Устройство для разрушения горных пород отрывом от массива

. СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН ЕТЕНИЯАНИЕ И СТВУ РСКОМУ СВИДЕ 1) 3665247/22АЗРУШЕИАС СИЗ одоль- гидровляющих податпередачи усиа на клиновой щенный на буГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ Бюл. 9 48иков и В,Г. Красновй политехнический(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ОТРЫВОМ ОТ А,включающее бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрыв.ник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностью прного перемещения вдоль нее,привод подачи клинового отрывника,установленный на напрачика, и приспособлениелия подачи гидроприводотрывник, соосно раэме 801132014 А З 1511 Е 21 С 37/02; Е 21 С 5/10 ровой штанге, о т л и ч а ю щ ее с. я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрыва, клиновой отрывник выполнен составным из двух продольных клиновых частей с различной по величине конусностьв наружных боковых поверхностей, установленных с возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия по" дачи выполнено в виде последовательно размещенных между гидроприводом и клиновым отрывником опорнойшайбы с центральным отверстием, промежуточных элементов и коромысловой шайбы с центральным отверстием и сферической торцовой поверхностью, установленной с возможностью р поворота относительно оси буревой штанги в поперечной плоскости и взаимодействия сферической поверхностью с торцами клиновых частей клинового отрывника.1132014 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что промежуточные элементы выполнены в видеупорных выступов качения на торцовой поверхности коромысловой шайбы,расположенных симметрично по обестороны от центрального отверстиявдоль оси, перпендикулярной плоскости действия клинового отрывника,при этом на встречной поверхностиопорной шайбы выполнены ответныеопорные гнезда.3. Устройство по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтоцентральное отверстие коромысловойшайбы выполнено в форме эллипса, большая ось которого перпендикулярнаоси симметрии упорных выступов качения. Изобретение относится к горномумашиностроению и может найти применение в горной промышленности.Известно устройство для разрушения горных пород отрывом, включающее 5бурильную машину со штангой, напереднем конце которой установленбуровой инструмент и корпус, взаимодействующий с внутренними поверхностями расклинивающих элементов,выполненных в виде сегментов разрезной втулки, связанной с корпусомсилового цилиндра, при этом силовойцилиндр установлен на направляющейбурильной машине с возможностью осевого перемещенья,а на штанге между поршнями установлено кольцо, составляющеевместе с поршнем ограничитель перемещения 1,Недостатком устройства являетсяего низкая надежность, обусловленная тем, что радиальное усилие передается через штангу и при отрывемонолита иэ-за больших деформацийв направлении отрыва появляется изгиб 2штанги и поломка.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля разрушения горных пород отрывомот массива, включающее бурильную 4. Устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности ориентации клинового отрывника в сторону отрыва, приспособление передачи усилия подачи снабжено механизмом поворота опорной шайбы, клиновой отрывник снабжен механизмом его прижима к коромысловой шайбе, а опорная шайба установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси буровой штанги.5, Устройство по п.4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм поворота опорной шайбы выполнен в виде зубчатого венца на ее боковой поверхности и взаимодействующей с ним зубчатой рейки с приводом продольного перемещения. машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика,клиновой отрывник, установленныйкоаксиально буровой штанге с возможностью продольного перемещения вдоль нее,гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющих податчика, и приспособление передачи усилия подачи гидро- привода на клиновой отрывник, соосно размещенный на буровой штанге 2,Недостатком известного устройства является низкая концентрация напряжений отрыва в разрушаемой части массива вследствие невозможности опережающей подачи части клинового отрывника в шпур со стороны свободной поверхности.Цель изобретения - повышение эффективности разрушения путем перераспределения радиального усилия, передаваемого клиновым отрывником породе, в сторону отрыва.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разрушения горных пород отрывом от массива включающем бурильную машину с буровой штангой, смонтированную на направляющих податчика, клиновой отрывник, установленный коаксиально буровой штанге с возможностьюпродольного перемещения вдоль нее,гидропривод подачи клинового отрывника, установленный на направляющихподатчика, и приспособление передачиусилия подачи гидропривода на клиновой отрывник, соосно размещенныйна буровой штанге, клиновой отрывник выполнен составным из двух продольных клиновых частей с различнойпо величине конусностью наружныхбоковых поверхностей, установленныхс возможностью взаимного продольного перемещения, а приспособление передачи усилия подачи выполнено ввиде последовательно размещенных между гидроприводом и клиновым отрывником опорной шайбы с центральнымотверстием, промежуточных элементови коромысловой шайбы с центральнымотверстием и сферической торцовойповерхностью, установленнсй с возможностью поворота относительнооси буровой штанги в поперечнойплоскости и взаимодействия сферической поверхностью с торцами клиновых 25частей клинового отрывника.