of the pulley rotates relative to the cone plate 9 in the opposite direction and the already inclined plane 13 begins to contact with the finger 14 through the roller 15, increasing the torque transmitted by the V-belt drive in the opposite direction. It should also be noted that the use of a hydraulic motor as a drive 1 has a beneficial effect on the mode of operation of the machine. Thus, when drilling in coal, large revolutions of the drill rod 2 are needed and, accordingly, a higher feed rate. When drilling rock, the drilling effort increases dramatically, due to this, the number of revolutions of the hydraulic motor automatically decreases and, accordingly, the drilling speed decreases (feed rate), which also increases the reliability of the drilling machine. When the tool is retracted to its original position, it is quickly retracted due to the fact that the hydraulic motor is operating at almost idle speed, the maximum speed is reached and the tool is retracted quickly.

В предложенном устройстве с клиноременной передачей радиальные усили в опорах шкивов уменьшенные, по сравнению с известными клиноременными передачами и возрастают с увеличением усили бурени , т.е. усили в опорах будут максимальны только в моменты максимальных усилий бурени . За счет того, что пара контакта пальца 14 и наклонна плоскость 12 или 13 не самотормоз ща , после уменьшени усили бурени уменьшаетс и нат жение ветвей ремн 7 и радиальные усили в опорах шкивов, что увеличивает надежность станка. В буровых станках незначительное изменение передаточного отношени , вызванного незначительным изменением диметра разъемного шкива, не оказывает практического вли ни на процесс бурени .In the proposed device with a V-belt transmission, the radial forces in the pulley supports are reduced in comparison with the known V-belt drives and increase with an increase in the drilling effort, i.e. the forces in the supports will be maximal only at the moments of maximum effort of drilling. Due to the fact that the pair of contact of the finger 14 and the inclined plane 12 or 13 is not self-braking, after reducing the drilling force, the tension of the branches of the belt 7 and the radial forces in the pulley bearings are reduced, which increases the reliability of the machine. In drilling machines, a slight change in the gear ratio caused by a slight change in the diameter of the detachable pulley does not have a practical effect on the drilling process.

Технико-экономические преимущества предложенного переносного станка по сравнению с известными заключаетс в увеличении надежности станка, достигаемой за счет уменьшени радиальных усилий в опорах шкивов клиноременной передачи. Требует меньшую точность изготовлени межцентрового рассто ни ходового винта и буровой штанги (в зубчатой передаче перекос осей или неточное изготовление межцентрового рассто ние резко снижает надежность зубчатой передачи).The technical and economic advantages of the proposed portable machine, as compared to the known ones, are in increasing the reliability of the machine achieved by reducing the radial forces in the bearings of the V-belt transmission pulleys. It requires less precision in the manufacture of the center-to-center spacing of the spindle and the drill rod (in gear transmission, axial misalignment or inaccurate production of center distance dramatically reduces the reliability of the gear transmission).

В известных устройствах нат жение ремн посто нно и рассчитано на передачу максимального крут щего момента, т.е. радиальные усили на опорах шкивов ременной передачи посто нны и максимальны независимо от того, работает передача или нет. А это значительно снижает надежность ременных передач. В предложенном устройстве максимальные усили в опорах воз- никают только при максимальном передаваемом крут щем моменте, в остальное врем - действуют значительно меньшие усили , что увеличивает надежность станка.In known devices, the tension of the belt is constant and designed to transmit the maximum torque, i.e. The radial forces on the pulley supports of the belt drive are constant and maximum, regardless of whether the gear is working or not. And this greatly reduces the reliability of belt transmissions. In the proposed device, the maximum forces in the supports arise only at the maximum transmitted torque, the rest of the time, considerably less forces act, which increases the reliability of the machine.

Claims

Claims of the Invention A portable drilling machine comprising a drive mounted on a carriage, a strut stand, a drill rod with a rock cutting tool, a feed mechanism with a lead screw and a running nut placed on the carriage, the outer surface of which is made in the form of a pulley and is kinematically connected by means of a wedge transmission with placement on the shank of the drill rod pulley, characterized in that, in order to increase reliability by reducing radial loads on the pulley supports, placed on the shank the drill rod pulley is made detachable from two conical plates with shoulders, one of which is connected to the shank of the drill rod, and the other conical plate is set movably relative to the first and spring-loaded relative to the shaft of the rod, while on the shoulder of the movable conical plate made of at least one figured groove with two planes oppositely inclined to the lateral surface of the flange of the pulley to interact with the fingers placed on the shoulder of the fixed conical plate.

1

M

MI I

ko