Вращатель бурового станка

 

Изобретение относится к горному оборудованию . Цель - повышение эффективности работы вращателя за счет увеличения диапазона плавно регулируемой частоты вращения шпинделя вращателя. В корпусе (К) вращателя установлен шпиндель 2. На шпинделе закреплен дифференциальный симметричный блок в виде солнечных шестерен (Ш) 4 и 5 и Ш-сателлитов 6 и 7, установленных с возможностью вращения на крестовине-водиле 3 и шпинделе 2. На Ш 4 с возможностью осевого перемещения размещен диск (Д) 10, а на Ш 5 закреплена жестко Ш 8. На валу привода 11 закреплены Ш 12 и 13, входящие, в зацепление с Ш 14, установленной на дополнительном валу 15, и с Ш 8. На валу 15 установлен ведущий Д 16, подпружиненный в направлении Д 10. Управление вращателем осуществляется гидроцилиндром. К 17 которого связан с Д 10, а шток 18с поршнем 19 закреплен в К 1. Пружина 20 размещена между поршнем 19 и К 1. При подаче давления в полость 21 Д 10 перещается вниз и при его установке н оси вала 15 (в центре Д 16) частота вращения Ш 4 равна нулю, а частота вращения шпинделя 2 равна половине частоты вращения Ш 5. При дальнейшем опускании Д 10 вращается в противоположном направлении Ш 4 и при равенстве частот вращения Ш 4 и 5 шпиндель 2 останавливается, рри увеличении частоты вращения Ш 4 меняет направление вращения. 1 ил. со

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

iQl Ql (Э с

17 у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764431/03 (22) 04.12.89 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (75) В. Л. Гой (53) 622.242:621.833.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N214434,,кл. Е 21 В 7/02, 1965.

Авторское свидетельство СССР

М 1465522, кл. Е 21 В 3/02, 1987. (54) ВРАЩАТЕЛЬ БУРОВОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к горному оборудованию. Цель — повышение эффективности работы вращателя эа счет увеличения диапазона плавно регулируемой частоты вращения шпинделя вращателя. В корпусе (К) вращателя установлен шпиндель 2. На шпинделе закреплен дифференциальный симметричный блок в виде солнечных шестерен (Ш) 4 и 5 и Ш-сателлитов 6 и 7, установленных с возможностью вращения на крестовине-водиле 3 и шпинделе 2. На Ш 4

„„Я2„„1705531 А1 с возможностью осевого перемещения размещен диск (Д) 10, а на Ш 5 закреплена жестко Ш 8. На валу привода 11 закреплены

Ш 12 и 13, входящие в зацепление с Ш 14. установленной на дополнительном валу 15, и с Ш 8. На валу 15 установлен ведущий Д

16, подпружиненный в направлении Д 10.

Управление вращателем осуществляется гидроцилиндром, К 17 которого связан с Д

10, а шток 18 с поршнем 19 закреплен в К 1.

Пружина 20 размещена между поршнем 19 и К 1. При подаче давления в полость 21 Д

10 перещается вниз и при его установке нг оси вала 15 (в центре Д 16) частота вращения

Ш 4 равна нулю, а частота вращения шпинделя 2 равна половине частоты вращения Ш

5. При дальнейшем опускании Д 10 вращается в противоположном направлении Ш 4 и при равенстве частот вращения Ш 4 и 5 шпиндель 2 останавливается. При увеличении частоты вращения Ш 4 меняет направление вращения. 1 ил.

1705531

15

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к вращателям буровых станков.

Известен вращатель бурового станка, включающий размещенный в корпусе шпиндель с установленным на нем симметричным дифференциальным блоком в виде крестовины-водила с внутренней профилированной поверхностью и закрепленные на нем солнечные шестерни и шестерни-сателлиты, привод и узел управления.

К недостатку укаэанного вращателя относительно дискретное значение частот вращения шпинделя, т.е. отсутствие возможности плавного регулирования частотой вращения шпинделя.

Наиболее близким к предлагаемому является вращатель бурового станка, включающий размещенный в полом корпусе шпиндель с установленным на нем симметричным дифференциальным блоком в виде крестовины-водила с внутренней профилированной поверхностью и закрепленные на нем солнечные шестерни и шестерни-сателлиты, привод, ось которого перпендикулярна оси шпинделя, ведущий диск, закрепленный на валу привода, ведомые диски, жестко связанные с солнечными шестернями дифференциального блока, установ lенноl с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно шпинделя, и пружинно-гидравлический узел управления в виде цилиндра, шток и корпус которого связаны соответственно с корпусом вращателя и веДОМЫМ ДИСКОМ.

Данное устройство обладает недостаточным по величине диапазоном величин частот вращения шпинделя, например при аксиальном гидроприводе и передаточном числе дисков, равном 1, частоте вращения шпинделя не превышает 600 — 700 об/мин, что недостаточно для алмазного бурения, а при планетарном типе гидропривода частота вращения шпинделя не превышает 250—

300 об/мин, что может удовлетворить только шнековый способ бурения. Увеличить обороты шпинделя увеличением передаточного числа дисков приводит к увеличению диаметра ведущего диска до 1 м и более, что неприемлемо в практических разработках вращателей.

Работа шпинделя буровых станков сопровождается резкими колебаниями нагрузки из-за неоднородности проходимых пород, что вызывает крайне нежелательное проскальзывание в дисках.

Для плавной регулировки частоты вращения в прототипе необходимо перемещать весь дифференциальный блок с ведомыми дисками, зажатыми одной или двумя пружинами, следовательно, узел управления должен развивать десятки и сотни килограмм усилия.

