SU935609A1

SU935609A1 - Chuck for drill coupler

Info

Publication number: SU935609A1
Application number: SU803002468A
Authority: SU
Inventors: Михаил Самсонович Сафохин; Николай Михайлович Скорняков; Игорь Дмитриевич Богомолов; Константин Викторович Начев; Юрий Спиридонович Щербаков; Леонид Евгеньевич Маметьев
Original assignee: Кузбасский Политехнический Институт
Priority date: 1980-10-21
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1982-06-15

Description

ii

Изобретение относитс к горной промышленности, в частности к патронам буросбоечных машин.The invention relates to the mining industry, in particular to the cartridges of drilling machines.

Известен патрон буросбоечной машины , состо щий из корпуса, в котором выполнены полость, вертикальные и горизонтальные пазы р .A cartridge of a boring machine is known, consisting of a body in which a cavity is made, vertical and horizontal grooves p.

Однако его можно использовать . только со штангами, имеющими Штифт (пальцы), посредством которого передаетс крут щий момент-и осевое усилие . Кроме того, при соединении штанги с патроном приходитс многократно включать привод вращател машины дл ориентировки штифта штанги, что приводит к потере рабочего времени .However, it can be used. only with rods having a pin (fingers) through which torque and axial force is transmitted. In addition, when the rod is connected to the chuck, it is necessary to repeatedly turn on the drive of the machine's rotator to orient the rod pin, which leads to a loss of working time.

Недостатком штанг, используемых с таким патроном, вл етс также нетехнологичность их изготовлени .A disadvantage of the rods used with such a cartridge is also the low-tech of their manufacture.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату вл етс патрон буросбоечной машины, включающий корпусThe closest to the proposed technical essence and the achieved result is the cartridge of the drilling machine, including

С полостью дл гнезда захвата штанги и упорные элементы 1,2 J.With a cavity for the pick-up rod and thrust elements 1,2 J.

Недостатками этого патрона вл ютс большой объем ручных работ при спуско-подъемных операци х, многократные включени привода вращател дл ориентировки хвостовика штанги относительно гнезда патрона, что приводит к непроизводительным затратам рабочего времени.The disadvantages of this cartridge are the large amount of manual work during the lifting and lifting operation, the multiple turning on of the rotator drive to orient the stem of the rod relative to the socket of the cartridge, which leads to unproductive working time.

Цель изобретени - повышение производительности устройства за счет сокращени затрат времени на вспомогательные операции.The purpose of the invention is to increase the productivity of the device by reducing the time spent on auxiliary operations.

