Вращательно-подающий механизм

(9) (3 51)5 Е 21 В 3/О ЕТЕН ЫС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Уфимский научно-исследовательский иконструкторский институт промышленногостроительства(56) Авторское свидетельство СССРМ 1229295, кл, Е 21 В 3/02.Авторское свидетельство СССРМ 1317085, кл, Е 21 В 7/12, 1984,Авторское свидетельство СССРМ 1033728, кл, Е 21 С 5/00, 1982,(57) Использование: в строительстве, в частности в устройствах грунтосмесительныхсвай при строительстве жилых и промышВращательно-подающии механизм относится к конструкциям бурильных машин и предназначен для передачи крутящего момента бурильной трубе с буровым инструментом и подачи ее вдоль оси вниз-вверх при бурении скважин в грунте и может использоваться, в частности, при изготовлении фундаментов из грунтобетонных свай,Известен вращатель буровой установки, предназначенный для вращения бурильной колонны, содержащий привод и захватные элементы, выполненные в виде ряда роликов, обжимающих по окружности колонну 1), Недостатком устройства является то, что оно позволяет вращать колонну только в одну сторону и не обеспечивает осевого перемещения бурильного инструмента (вниз-вверх), т. е.требуется дополнительный механизм подъема колонны. ленных сооружений малой этажности. Сущность изобретения: устройство содержит привод, приводной вал, фрикционные элементы, передающие вращение и подачу бурильной трубе, и опорные ролики. Приводной вал или несколько валов расположены йа подпружиненных осях, перпендикулярных оси бурильной трубы, выполненных с возможностью поступательного и вращательного движений и отклонения приводных валов от вертикального положенияв плоскости, параллельной оси бурильной трубы на регулируемый угол, соответствующий величине подачи трубы и их фиксацией, при этом фрикционные элементы выполнены в виде катков, например, резиновых, установленных на обоих концах вала равноудаленно от Оси его поворота, 3 ил. Известно также устройство для вращательного бурения, содержащее вращатель в виде корпуса с установленными на нем опорными роликами, вал, приводимый во вращение приводом, и фрикционный эле-, мент (натянутый трос), передающий с помощью трения вращение бурильной трубе и регулируемую подачу(с помощью специального механизма смещения ветвей троса) 2,Недостатком данного устройства явля ется то, что бурильная труба вместе с буром находится при вращении и подачи в подвешенном состоянии на гибком элементе-тросе, Как бы не натягивали трос пружиной все равно будет иметь место провисание трубы и при разных сопротивлениях грунта возможно неравномерное ее перемещение, т.е. будетдестабилизиооваться величина подачи. Притом, применение специального дополнительного механизма смещения ветвейтроса при регулировке величины подачи бура усложняет конструкцию устройства,Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому нами является устройство для вращения и подачи бурильнойтрубы, содержащее корпус, поворотныевилки, в которых установлены вращающиеся приводные валы с фрикционными элементами для передачи усилий бурильнойтрубе, привод с редуктором, пружины дляподжатия фрикционных элементов к бурильной трубе и механизм поворота приводных валов в плоскости, параллельнойоси бурильной трубы 3,Недостатком этого устройства являетсято, что приводные валы имеют по одномукатку и имеют контакт с поверхностью бурильной трубы в одной точке, лежащей наоси вращения вилки, что не гарантирует привращении трубы стабильность величины ееподачи вниз-вверх при бурении.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства,в .-:;- Цель достигается тем, что предлагаемый вращательно-подающий механизм,включающий закрепленные на корпусе подпружиненные поворотные вилки, в которыхустановлены с возможностью поворота вокруг своей оси приводные валы с фрикционными элементами для передачи усилийбурильной трубе, связанные с приводнымивалами посредством редукторов приводы иприспособления для поворота приводныхвалов в плоскости, параллельной оси бурильной трубы и фиксации угла поворота,каждый фрикционный элементвыполнен ввиде катков, установленных на концах приводного вала с внешней стороны поворотной вилки и, что катки фрикционныхэлементов выполнены из резины.