Установки бурильні шахтні

Об'єкт вивчення. Установка бурильна шахтна БУЕ1М (УБШ252), бурильна головка БГА1М.

Бурильные установки предназначены для бурении шпуров в породах различной крепости при проведении горных выработок, строительстве тоннелей а также при проведении очистных работ в рудниках. Они могут использоваться также для выбуривания угля в углепородных забоях.

Бурильные установки разделяются на фронтальные и ра­диально-фронтальные. Фронтальными установками шпуры бу­рятся только вдоль оси выработки, радиально-фронтальными - вдоль оси выработки и перпендикулярно к ней.

Современные шахтные бурильные установки состоят из со­вокупности ряд подсистем, которые, как правило выполняются следующим образом.

В качестве подсистемы привода исполнительного органа выступают бурильные головки вращательного или вращательно-ударного бурения. Рацио­нальная область применения первых - породы крепостью до 8 по шкале проф М М Протодьяконова. вторых - породы крепо­стью 8-15. Бурильные установки могут быть с одной, двумя, реже тремя бурильными головками.

Подсистемы перемещения самоходных бурильных устано­вок могут быть колесно-рельсового, гусеничного или пневмошинного типов. Привод подсистем перемещения может осуществляться от электро-, пневмо- или дизельных двигате­лей.

Подсистема подвески и перемещения исполнительного ор­гана выполняется на базе манипулятора, который предназна­чен для размещения, пространственных перемещений, уста­новки и удержания в требуемом положении податчика с бу­рильной головкой.

Манипуляторы обычно состоят из стрелы 6, шарнирно закрепленной на основных жестко соединенных уз­лах 1 корпусной подсистемы бурильной установки, кронштейна 8 для установки на нем податчика 7, гидроцилиндров 9 в соста­ве системы гидропривода установки, обеспечивающих необхо­димое число степеней свободы при пространственных пере­мещениях податчика 7 с бурильной головкой (поз 2, 3, 4).

Податчик служит для перемещения бурильной головки с исполнительным органом относительно стрелы манипулятора на забой с заданным осевым усилием и требуемой скоростью подачи и отвода головки в исходное положение после оконча­ния бурения.

На рис 1.1 в качестве примера представлена подсистема подвески и перемещения ИО бурильной установки типа БУЭ1м (УБШ204 - при применении бурильной головки вращательного действия, или УБШ205 - вращательно-ударного).

Конструктивно манипулятор выполнен на основе трубчатой стрелы 8, задний конец которой установлен на опорах сколь­жения в соответствующем корпусе, а этот корпус закреплен шарнирно на раме установки. На переднем конце стрелы 8 за­креплен кронштейн 9 для установки на нем податчика 2 с бу­рильной головкой 1.

Рассматриваемый манипулятор позволяет выполнять сле­дующие операции:

- поворот стрелы 8 в вертикальной и горизонтальной плос­костях с помощью соответственно гидроцилиндров Г1 и Г2,

- вращение стрелы 8 относительно своей продольной оси на угол ±180° с помощью редуктора манипулятора РМ, вклю­чающего два реечных гидроцилиндра 4, которые передают вращающий момент трубе стрелы через цилиндрическую шес­терню 5 и коническую пару 6 и 7,

- поворот податчика 2 с бурильной головкой 1 относительно стрелы манипулятора в вертикальной и горизонтальной плос­костях с помощью соответственно гидроцилиндров ГЗ и Г4,

- перемещение направляющей рамы податчика 2 относи­тельно кронштейна 9 с помощью гидроцилиндра надвигания Г5.

Шестеренный насос Н гидропривода установки приводится в действие от электродвигателя ЭД через редуктор с цилинд­рическими зубчатыми передачами.

Известны и другие конструктивные решения манипулято­ров.

Податчики могут иметь постоянную длину и быть телеско­пическими. Первые используются, когда линейные размеры выработки превышают длину податчика, вторые позволяют обурить забой выработки с полной раздвижностью податчика, а кровлю и бока выработки - укороченными шпурами с помощью сложенного податчика В качестве привода податчиков исполь­зуют пневмо- или гидродвигатели. Ход податчика может быть от 2 до 4,5 м, усилие подачи 1,5-20 кН, скорость подачи бу­рильной головки при бурении до 0,3 м/с, а при обратном ходе - от 0,2 до 0,4 м/с.

В качестве примера рассмотрим некоторые наиболее ха­рактерные конструкции податчиков и принцип их работы.