Цель изобретения — повышение эффективности работы вращателя за счет увеличения диапазона плавно-регулируемой частоты вращения шпинделя.

Поставленная цель достигается тем, что во вращателе бурового станка, включающего размещенный в полом корпусе шпиндель с установленным на нем симметричным дифференциальным блоком в виде крестовины-водила с внутренней профилированной поверхностью и закрепленные на нем с возможностью вращения солнечные шестерни и шестерни-сателлиты, привод, ось которого перпендикулярна оси шпинделя, связанные соответственно с приводом ведущий диск, а с одной из солнечный шестерен — ведомый диск и пружинно-гидравлический узел управления. шток и корпус которого связаны соответственно с корпусом вращателя и ведомым диском, ведущий диск закреплен на установленном в корпусе вращателя параллельно оси привода дополнительном валу и связан.с приводом цилиндрической зубчатой передачей, а ведомый диск установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно солнечной шестерни, причем вторая солнечная шестерня дифференциального блока связана с приводом посредством конической зубчатой передачи.

На чертеже приведена кинематическая схема предложенного вращателя.

Вращатель бурового станка содержит полый корпус 1 и установленный в его полости шпиндель 2, на котором жестко закреплено крестовина-водило 3. На шпинделе 2 с возможностью вращения установлены верхняя 4 солнечная шестерня и нижняя 5 солнечная шестерня, а на крестовине-водиле 3 также с возможностью вращения — сателлиты 6 и 7, образующие с солнечными шестернями 4 и 5 симметричный дифференциальный блок.

К солнечной шестерне 5 жестко присоединена ведомая коническая шестерня 8. а на солнечной шестерне 4, выполненной с удлиненной ступицей с наружными шлицами, установлен с возможностью возвратнопоступательного перемещения поводок 9 с закрепленным на нем ведомым диском 10.

На валу гидропривода 11 жестко закреплен блок, состоящий из ведущих цилиндрической шестерни 12 и конической шестерни

13, причем последняя имеет зацепление с ведомой шестерней 8, а шестерня 12 входит

1705531

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор М. Кучерявая

Редактор А. Долинич

Заказ 179 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 в зацепление с ведомой шестерней 14, установленной на валу 15 и жестко связанной с ведущим диском 16, который подпружинен для обеспечения постоянного контакта между ними. Узел управления вращателем 5 выполнен в виде силового гидроцилиндра, корпус 17 которого связан через подшипники споводком 9,,а полый шток 18 с поршнем 19 жестко закреплен в корпусе 1.

В штоковой полости гидроцилиндра 10 между корпусом 17 и поршнем 19 установлена пружина 20.

Вращатель бурового станка работает следующим образом.

При отсутствии давления в поршневой 15 полости 21 пружина 20 устанавливает диск

10 в крайнее верхнее положение, при котором частота вращения диска 10 максимальна и имеет направление вращения такое же, как и шестерня 5. Частота вращения шпин- 20 деля 2 также будет максимальной и равной полусумме частот вращения солнечных шестерен 4 и 5, При подаче давления в полость 21 диск

10 начинает перемещаться вниз и при его 25 установке на оси вала 15 (в центре диска 16) частота вращения диска 10 будет равна нулю, а частота вращения шпинделя 2 будет равна половине частоты вращения шестерни 5. 30

При дальнейшем опускании диска 10 по диску 16 диск 10 совместно с шестерней 4 начинают вращение в направлении, противоположном направлению вращения шестерни 5, и в этом случае частота вращения 35 шпинделя 2 будет равна полуразности частот вращения шестерни 4 и 5.

Передаточным отношением зубчатых пар 13-8, 12-14 и лобового вариатора скорость шестерни 4 при крайних положениях 40 диска 10 выбирается большей скорости шестерни 5 и при переходе в крайнее нижнее положение диска 10 величина полуразности частот вращения солнечных шестерен переходит через нулевое значение и становится 45 отрицательной. Шпиндель 2 начинает вращаться в этом случае в противоположном направлении, при котором производится развинчивание бурильной колоннbi.

Преимуществом предложенного вращателя по сравнению с прототипом является увеличение диапазона часгот .р-.шен я шпинделя, отсутствие проскальзывания шпинделя (так как одна из солнечных естерен жестко связана с приводом),1 многократное снижение усилий в узле управления вращателем (так как перемещается только ведомый диск), что позволит снизить габариты и вес узла управления. а в других случаях перейти на ручное управление вращателем (например, в малогабаритных буровых станках, не имеющи маслостанции).

Формула изобретения

Вращатель бурового станка, включающий размещенный в полом корпусе шпиндель с установленными в нем симметричным дифференциальным блоком в виде крестовины-водила с внутренней профилированной поверхностью и закрепленные на нем с возможностью вращения солнечные шестерни и шестерни-сателлиты, привод, ось которого перпендикулярна оси шпинделя, связанные соответственно с приводом ведущий диск, а с одной из солнечных шестерен — ведомый диск и пружинно-гидравлический узел управления, шток и корпус которого связаны соответственно с корпусом вращателя и ведомым диском, о тл и ч а ю щ и и С я тем, что. с цель повышения эффективности работы вращателя за счет увеличения диапазона плавно регулируемой частоты вращения шпинделя. он выполнен с дополнительным валом, а ведущий диск закреплен на установленном в корпусе вращателя параллельно оси привода дополнительном валу и связан с приводом посредством цилиндрической зубчатой передачи, при этом ведомый диск установлен с возможностью поступательного перемещения относительно солнечной шестерни, причем вторая солнечная шестерня связана с приводом посредством конической зубчатой передачи.