На фиг, 1 изображен вращательно-подающий механизм с двумя блоками приводных валов с фрикционными катками наконцах, оси приводных валов отклонены отвертикали на угол "а" (угол подачи); на фиг,2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 -разрез по Б - Б (с показом фиксации вилки сприводным валом и катками при регулировании величины подачи бурильной трубы)на фиг. 1,Устройство содержит, два приводныхблока 1, установленных на стойках 2 опорной рамы 3. Блок представляет собой сварной корпус, в горизонтальном. цилиндре 4которого установлен подвижной цилиндр 5,имеющий свободу движения и вдоль своейоси 6 и вокруг нее. Ось 6 цилиндров 4 и 5расположена перпендикулярно к оси бу-рильной трубы 7. Подвижный цилиндр 5имеет впереди поворотную вилку 8, в кото 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рой установлен с возможностью вращения вокруг оси приводной вал 9. Вращение приводной вал получает, через червячную пару 10 и 11 от привода 12, получающего энергию от базовой машины (не показана). Приводной вал 9 имеет возможность вместе с поворотной вилкой 8 и цилиндром 5 поворачиваться вокруг оси 6 вправо-влево на необходимый угол " а " в плоскости, параллельной оси бурильной трубы 7, Этот угол поворота отмеряется с помощью стрелки 13 и шкалы 14, а осуществляется с помощью выступа 15, приваренного к вилке 8 и винтов-фиксаторов 16, Изменение угла наклона " а " регулирует величину подачи бурильной трубы. На обоих концах приводного вала установлены фрикционные резиновые катки 17, причем каждый каток равноудален от оси 6 вращения поворотной вилки 8, Приводной вал 9 с катками 17 поджимается к поверхности бурильной трубы 7 пружиной 18 с помощью винта 19. Бурильная труба при этом задней стороной опирается на свободно вращающиеся опорные ролики 20, расположенные в два ряда, Цилиндрическая поверхность роликов выполнена с винтовой канавкой 21, при этом направление нарезки канавки соответствует направлению перемещения бурильной трубы при подаче ее вверх-вниз. Между бурильным инструментом 22 и катками 17 приводного блока 1 установлен грязесьемщик 23, состоящий из цанги, резинового кольца с канавками и войлочного кольца, Приводные блоки 1 при монтаже на стойки 2 и при работе фиксируются пальцами 24,Устройство работает следующим образом.Устанавливается бурильная труба 7 с инструментом 22 на центр предполагаемой сваи. В соответствии с технологией изготовления сваи и требуемой величины подачи на один оборот бурильной трубы определяется и осуществляется угол наклона каждого приводного вала с фрикционными катками. Для этого с помощью винтов 16 и выступа 15 поворачивается поворотная вилка 8 вокруг оси 6, Вместе с вилкой отклоняется и приводной вал 9 с катками 17, Угол отклонения " а " сверяется по стрелке 13 и шкале 14. В нужном положении вилка 8 фиксируется винтами 16. С помощью пружины 18 и винта 19 катки 17 прижимаются к поверхности бурильной трубы 7,Аналогичное выполняется и на втором блоке, Включением приводов 12 через червячную пару 10 и 11 приводятся во вращение приводные валы 9 с резиновыми катками 17. Катки передают крутящий мо1763630 5 10 15 20 где М 2трубе;0 - сбы;1 - ктрубой; крутящий ент на бурильно катка к трубе;метр бурильной тру ила поджатия наружный ди ичающийс элементов вь мент бурильной трубе с инструментом. Так как оси валов 9 выставлены с наклоном под углом " а " к оси бурильной трубы 7, то и линейная скорость, передаваемого от катков 17 вращения трубе, будет направлена под углом "а " к сечению трубы, т, е. бурильная труба будет иметь вращение не по кольцевой, а по наклонной винтовой линии и будет одновременно вращаться и перемещаться поступательно вдоль своей оси. Поскольку катки 17 на валу разнесены равноудаленно от оси 6 его поворота, то все идентичные точки верхнего и нижнего катков при любом угле наклона будут сообщать трубе равные скорости, имея при этом минимальный износ поверхности катков. Вращение трубы и подача ее вверх-вниз будут равномерными.и стабильными, Крутящий момент, передаваемый в фрикционных передачах может достигать значительных величин и будет зависеть от материала катков,усилия их поджатия к трубе и диаметра трубы, при следующей зависимости циент трения между катком- КПД передачи (потери в опорных роликах, влияющие на вращение трубы).При достижении бурильным инструментом 22 заданной глубины бурения привод переключается на обратное вращение, Катки, вращаясь в обратную сторону также по винтовой линии, вращают бурильную трубу 7 и извлекают ее с инструментом 22 из грунта. При этом величина подачи трубы с буром может регулироваться на ходу, путем одновременного вращения в разные стороны винтов 16 и поворачивания ими выступа 15, изменяя тем угол "а "наклона приводного вала 9, т, е, меняя шаг подъема трубы 7. Опорные ролики 20, к которым поджата труба 7, свободно катятся по ее наружной поверхности. Наличие винтовой поверхности (с канавками 21, направление которых сов 2. Механизм по и, 1, о т м, что катки фрикционньолнены из резины.1763630 г.а Составитель Г. ЕфимовТехред М,Моргентал Корректор М.Демчи ак Про ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 3437 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5