SU950906A1 - Устройство дл бурени шпуров - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ

1

Изобретение относитс  к области горных машин, а именно к буровой технике, и может быть использовано при бурении ударным и ударно-вращательным способом.

Известно устройство, содержащее перфоратор; податчик, лафет, центродержатель и буровую штангу с коронкой.

Энерги  удара от ударника перфоратора по буровому ставу передаетс  на породу и производит ее разрушение. После нанесени  удара штанга отскакивает от забо  И последующий удар производитс  по штанге, коронка которой не находитс  в контакте с породой. При этом часть энергии ударника тратитс  на остановку штанги и на пода.чу ее к забою, что снижает КПД перфоратора. Соударение ударника и штанги при встречном движении приводит к повышенным контактным нагрузкам и снижает общую надежность устройства, а штанга при этом излучает высокий уровень шума 1.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  бурени  шпуров, содержащее корпус с передним фланцем, ударный механизм, хвостовик с ударным торцем , податчик, лафет, центродержатель и

буровую штаргу с коронкой, на поверхности которой выполнены кольцевые треугольные углублени  с вершиной, направленной в сторону от перфоратора, а центродержатель снабжен упоро.м, подпружиненным в направлении к штанге с наконечником, отвечающим углублению 2.

Такое конструктивное решение увеличивает КПД перфоратора, но эффективность его недостаточна, так как остаетс  возможность отхода штанги от забо . При нанесе10 нии удара штанга может углубл тьс  на , не кратную шагу треугольных углублений , и при прохождении отраженного имп5льса она отходит назад до упора центродержател . Кроме того, на треугольных углублени х возникают концентрации напр жени , что приводит к поломкам штанги . При отходе штанги от забо  она подобна стержню, в котором возбуждаютс  поперечные колебани , вследствие чего возникают высокие уровни шумов.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства путем уменьшени  вибрации хвостовика.

Данна  цель достигаетс  тем, что .устройство дл  бурени  шпуров снабжено соленоидом , который установлен на переднем фланце соосно с хвостовиком, генератором и тензодатчиком, причем генератор электрически св зан с соленоидом и тензодатчиком , установленным на ударном торце хвостовика, а хвостовик выполнен из немагнитного материала с кольцевым пазом, в котором установлен ферромагнит, при этом ферромагнит частично размещен в соленоиде.

Такое выполнение устройства позвол ет штанге при ударе беспреп тственно перемещатьс  в сторону забо . Импульсный соленоид , удержива  хвостовик в момент прохождени  отраженного импульса, не дает буровой штанге отойти от забо .

На чертеже приведено предлагаемое устройство .

Устройство дл  бурени  шпуров состоит из корпуса 1, переднего 2 и заднего 3 фланцев . Соосно с буровым ставом 4 и хвостовиком 5, выполненным из немагнитного материала , например нержавеющей стали, расположен соленоид 6, закрепленный на переднем фланце 2. Генератор электрических импульсов 7 соединен с соленоидом 6, а ферромагнит 8 расположен на хвостовике 5 в кольцевом пазу, так, чтобы один край охватывалс  соленоидом 6, а другой - передним фланцем 2.

Устройство работает следующим образом

При нанесении удара по хвостовику 5 ударный импульс по буровому ставу 4 проходит в горную породу, и, частично отразившись , возвращаетс , стрем сь отбросить штангу назад.

В момент окончани  действи  ударного импульса запускаетс  генератор электрических импульсов 7, вырабатывающий импульс тока. Запуск генератора может осуществл тьс  от тензо- или пьезодатчика (на чертеже не показан), расположенного в плоскости нанесени  удара ударником по хвостовику и соединенным с генератором импульсов через дифференцирующую цепочку дл  обеспечени  его запуска от заднего фронта ударного импульса. Импульс тока создает вокруг соленоида 6, закрепленного на переднем фланце 2, магнитное поле, вт гивающее ферромагнит 8 вовнутрь соленоида 6. Ферромагнит 8, расположенный на хвостовике 5, вт гивает последний вместе с буровым ставом 4 в направлении забо . Длительность импульса подбираетс  таким образом, чтобы буровой став оставалс  прижатым и во врем  прохождени  пр мого и отраженного импульсов. Дл  более эффективной работы устройства ферромагнит 8 может быть намагничен. Посто нное прижатие бурового става к забою

обеспечивает повыщение КПД устройства дл  бурени  щпуров.

Штангу при бурении можно рассматривать как колеблющийс  стержень, зажатый с одного конца. При возбуждении в стержне возникают нормальные волны, вызывающие изгибные колебани  стержн .

Распределение амплитуды изгибной волны по длине стержн  происходит таким образом , что на свободном конце щтанги (стержн ) возникает изгибающий момент, при . вод щий к поломке щтанги в месте соединени  с коронкой. При поджатии щтанги при помощи соленоида, который не дает отходить буровой коронке от забо  в момент нанесени  удара, свободный конец становитс  задемпфированный массой горной породы , из-за чего резко уменьщаетс  амплитуда изгибающего момента. Уменьщение изгибающего момента приводит к увеличению срока службы бурового става, а также позвол ет снизить уровень шума из-за уменьшени  в спектре излучающего шума высокочастотных составл ющих. По сравнению с известными устройствами дл  бурени  щпуров, у которых бурова  штанга отходит от забо  в момент удара, применение предложенного устройства позвол ет увеличить энергию, передаваемую на забой , уменьшить уровень шума в забое, повысить стойкость бурового става и увеличить производительность труда.

Claims (2)

1.Иванов К. -И. и др. Техника бурени  при разработке месторождений полезных ископаемых. М., «Недра, 1966, с. 56.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2741127, кл. Е 21 С 3/00, 1979 (прототип).