Дл достижени поставленной цели в полости патрона буросбоечной машины , включающего корпус с полостью дл гнезда захвата штанги и упорные элементы, установлены призматические направл ющие элементы с наклонными поверхност ми, ориентированными в сторону вращени патрона, и прикрепленные к основани м указанных элементов упоры, выполненные в виДе тупоугольных призм, при этом одна из боковых граней каждой тупоугольной призмы вл етс продол жением боковой поверхности направл ющих элементов. Кроме того, боковые грани одной тупоугольной призмы параллельны соответствующим боковым гран м дру гой тупоугольной призмы. На фиг. 1 изображен патрон, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг.1 на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1. Патрон буросбоечной машины состоит из корпуса 1 , в котором выполнена цилиндрическа полость 2. 1 нижней поверхности корпуса прикреплено дно 3. Диаметр полости 2 не менее длины диагонали бурта штан ги. К внутренней поверхности полости 2 прикреплены, например, направл ющие призматические элементы 4. Направл ющие элементы k имеют нак-:; лонные поверхности 5 боковые поверхности 6, нижние поверхности 7. Наклонные поверхности 5 ориентирова ны в одну сторону, например, по ход вращени патрона. Боковые поверхнос ти 6 образуют гнездо патрона, размеры и профиль которого идентичны размерам и профилю бурта штанги. Нижние поверхности 7 направл ющих элементов h расположены на одном уровне с нижней поверхностью корпуса 1. К нижним поверхност м корпуса патрона и направл ющих элементов k основани ми диаметрально противоположно прикреплены упоры 8. Бокова поверхность 9 упоров 8 вл етс продолжением поверхности 6 гнезда патрона, а поверхность 10 наклонена к продольной оси патрона под углом с1. Наклонные поверхности 10 ориенти рованы относительно оси патрона диаметрально противоположно. Буросбоечные машины осуществл ют бурение в две стадии: бурение пионерной скважины передним ходом и разбуривание пионерной скважины обратным )бодом до необходимого диамет ра. При бурении пр мым ходом патрон работает следующим образом. После окончани цикла бурени на одну штангу вращатель машины отключаетс . Буровой став фиксируетс н подхвате. Вращатель отвсгд т в край нее нижнее положение. Нова штанга 4 подаетс на ось бурени , например, манипул тором. Дл соединени штанги с патроном вращатель подают к штанге. Если бурт штанги не соориентирован относительно гнезда патрона, то он входит в ПОЛОСТЬ 2 и ложитс на наклонные по5 направл ющих,элементов 4. верхнеети Под действием осевого усили бурт штанги скользит по наклонным поверхност м 5 Осевое перемещение патрона со скольжением бурта штанги по наклонным поверхност м 5 приводит к повороту штанги. Поворот штанги приво-i дит к ориентации профил бурта штанги относительно профил (гнезда. При соориентираванных профил х бурт войдет в гнездо патрона и охватитс боковыми поверхност ми 6. При дальнейшем осевом перемещении вращател бурт штанги упираетс в дно 3. После этого штанга освобождаетс от манипул тора и включаетс вращатель машины на вращение. Патрон поверхностью 10 упоров В упираетс в бурт штанги и сообщает ей вращательное движение. Вращатель с зажатой в патроне штангой подаетс к буровому ставу и свинчиваетс с ним. После окончани свинчивани подхват убираетс и начинаетс цикл бурени . Осевое усилие буровому ставу передаетс дном патрона, а крут щий момент - поверхност ми 10 упоров В через бурт штанги. При окончании цикла бурени на длину штанги направление вращени вращател реверсируетс . Бурт штанги выходит из контакта с поверхностью 10 упоров В, поворачиваетс на некоторый угол и входит в контакт (упираетс ) с поверхностью 9 упоров . Так как поверхность 9 вл етс продолжением поверхности 6 гнезда патрона, то профиль бурта ориентируетс относительно профил гнезда , поэтому при опускании вращател с патроном в крайнее нижнее положение бурт штанги свободно выходит из гнезда Патрона. После освобождени штанги из патрона в него вставл етс нова штанга, при этом повтор ютс все описанные операции. При бурении обратным ходом патрон работает следующим образом. Вращатель после ра:збуривани пионерной скважины обратным ходом на длину одной штанги занимает нижнее положение, но не крайнее. Буровой став устанавливаетс на подхват буртом штанги, не вход щим в патрон Реверсируетс направление вращени вращател . Бурт штанги (как и при бурении пр мым ходом) выходит из контакта с поверхностью 10 упоров и упираетс в поверхность $ Бурт штанги при этом ориентируетс относительно гнезда патрона. Вращение патрона приводит к отвинчиванию штанги от бурового става (при отвинчивании вращатель посто нно опускаетс в крайнее нижнее положение) После отвинчивани штанги она захватываетс манипул тором и убираетс в кассету. Дл захвата бурового става вращатель с патроном из крайнего нижнего положени подаетс вверх без вращени . Бурт первой штанги бурового става ложитс на наклонные поверхности 5 направл ющих элементов Ц. После этого отводитс подхват от бурового става. Под действием веса бурового инструмента и осевого усили йеханизма подачи машины бурт штанги скользит по наклонным поверхност м 5 поворачива став, и ориентируетс относительно гнезда патрона После ориентировки бурт входит в гнездо патрона, скользит по боковым поверхност м 6 гнезда и упираетс в дно 3. Патрону сообщаетс вращение бурт штанги упираетс в поверхности 10 упоров 8 и вращение передаетс буровому ставу (т.