195408

Союз Советских Социалистических РеспубпикЗависимое от авт. свидетельства965 ( 102591522 Заявлено 2 исоединением заявки Приорите КЕ 21 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 622,233.62-83(088,8 Опубликовано 04.7.1967, Бюллетеньта опубликования описания З.Х 1.1967 Авторыизобретения Ю Д, Табачников. С. Савич, Е. С, Фельдман, Н, Т, Корсако Государственный проектно-конструкто исследовательский институт по автома промышленностинаучноугольнои витель АМОХОДНЫЙ СТА ЛЯ Б Настоящее изобретение относится к буро. вым станкам для бурения взрывных скважин,Известен самоходный станок для бурения взрывных скважин, включающий мачту, снабженную крановым устройством, механизмами заваливания, подачи штанг на ось скважины и страгивания их резьбового соединения, гидроприводы с золотниками управления, рабочий орган, вращатель с приводом системы генератор - двигатель, гидравлический привод 1 подачи с зажимным патроном, систему автоматического перехвата штанги патроном с концевыми выключателями и электрогидравлнческую систему управления рабочими и вспомогательными операциями станка с рету лятором подпора.Новым в описываемом станке является то, что зажимной патрон снабжен концевым выключателем, взаимодействующим с корпусом вертлюга и включающим промежуточное ре ле, дублирующее работу верхнего концевого выключателя, Это полностью автоматизирует процесс перехвата штанги патроном при добуривании скважины на глубину остающегося немерного конца штанги. Система автомати ческого перехвата снабжена электрогидравлическими золотниками, в процессе бурения соединяющими верхнюю полость цилиндра патрона и штоковые полости цилиндров подачи с ИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖ напорной магистралью, и соответственно, нижнюто и поршневые - со сливной магистралью, что увеличивает срок службы упорного подшипника патрона и обеспечивает гидравлический подпор и предварительное зажатие штанги патроном. Станок отличается также и тем, что сливные магистрали золотников управления гидроприводами механизмов подачи штанг на ось скважины и заваливания мачты соединены с регулятором скорости, чем достигается регулирование скорости гидро- приводов механизмом подачи штанг и заваливания мачты, Кроме того, поршневые и штоковые полости цилиндров подачи в момент подъема патрона соединяются с напорной магистральюью благодаря применению электроги д. розолотника. Для получения информации о величине осевого усилия, скоростей подачи и вращения рабочего органа в качестве датчиков соответственно применены манометр, гидродвигатель с тахогенератором, выходное напряжение которого измеряют вольтметром и потенциометром.На фиг. 1 изображен описываемый станок в общем виде; на фиг. 2 - гидравлическая и кинематическая схема рабочего органа; на фиг. 3 - электрическая схема автоматического перехвата; на фиг. 4 - электрическая схема, включающая датчики скорости вращениярабочего органа; на фиг. 5 - механизм подачи кассеты;Станок смонтирован на гусеничном ходу 1с индивидуальным приводом 2. На поперечных балках (на чертеже не показаны) гусеничного хрда устанавливается платформа 3 скабиной 4,К платформе крепятся трн гидравлическихдомкрата 5, с помощью которых станку придают горизонтальное положение. Кроме того,на платформе установлены два компрессораб с индивидуальными электродвигателями 7,маслонасосная станция 8 с распределительнойи контрольно-измерительной аппаратурой (начертеже не показана), трехмашинный агрегат 9 и щит управления 10 с электроаппаратурой. В кабине 4 размещены станция управления 11, пульт 12 управления бурением сконтрольно-измерительными приборами ипульт 13 управления гусеничным ходом, В передней части платформы смонтирована пылеулавливающая установка 14.Все механизмы рабочего органа монтируются на вышке, жестко соединенной с платформой станка. Вышка состоит из основания15 и мачты 16, шарнирно соединенных междусобой.При помощи двух гидроццлнпдров 17 мачтаможет устанавливаться в вертикальное (рабочее) и горизонтальное (транспортное) полокения.На основании размещены: главный двигатель 18 вращателя, коробка передач 19, гидравлический патрон 20, гидроцилиндры 21 напорного механизма, механизм 22 развинчивания штанг, лебедка 23 подъема и опусканиявертлюга с приводом и вентилятор 24 охлаждения двигателя рабочего органа.На мачте 16 установлены кассета 25 с четырьмя буровыми штангами 26, привод 27поворота кассеты и вертлюг 28, перемеща ощийся по направляющим.