Перфораторы и горные сверла реферат

Обновлено: 05.07.2024

Переносные, колонковые и телескопные перфораторы. Устройство и принцип действия пневматических перфораторов. Ударно-поворотный механизм для нанесения поршнем ударов по буровому инструменту и его поворота. Устройства для удаления из шпура буровой мелочи.
Краткое сожержание материала:

Специальные горные перфораторы

1. Переносные, колонковые и телескопные перфораторы

В зависимости от условий применения, массы и конструкции пневматические перфораторы подразделяются на три группы: переносные, колонковые и телескопные.

Пневматические переносные перфораторы предназначены для бурения шпуров с пневматических поддержек или с рук при проведении горизонтальных и слабонаклонных горных выработок, а также при проходке стволов шахт. Параметры бурения: диаметр - 32-46 мм; глубина бурения до 5 м, коэффициент крепости пород - 6-20.

В соответствии с ГОСТом 10750-80 предусматривается выпуск четырех типов переносных перфораторов: ПП36В, ПП50В, ПП54ВБ, ПП63СВП.

В условном обозначении перфоратора последовательно указывается: П - перфоратор; П - переносной; цифры - энергия удара, Дж; В-пылеподавление водой (центральная подача); Б - с боковой промывкой; С - с усиленной продувкой; П - пылеотсос, СВП - продувка с увлажнением, цифровые обозначения - модернизация.

Переносные перфораторы различаются по мощности, массе, конструктивным особенностям и принципу действия. Перфоратор состоит из ударно-поворотного механизма, пускового, воздухораспределительного и промывочного устройств, собранных в одном корпусе. В переносных перфораторах применяется поворотный механизм зависимого действия с геликоидальным стержнем (задний поворот). Воздухораспределительное устройство клапанного типа. Перфораторы типа ПП36, ПП54 и ПП63 имеют фланцевый клапан, а ПП50В1 - клапан в виде плоской шайбы. Для предотвращения самопроизвольного выпадания буровой штанги из шестигранного гнезда поворотной буксы, перфораторы имеют буродержатель. Для защиты от вибрации и шума перфораторы снабжены виброгасящим устройством и глушителем шума.

Колонковые перфораторы предназначены для бурения шпуров и скважин любого направления в крепких породах. Это машины повышенной мощности, использование их по назначению возможно лишь с распорных колонок, либо манипуляторов. Подача перфоратора на забой обеспечивается механическим способом посредством специального устройства. Параметры буримых шпуров и скважин: диаметр - до 85 мм; глубина - до 50 м; коэффициент крепости пород - до 20.

В соответствии с ГОСТом 18092-79 принято шесть типоразмеров колонковых перфораторов ПК-50, ПК 60А, ПК 75А, ПК120, ПК 150, ПК 175. В качестве основного параметра принята масса перфоратора.

Колонковые перфораторы относятся к группе машин с независимым вращением бурового инструмента, и состоят из двух основных узлов - ударного механизма и вращателя. Вращение буровой штанги осуществляется отдельным тихоходным планетарным пневмомотором, выполняющим также функции редуктора. В перфораторах принято клапанное воздухораспределительное устройство, обеспечивающее запуск перфоратора в любом положении и автоматический режим его работы. Сжатый воздух в ударный механизм и во вращатель подается автономно, что позволяет оперативно регулировать параметры удара и частоту вращения независимо друг от друга. Для обеспечения развинчивания бурового става вращатель выполнен реверсивным. Направление подачи зависит от подачи воздуха к передней или задней полости вращателя.

Перфораторы с независимым вращением имеют большую производительность, так как ударный механизм работает без отбора мощности на вращение, благодаря чему вся энергия поршня расходуется только на удар, поэтому скорость бурения с глубиной падает не так резко, как у машин с зависимым поворотом. Кроме того, независимый механизм вращения обеспечивает постоянный поворот бурового инструмента, за счет чего достигается более эффективное разрушение забоя.

Конструкция ударного механизма аналогична переносным перфораторам и отличается в основном усиленными основными узлами и деталями. Поршень-ударник имеет шлицевое сопряжение со шпинделем вращателя и, помимо возвратно-поступательного, совершает вращательное движение. С целью увеличения ударной мощности в перфораторе ПК75А увеличен диаметр поршня до 125 мм и применено бесклапанное воздухораспределение (золотник на поршне). Ударная мощность перфоратора увеличена на 1.6 кВт и составляет 10.1 кВт.

Телескопные перфораторы предназначены для бурения восстающих шпуров и скважин (с отклонением от вертикали до 45°) в породах любой крепости на очистных и проходческих работах. Для проходки восстающих выработок телескопными перфораторами используют проходческие комплексы типа КПВ или КПРС.

В соответствии с ГОСТом 18093-79 выпускаются два типа телескопных перфораторов ПТ38 и ПТ 48А. Они представляют собой перфоратор и расположенный соосно с ним телескопический податчик. Основным параметром перфоратора является его масса. В самой бурильной машине применяются основные узлы переносных перфораторов. Конструкция телескопных перфораторов основана на ударно-поворотном принципе действия с зависимым (задним) поворотом буровой штанги. Применяется клапанная система воздухораспределения с плоским кольцевым клапаном.

Особенностью конструкции телескопного перфоратора является отсутствие буродержателя и наличие бойка, который ограничивает перемещение буровой штанги внутрь машины. Штанга выполнена без заплечиков или буртика. Для предотвращения попадания бурового шлама внутрь перфоратора предусмотрена постоянная продувка как при бурении, так и при выключении перфоратора. Сжатый воздух подается к хвостовику штанги через трубку, которая проходит по оси перфоратора концентрично с водяной трубкой.