е. разориентирование бурта относительно профил гнезда и передача вращени ставу происходит как и при бурении пр мым ходом) При бурении обратным ходом осевое усилие на буровой став передаетс за счет упора бурта в нижние поверхности 7 направл ющих элементов k, а крут щий момент, так же как и при бурении пр мым ходом, за счет упора бурта в поверхность 10 упоров 8. 96 Предлагаемый патрон позвол ет автоматически ориентировать бурт штанги относительно гнезда патрона и ликвидировать ручные операции по закрытию и открытию патрона дл зажати штанги. Это позвол ет уменьшить потери времени на ориентирование штанги в гнездо патрона и исключить присутствие машиниста у буросбоечной машины. формула изобретени 1.Патрон буросбоечной машины, включающий корпус с полостью дл гнезда захвата штанги и упорные элементы , отличающийс тем, что, с целью уменьшени затрат , времени на вспомогательные операции, в полости патрона установлены призматические направл ющие элементы с наклонными поверхност ми, ориентированными в сторону вращени патрона , и прикрепленные к основани м указанных элементов упоры, выполненные в виде тупоугольных призм, при этом одна из боковых граней каждой тупоугольной призмы вл етс продолжением боковой поверхности направл ющих элементов. 2.Патрон по п. 1, отличающийс тем что боковые грани одной тупоугольной призмы параллельны соответствующим боковым гран м другой тупоугольной призмы. ... . k Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff 201277, кл. Е 21 В 3/02, 19б2. 2.Сафохин М.С. и др. Машины и ин(;трумент дл бурени скважин в угольных шахтах. М., Недра, 1972, с. 21, pvrc. 9 (прототип).In order to achieve this goal, prismatic guide elements with inclined surfaces oriented in the direction of rotation of the cartridge and attached to the bases of the said elements, mounted in a view, are installed in the cavity of the cartridge of the drilling machine, including a housing with a cavity for the pickup socket rod and thrust elements. obtuse angles, one of the side faces of each obtuse prism being an extension of the lateral surface of the guide elements. In addition, the lateral faces of one obtuse angle prism are parallel to the corresponding lateral facets of another obtuse angle prism. FIG. 1 shows the cartridge, a general view; in fig. 2 is a view A of FIG. 1 in FIG. 3 section bb in fig. 1. The cartridge of the drilling machine consists of body 1 in which a cylindrical cavity is made 2. 1 the bottom surface of the body is attached to the bottom 3. The diameter of cavity 2 is not less than the diagonal length of the collar of the rod. For example, the prismatic guides 4 are attached to the inner surface of the cavity 2. The guiding elements k are nak- :; Corner surfaces 5 side surfaces 6, bottom surfaces 7. Inclined surfaces 5 are oriented in the same direction, for example, during the rotation of the cartridge. The side surfaces of these 6 form the socket of the cartridge, the size and profile of which is identical to the size and profile of the collar of the rod. The bottom surfaces 7 of the guiding elements h are flush with the bottom surface of the housing 1. The lugs 8 are diametrically attached to the lower surfaces of the cartridge housing and the guiding elements with k bases. The lateral surface 9 of the stops 8 is an extension of the surface 6 of the socket of the cartridge, the surface 10 is inclined to the longitudinal axis of the cartridge at an angle of c1. The inclined surfaces 10 are oriented diametrically with respect to the axis of the cartridge. The drilling machines carry out drilling in two stages: the pioneer well is drilled with a forward stroke and the pioneer well is drilled with a reverse bore to the required diameter. When drilling in the forward stroke, the chuck operates as follows. After the drilling cycle is completed on one rod, the rotator of the machine is turned off. The drill is fixed on the pickup. The rotator is in its lower position. A new rod 4 is fed to the drilling axis, for example, by a manipulator. To connect the rod to the chuck, the rotator is fed to the rod. If the collar of the bar is not oriented with respect to the socket of the cartridge, then it enters the CAVITY 2 and lies on the inclined po5 guides, elements of the upper 4. Under the action of the axial force, the collar of the bar slides on inclined surfaces 5 5 causes the rod to turn. Rotation of the rod leads to the orientation of the profile of the collar of the rod relative to the profile (nest. With oriented profiles, the collar will enter the socket of the cartridge and cover the side surfaces 6. With further axial movement of the rotator, the collar of the rod abuts the bottom 3. Thereafter, the bar is released from the arms. the torus turns on the machine rotator for rotation. The cartridge with the surface of the 10 stops B rests against the collar of the rod and informs it of rotation. The rotator with the rod clamped in the cartridge is fed to the drill rod and screwed with it. The pickup is removed and the drilling cycle begins. The axial force of the drill set is transmitted by the bottom of the cartridge and the torque by the surfaces of the 10 stops B through the drill collar. At the end of the drilling cycle for the length of the rod, the rotation direction of the rotator is reversed. 