Удаление буровой мелочи и охлаждение шарошечного долота 29 осуществляется сжатымвоздухом, подаваемым от компрессоров б отрубопроводу в вертлюг 28, соединенный с буровым ставом. Пройдя внутри бурового става, сжатый воздух охлаждает шарошечноедолото 29, подхватывает с забоя буровую мелочь и по затрубному пространству выноситее в пылеприемник 30. Крупные фракции выпадают у устья скважины, а мелкие по пылепроводу направляются в пылеулавливающуюустановку 14, где буровая мелочь осаждается,а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.Все механизмы станка оборудованы электро- и гидроприводами с дистанционным управлением из кабины машиниста.Питается станок с помощью гибкого каоеля от низковольтной сети переменного тока.На существующих станках имеются схемыавтоматического перехвата патроном буровогостава, обеспечивающие забуривание однойштанги. При этом окончание цикла ограничи 5 1 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вается выключателем, установленпьм па мачте и срабатывающим при достижении вертлюгом нижнего положения. Такая схема требует вмешательства машиниста по окончании цикла для добуривания остающегося (немерного) конца штанги, так как неточность установки конечных выключателей, контролирующих герхнее и пикее положения патрона, возмокость появления проскальзывания патрона в процессе оурепия и другие причины приводят к тому, что в ко ще цикла остается недобуренной значительная часть штанги.В описываемой схеме автоматического перехвата конечный ыключатель 31, контролирующий нижнее положение всртлюга 28, устанавливается на патроне 20, и окончание цикла бурения происходит автоматически только после того, как штанга 26 забурепа на полную длину,Схема автоматического перехвата сблокирована со схемой управления приводом вра. щсш,я рабочего органа. Прн накатни кнопки 32 включается реле 33, которое при этом самоблокируется и через свои контакты 34 в нс. обходимой технологической последовательности включает в работу либо двигатель 18 иидроцилиндры 21, либо соответствующие электромагниты гидрозолотников патрона 20, участвующих в схеме автоматического перехвата.Нижнее положение патрона ограничивается копе шым выключателем с контактами 35 и 36, При срабатывании конечного выключателя, ограничивающего нижнее положение патрона, его н.з. контакт 36 отключает реле 37, 38 и 39 и электромагниты 40 и 41 гидрозолотников, а замкнувшийся н.о, контакт 35 включает реле 42. В результате этого главный двигатель 18 и реле 43 тормоза лебедки отключаются, а электромагнит 44 гидрозолотника освобождения патроном бурового става включается, патрон 20 освобокдает буровой став, при этом срабатывает конечный выключатель контроля зажатия патрона, контакты 45 и 46 которого возвращаются в нормальное положение, Выключатель контроля зажатия патрона своим н.з. контактом 46 включает электромагнит 47 гидрозолотника дифференциального ускоренного подъема патрона. При достикении патроном крайнего верхнего полокения срабатывает конечный выключатель 48, который своим н.з. контактом 49 отключает электромагнит 47, а н.о. контактом 50 включает электромагнит 51 гидрозолотника зажатия патроном бурового става,При включении электромагнита 51 патрон зажимает буровой став, в результате чего срабатывает конечный выключатель контроля закатия,патрона. Последний замкнувшимся п.о, контактом 45 вклю гает реле 37 и 38 и электромагнит 40.Во время всех описанных выше операций в систему подается суммарный расход масла, так как электромагниты 52 и 53 рекимпого золотника 54 обесточены через н,о. контакт 55коцтактора 56 и разомкнутый ц.з, контакт 57 реле 33, Реле 37 с выдержкой времени, гарантирующей полное зажатце бурового става патроном, с учетом допустимого износа его ку лачков, через свой н,о. контакт 58 включает коцтактор 56. При этом через замкнувшиеся н.о. контакты 55 контактора 56 включается в работу привод 18 и электромагнит 52 или 53 рекимного гидрозолотпика 54, а через разомкнувшийся ц.з, контакт 59 коцтактора 56 отключается электромагнит 51 золотника, Реле 38 с выдержкой времени на 2 - 3 сек большей выдержки времени реле 37 (для обеспечения пуска двигателя 18 без нагрузки) через свой ц.о, контакт 60 включа т соотьетствующее реле. При этом через замкнувшиеся ц.о. контакты реле 39 включает тормоз лебедки и электромагнит 41 гидрозолотника подачи патрона вццз, в результате чего начинается рабочий цикл бурения ца глубину одного перехвата штанги патроном.После пробуривацця сквакипы ца глубину 1 л цикл перехвата повторяется.