Промежуточные элементы выполненыв виде упорных выступов качения наторцовой поверхности коромысловойшайбы, расположенных симметрично пообе стороны от центрального отверстия вдоль оси, перпендикулярнойплоскости действия клинового отрывника, при этом на встречной поверхности опорной шайбы выполнены ответные опорные гнезда.Центральное отверстие коромысловой шайбы выполнено в форме эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси симметрии упорных выступов качения.С целью обеспечения воэможностиориентации клинового отрывника всторону отрыва присгособление передачи усилия подачи снабжено механизмом поворота опорной шайбы, клиновойотрывник снабжен механизмом его прижима к коромысловой шайбеа опорнаяшайба установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси буровойштанги.Механизм поворота опорной шайбывыполнен в виде зубчатого венца наее боковой поверхности и взаимодействующей с ним зубчатой рейки с приводом продольного перемещения.На фиг.1 показано устройство,общий вид, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг. 3 - опорная шайбас реечным приводом; на фиг.4 -коромысловая шайба.Устройство состоит из бурильноймашины 1 с буровой штангой 2 и буровым инструментом 3. Щтанга 2 пронизывает гидропривод, подачи в виде силового гидроцилиндра 4, установленныйс возможностью осевого перемещениянаправляющих податчика 5,Шток 6 поршня 7, разделяющегополости гидроцилиндра 4 на рабочую8 и холостую 9, жестко связан супором 10 направляющих податчика 5,На переднем торце силового гидроцилиндра 4 установлена опорная шайба1 1, связанная своим зубчатьщ венцом12 с зубчатой рейкой-штоком 13 сприводом продольного. перемещения ввиде дополнительного гидроцилиндра14, размещенного на корпусе силовогсгидроцилиндра 4. В гнездах 15 опорной шайбы 11, выполненных, например,в виде полуцилиндров, размещенныпромежуточные элементы в виде опорных выступов 16 качения коромысловой шайбы 17, выполненных по профилю конгруэнтных впадин, например,в виде полуцилиндров. Опорная и коромысловая шайба снабжены центральными отверстиями, причем центральное отверстие коромысловой шайбы17 выполнено в виде эллипса, большая ось которого перпендикулярнаоси, проходящей через ось симметрииупорных выступов 16 качения.В переднюю часть коромысловойшайбы оперт клиновой отрывник, состоящий из двух продольных клиновыхчастей 8 и 19, контактирующйходна с другой по плоскости, проходящей через ось штанги, и выпол.ненных с конической наружной поверхностью, причем с различнойпо величине конусностью. Часть 19с меньшей конусностью устанавливается к стороне массива 20, а часть18 с большей конусностью - к стороне отрыва породы. Части 18 и 19клинового отрывника охватываютсяупругим звеном 21, размещенным впередней опоре 22, закрепленной нанаправляющих податчика.Устройство работает следующимобразом.Бурильной машиной 1 посредствомштанги 2 и бурового инструмента 3в массиве 20 образуется шпур. Затемрабочий агент подается в рабочую полость 8 силового гидроцилиндра 4, перемещая его относительно неподвижного поршня 7, шток 6 которого закреплен на упоре 10. Через опорную шайбу 11 и коромысловую шайбу 17 усилие подается на части 18 и 19 клинового отрывника, которые внедряются в шпур, создавая растягивающие напряжения в массиве своими коническими наружными поверхностями. В процессе внедрения частей 18 и 19 в шпур оставшаяся буровая мелочь удаляется через зазор между штангой и внутренней поверхностью клинового открывника, Так как в направлении отрыва породы от массива деформации больше, то наружная поверхность части 18 имеет большую по величине конусность. Так как деформации породы в глубь массива меньше, чем в направлении обнажения породы, то возможно увеличение сопротивления перемещению части 19 и уменьшение сопротивления на часть 18. В результате на коромысловой шайбе 17 возникает момент, который повернет ее в опорах 16, и часть 18 сместится относительно части 19 в направлении забоя, что приведет к увеличению радиального усилия и смещения части породы от массива к ее отрыву.Настройка части 18 клинового отрывника с большей конусностью в направлении ближайшего обнажения массива осуществляется гидроцилиндром 14 посредством перемещения рейки-штока 13, взаимодейству;ощгй с зубчатым венцом 12 опорной шайбы 11, поворот которой через коромысловую шайбу 17 передается на части 18 н 19 клинового отрывника.Возвращение в исходное положениеосуществляется отводом бурильной 5 машины назад. При этом инструмент3 воздействует на части 18 и 19 клинового отрывника, которые удерживаются упругим звеном 21 в опоре22 и передают усилие на гидроцилиндр 10перемещая его назад относительнонеподвижного поршня 7. При этомполость 8 сообщается со сливной магистралью не показано), а полость 9постоянно связана с атмосферой.15Возможность относительного осевого перемещения распорных клиньев вследствие выполнения коромысловой шайбы с опорами качения в виде полуцилнндров, контактирующих с конгруэнтными с ними впадинами на поворотной шайбе, позволяет при неравномерной деформации массива в направлении действия частей клинового отрывника перераспределять радиальное усилие, исключая возможные деформации элементов в одном направлении.Неравная величина конусности клиновых частей позволяет создать большие радиальные усилия в направлении обнаженной поверхности массива, а возможность устанавливать клинья на направление с минимальным сопротивлением отрыва повышает эффективность работы устройства.ЗсПовьшение надежности работы устройства достигается также возможностью удаления буровой мелочи через зазор между штангой и внутренней по верхностью элементов распорнойьтулки./7 АРФ Фие ставителв О кред З.Пали пов ктор Ю. Ков Корректор О.Билак Тиран 564 НоддиснИИПИ Государственного комитета СССделам изобретений и открытийМосква, 3-35, Рауаскан на Заказ 9736/2 У 11303 б., д. 4 Патент", г. Уагород Фнл Проектна