На рис 1.2а представлена схема винтового податчика по­стоянной длины. Податчик состоит из рамы, верхняя часть которой служит направляющей для салазок бурильной голов­ки. Внутри рамы в подшипниковых опорах размещен винт имеющий привод. При вращении винта гайка 10 находящая­ся в постоянном зацеплении с винтом и соединенная с салазками, обеспечивает поступательное движение бурильной головки на забой и обратный ход после окончания бурения шпу­ра. Винт податчика выполняется с трапециевидной многозаходной несамотормозящейся резьбой. Для сохранения прямо­линейности буровой штанги в процессе бурения устанавлива­ется неподвижный люнет 8, а при длине штанги более 3 м - подвижный люнет 7. В передней части рамы имеется упор 9, обеспечивающий фиксацию податчика на забое выработки Телескопический винтовой податчик, рис 1.2б, состоит из нижней рамы 5 с винтом 3 и верхней рамы 8 с винтом 7. Винт 3, вращаясь с помощью привода 6, передает через шестерни 4 и 2 вращение винту 7. При вращении винта 3 возможны два ва­рианта работы шестерни 4 или она не вращается и перемеща­ется вдоль этого винта, вызывая перемещение верхней рамы 8 с бурильной головкой 1 относительно нижней рамы 5, или при сложенном податчике шестерня 4 вращается и через шестерню 2, винт 7 и гайку 9 вызывает движение бурильной головки по направляющей верхней рамы 8.

В гидроцилиндровом податчике с цепным удвоителем хода (рис.1.2а) бурильная головка 1 в направляющих рамы 2 пе­ремещается гидроцилиндром 3, на концах которого установле­ны ролики 4 и 5. Втулочно-роликовые цепи 6 и 7 нижними кон­цами закреплены на направляющей раме, верхними - на бу­рильной головке и огибают ролики 4 и 5. Шток цилиндра закре­плен шарнирно на задней стенке направляющей рамы. При подаче сверла в поршневую или штоковую полости гидроцилиндра шток перемещается соответственно вперед или назад и по­средством цепей перемещает бурильную головку. При этом ход бурильной головки получается в 2 раза больше хода гидроци­линдра и может достигать 2,5 м.

Для получения хода до 3 м и более применяют гидроцилиндровые податчики с реечно-цепным умножителем хода (рис.1.2в). В таком податчике бурильная головка 1 в направ­ляющих рамы 2 перемещается гидроцилиндрами 8 и 9 одно­стороннего действия, закрепленными на раме 2. Поршни ци­линдров жестко соединены между собой штоком 10, выполнен­ным в виде зубчатой рейки. Шток находится в зацеплении с зубчатым колесом 11, насаженным на вал звездочки 12. По­следняя находится в зацеплении с втулочно-роликовой цепью 13, которая огибает отклоняющую 14 и концевую 15 звездочки, а концами закреплена на бурильной головке 1. При подаче масла в передней цилиндр его поршень перемещается назад, звездочка 12, вращаясь против часовой стрелки, с помощью цепи перемещает бурильную головку на забой. При подаче масла в задний гидроцилиндр аналогичным образом происхо­дит обратный ход бурильной головки. Как правило, диаметр переднего цилиндра выполняют большим, чем заднего. В этом случае при перемещении бурильной головки 1 на забой выше усилие подачи, а при отводе от забоя - больше скорость пода­чи.

На рис 1.2 представлен вариант исполнения с реечно­цепным умножителем хода, реализованный на бурильной уста­новке типа БУЭ1м.

Податчик 2 включает направляющую раму 11, две пары ре­ечных гидроцилиндров 3, цепную передачу с приводной звез­дочкой 13, отклоняющими элементами и натяжным устройст­вом 14, подвижный и неподвижный люнеты, пружинные упоры 10 для фиксации податчика относительного груди забоя. Гид­роцилиндры приводят во вращение две шестерни 12 и привод­ную звездочку 13 цепной передачи, обеспечивая перемещение бурильной головки 1. Соотношение диаметров шестерен 12 и звездочки 13 выбрано таким образом, что ход и скорость бу­рильной головки 1 в 4,18 раза больше хода и скорости реек. К числу используемых бурильных установок относятся:

- установки УБШ252, УБШ253А и УБШ313А, выпускаемые ОАО «Новогорловскии машиностроительным заводом» и предназначенные для бурения шпуров и выбуривания угля в смешанных забоях при проведении горизонтальных и наклонных ±10° горных выработок.

- установки УБШ255 и УБШ354 выпускаемые АО «Буран» и предназначенные для бурения шпуров при проведении гори­зонтальных и наклонных (до ±12°) горных выработок.

Рисунок 1.1 - Установка бурильна шахтна БУЕ1М (УБШ252)

Дата добавления: 2015-07-15