На последнем цикле перехвата, т. е. при добуривации скважины на глубину одной штанги вертлюг 28 цакимает на конечныйыключатель 31, установленный ца патроне 20, что приводит к включению промекуточного реле 61.Реле 61 в этом случае выполняет те же функции, что и конечный выключатель 48, и, помимо этого, подготавливает к включению цепь лампочки 62 сигнала окончания бурения сквакццы на глубину одной штанги и отключения реле 33, Отключение реле 33 и загорание лампочк" 62 производятся только после того, как патрон достигает крайнего нижнего положения своего рабочего хода, тогда срабатывает конечный выключатель, ограничивающий нижнее положение патрона и, следовательно, промежутоццое реле 42.Таким образом, схема автоматического перехВата Обеспеивает пробуэцвацие скВВкц 11 ь на глубину одной штанги без вмешательства машиниста и подацу осевого усилия ца буровой инструмент только при врашающемся электродвигателе рабочего органа, в результате чего пуск электродвигателя осущестгляется без нагрузки, опоры бурового става предохрацяются от заклициваш 1 я, а буровой став от изгиба.На существу 1 ощих буровых станках, имеющих закимцой патрон, посредством которого осуществляются вращение и осевая подача бурового става, упорный подшипник 63 работает в неоправданно тяжелых условиях, так как при бурении масло от гидронасоса 64 подается в напорные полости 65 цилиндров гидропатрона 20 и напорного механизма.Сливная полость 66 цилиндра гидропатроца соединена непосредственно с оаком 67, в то время как из сливной полости напорных гидроцилицдров 21 масло поступает в бак через дроссель 68, регулирующий скорость и усилие подачи, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Измерение давления в слцвfых полостях напорных цилиндров 21 позволяет определить осевую нагрузку ца забой, так как наличие дросселя 68 с регулятором скорости 70 позволяет в процессе бурения поддерживать в наСледовательно, на упорный подшипник 63 гидропатрона постоянно действует максимальная нагрузка, в то время как требуемое усилие зажатия штанги патроном - величина переменная, зависящая от реакции забоя, определяющей осевое усилие на буровом инструменте.Для увеличения срока службы упорного подшипника на станке осуществлена гидравлическая разгрузка его в процессе бурения. Это достигается тем, что полость 65 цилиндра гидропатроца подключается с помощью электромагнитного золотника 69 к сливноц магистрали цилиндров 21 напорного механизма.Наличие в сливной магистрали дросселя 68 с регулятором 70, предназначенным для регулирования скорости подачи и осевого усилия бурового инструмента, обеспечивает прц бурении перед дросселем 68 подпор, обратно пропорциональный осевой нагрузке на забой, и поддеркивает максимальное давление в напорной магистрали.Таким образом, в нижней полости 65 цилиндра гидропатрона 20 создается противодавлецие, обратно пропорциональное осевому усилию на забой, разгружаюшее упорный подшипник 63 гидроцатроца 20.Обеспечение зажатця кулачков 71 гидро- патрона 20 для передачи крутящего момента при отсутствии реакции забоя (осевая нагрузка равна 0) происходит за счет разности плошадей поршневой 72 и штоковой 73 полостей цилиндров 21 напорного механизма к соответствующей им разности давлений в верхней и нижней полостях гидропатрона.Система разгрузки подшипников патрона работает только прц бурении после окончашя зажатця штанги 26 патроном 20 путем включения катушки электромагнита 40 золотника.В процессе бурения машинист бурового станка должен постоянно визуально контролировать параметры процесса бурения,На станке применена потенциометрическая мостовая схема включения вольтметра 74, позволяющая с достаточной точностью измерять скорость вращения бурового инструмента.Вольтметр включен в диагональ моста, плечи которого составляют участки потенциометра 75, якорная цепь 76 двигателя 18 и генератопа 77, дополнительные по;1 юса 78 и 79 двигателя и генератора.Осевая нагрузка ца забой определяется по манометру 80, включецномув слцвцую магистраль цилиндров 21 напорного механизма перед дро "селем 68 с регулятором скорости 70 и отградуированному в тоннах осевой нагрузки.порной магистрали постоянное максимальное рабочее давление.Скорость подачи определяется датчиком, имеющим гидродвигатель 81, установленный на сливной магистрали напорных цилиндров 21, на валу которого сидит тахогенератор 82.При изменении скорости подачи соответственпо изменяется скорость вращения, что приводит к изменению выходного напряжения тахогенератора.