10 stops B, rotates through a certain angle and comes into contact (abuts against) surface 9 of stops. Since surface 9 is an extension of surface 6 of the socket of the cartridge, the profile of the collar is oriented relative to yl slot, so when lowering the spinner with a cartridge in the lowermost position the rod shoulder comes loose from the socket Cartridge. After the boom is released from the cartridge, a new boom is inserted into it, and all the described operations are repeated. When drilling in reverse, the chuck works as follows. The rotator after ra: drilling the pioneer well in reverse stroke to the length of one rod occupies the lower position, but not the extreme. The drill is set to pick up the collar of the rod that is not included in the cartridge. The direction of rotation of the rotator is reversed. The burt of the bar (as in the case of direct drilling) comes out of contact with the surface of 10 stops and abuts against the surface. The burt bar is oriented relative to the socket of the cartridge. The rotation of the chuck leads to the unscrewing of the rod from the drill rod (when unscrewing, the rotator is constantly lowered to its lowest position). After loosening the rod, it is gripped by the manipulator and retracted into the cassette. To capture the drill rod, a rotator with a cartridge from the lowest position is fed up without rotation. The drill of the first rod of the drill rod rests on the inclined surfaces of 5 guiding elements C. After that, the pickup is removed from the drill rod. Under the action of the weight of the drilling tool and the axial force of the machine feed mechanism, the boom rod slides along inclined surfaces 5 turning and becomes oriented relative to the socket of the cartridge. the rotation of the drill collar abuts against the surfaces 10 of the stops 8 and the rotation is transmitted to the drill rod (i.e., the collar is misoriented relative to the socket profile and the rotation is transmitted to the rod as in the case of straight drilling ) During reverse drilling, the axial force on the drill is transmitted by pushing the stop to the bottom surfaces of the 7 guiding elements k, and torque, as well as by direct drilling, due to the stop of the drill on the surface of 10 stops 8. 96 The proposed cartridge automatically aligns the collar of the rod with respect to the socket of the cartridge and eliminates manual operations to close and open the cartridge to clamp the rod. This makes it possible to reduce the loss of time on the orientation of the rod in the socket of the cartridge and to exclude the presence of the driver at the drilling machine. invention 1. A cartridge of a drilling machine, including a housing with a cavity for a pick-up bar and thrust elements, characterized in that, in order to reduce the cost and time for auxiliary operations, in the cartridge cavity, prismatic guiding elements with inclined surfaces oriented in the side of rotation of the cartridge, and the stops attached to the bases of said elements, made in the form of obtuse angle prisms, wherein one of the lateral faces of each obtuse angle prism is a continuation of the lateral surface guiding elements. 2. A cartridge according to claim 1, characterized in that the side faces of one obtuse-angle prism are parallel to the respective side faces of the other obtuse-angle prism. ... k Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate ff 201277, cl. Е 21 В 3/02, 19б2. 2.Safokhin M.S. and others. Machines and in (; a tool for drilling wells in coal mines. M., Nedra, 1972, p. 21, pvrc. 9 (prototype).

« "

Ёид А . ч Yid A h

Б-Б «.JBB ".J

Claims

Claim

1. Cartridge of a borer-proof machine, including a housing with a cavity for a rod gripping socket and thrust elements, characterized in that, in order to reduce costs, time for auxiliary operations, prismatic guide elements are installed in the cavity of the cartridge with inclined surfaces oriented in the direction of rotation of the cartridge, and stops attached to the bases of these elements made in the form of obtuse prisms, while one of the side faces of each obtuse prism is a continuation of the side surface of the guide their elements.

2. Cartridge according to π. 1, characterized in that the side faces of one obtuse prism are parallel to the corresponding side faces of another obtuse prism.

... *