Контроль скорости подачи осуществляется по показаниям вольтметра 83, включенногоа выходное напряжение тдхогенердтора 82 и отградунрованного в л/час скорости подачи,Механизм подачи штанг оборудован гидро- приводом 27, содержащим цилиндр 84, шток 86 которого шарнирно соединен с рычагом 86, закрепленным на осп 87 поворота кассеты 26. Гидроцилиндр 84 посредством кронштейна 88 крепится к мачте 16.При выдвижении штока 86 рычаг 86 через ось поворачивает кассету 26 до совпадения оси штанги 26 с осью скважины. При движеняи штока 86 в обратном направлении происходит отвод кассеты 26 от оси скважины. Для точного наведения штанги 26 на ось скважины в сливной магистрали устанавливается дроссель 89 с регулятором скорости 90, посредством которого можно изменять скорость поворота кассеты 26. Это позволяет быстро и точно установить штангу 26 на ось бурения.При использовании мачты как стрелы кранового устройства подъем груза производится лебедкой 23, а изменение вылета груза - наклоном мачты с помощью имеющихся гидроцилиндров 17, управление работой которых аналогично управлению гидроприводом механизма поворота кассеты,510 1520 25 Зо 35 40 45 50 55 60 Предмет изобретения1. Самоходный станок для бурения взрывных скважин, включающий мачту, снабженную крановым устройствог механизмами заваливания, подачи штанг на ось скважины и страгивания их резьбового соединения, гидро- приводы с золотниками управления, рабочий орган, вращатель с приводом системы Г - Д (генератор - двигатель), гидравлический привод подачи с зажимным патроном, систему автоматического перехвата штанги патроном с концевыми выключателями и электрогидравлическую систему управления рабочими и вспомогательными операциями станка, снабженную регулятором скорости, отличающийся тем, что, с целью обеспечения полной автоматизации процесса перехвата штанги патроном при добуривании скважины на глубину остающегося немерного конца штанги, зажимной патрон снабжен концевым выключателем, взаимодействующим с корпусом вертлюга и включающим промежуточное реле, дублирующее работу верхнего концевого вьпслючателя,2. Станок по п, 1, отличающийся тем, что, сцелью увеличения срока службы упорногоподшипника патрона и обеспечения гидравлического подпора, обратно пропорциональногоосевой нагрузке на рабочий орган, и предварительного зажатия штанги патроном, система автоматического перехвата снабженаэлсктрогидравлическимн золотниками, в процессе бурения соединяющими верхнюю полость цилиндра патрона и штоковые полостицилиндров подачи с напорной магистралью,д соответственно нижшою и поршневые - сосливной магистралью.3. Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью увеличения скорости подьема зажимого патрона в режиме автоматическогоперехвата, применен электрогидрозолотник,соединяющий поршневые и штоковые полостицилиндров подачи с напорной магистралью,4. Станок по пп. 1 и 2, отличтощийся тем,что, с целью регулирования скорости гидропрнвода механизма подачи штанг на ось скважины, сливндя магистраль золотника управлепия гидроприводом подачи подключена крегулятору скорости.5, Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью регулирования скорости гидропривода механизма заваливания мачты прииспользовании ее как стрелы кранового устройства, сливная магистраль золотника управления гидроприводом заваливания подключена к регулятору скорости.6, Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью получения информации о величине осевого усилия, в качестве датчика применен установленный на сливной магистралигидравлической системы управления манометр, тарированный в единицах измеренияосевой нагрузки.. Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью получения информации о величине скорости подачи, в качестве датчика пр- гленен установленный на сливной магистралигидравлической системы управления, гидродвигатель с тахогенератором, выходное напряжение которого измеряют вольтметром, тарированным в единицах измерения скоростиподачи.8, Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью получения информации о скорости вращения рабочего органа, в качестведатчика применен включенный в систему Г -Д параллельно генератору потенциометр, подвижной контакт которого через вольтметр,тарированный в единицах измерения количества оборотов, соединен с якорной цепьюдвигателя перед его дополнительным полюсом, 19540895408 Составитель И. КрючковТехред Т. П. Курилко Корректор М. П. Ромашова Редактор Л. М. Струве Типографии, пр. Сапунова, 2 Заказ 3278,17 Тираж 535 ПодписноеЦ 11 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССМосква, Цента, пр. Серова, д. 4