В качестве подающего устройства используется телескопический раздвигающийся поршневой податчик, состоящий из цилиндра и поршня со штоком. Для устранения вращения перфоратора во время поворота бура на штоке податчика предусмотрены лыски, а упор выполнен раздвоенным. Регулирование усилия подачи производится рукояткой управления телескопа. Для экстренного сброса давления опускания перфоратора вниз служит разгрузочная кнопка, расположенная на рукоятке.

Телескопные перфораторы разделяют на одностоечные (ПТ38, ПТ48) и двухстоечные (УБ2Т-С). В двухстоечных перфораторах податчик выполнен в виде двух параллельных телескопов. Перфоратор УБ2Т-С работает с пылеотсосом через штуцер в головке перфоратора.

2. Устройство и принцип действия пневматических перфораторов

К машинам ударно-поворотного действия относятся пневматические переносные и телескопные бурильные молотки, именуемые перфораторами. Поворот буровой штанги в них производится за счет энергии движущего поршня-ударника. Они предназначены для бурения шпуров диаметром 30-55 мм, глубиной до 5 м, а также скважин диаметром 40-85 мм и глубиной до 20 м в породах крепостью 6-20 по шкале М.М. Протодьяконова.

Колонковые перфораторы относятся к машинам ударно-вращательного действия. В этих машинах непрерывное вращение буровой штанги обеспечено от отдельного двигателя.

Перфораторы
Инструмент для бурения шпуров, его классификация и разновидности, функциональные особенности и условия применения. Телескопные, гидравлические и колон.

Магматические метафизические горные породы
Категории грунта по сейсмическим свойствам. Магматические метафизические горные породы - изверженные горные породы, образовавшиеся при застывании и кр.

Подземные горные работы. Часть 3 и 4
А.К. Порцевский. Подземные горные работы. Часть 3 и 4: Учебное пособие в 4 частях. – М.: Московский государственный открытый университет, 2005. – 83 с.

В Бернском Оберланде. Тун, его окрестности и соседние горные курорты
Швейцария. Бернский Оберланд. Тун, его окрестности и соседние горные курорты.Очерки природы, истории, быта, обзор климатических и бальнеологических ст.

В свою очередь пусковой механизм состоит (рисунок 2.2):
1 - рукоятка изготавливается из капрона или силумина;
2 - виброгасящая шайба;
3 - пружина;
4 - шайба;
5 - пусковой золотник;
6 - заглушка;
10 - стакан;
18 - штуцер - для подвода сжатого воздуха (рабочее давление 0,4 -0,5 МПа );

Воздухораспределительный механизм состоит:
7 - клапанная коробка;
8 - кольцевой клапан;
9 - седло клапана;
11 - защитный фартук, закрывающий выхлопные отверстия;

Ударный механизм состоит:
12 - поршень - ударник;
13 - ствол - основная и самая дорогостоящая деталь отбойного молотка, изготавливается из легированной стали с полировкой внутреннего отверстия и сверлением продольных каналов для подвода сжатого воздуха в ствол;
14 - перемычка;
15 - букса;
16 - пика - исполнительный орган, имеет длину 350 - 450 мм и изготавливается из углеродистой стали У7 - У8;
17 - удерживающая пружина для удержания пики от выпадения при переносе молотка с одновременной возможностью перемещения пики вдоль оси молотка.

Принцип действия пневматического отбойного молотка основан на возвратно - поступательном движении поршня - ударника. Ход поршня - ударника, при котором наносится удар по пике, называется рабочим ходом, обратный ход - холостой.

Принцип работы пускового механизма.
При нажатии на рукоятку 1 происходит перемещение золотника 5 и сжатый воздух по штуцеру 18, каналам стакана 10 поступает к клапанной коробке 7 воздухораспределительного механизма.

Принцип работы воздухораспределительного механизма приведен на рисунке 2.3.
Холостой ход. При достижении клапанной коробки 7 сжатый воздух попадает к кольцевому клапану 8. По каналам 19 в стволе 13 сжатый воздух поступает к поршню-ударнику (рисунок 2.3 а). Давление под поршнем -ударником растет, а над ним падает, так как сжатый воздух будет выходить через выпускные отверстия 20. За счет разности давлений кольцевой клапан перебрасывается, открывает впускное отверстие 21 и закрывает отверстие 22 седла клапана 9.

Поршень ударник движется вверх, проходит выпускные отверстия 20 (рис. 2.3 б) давление под ним уменьшается, а над ним увеличивается. Кольцевой клапан перебрасывается. Начинается рабочий ход поршня - ударника (рис 2.3 в).

Рабочий ход. Под действием сжатого воздуха поршень-ударник устремляется вниз, проходит выпускные отверстия 20 и наносит удар по пике 16. Сжатый воздух, находящийся над поршнем-ударником, выходит в выпускные отверстия. Давление над поршнем-ударником резко падает и кольцевой клапан перебрасывается (рис 2.3 г). Давление под поршнем-ударником растет. Начинается холостой ход поршня - ударника.

Таким образом переключение клапана происходит за счет разности давлений в клапанной коробке над и под клапаном при открывании выхлопных отверстий поршнем - ударником.

Техническое обслуживание отбойных молотков
Отбойные молотки, поступившие на участок, следует разобрать, очистить от смазки и пыли, промыть в керосине (солярке), собрать, смазать, опробовать в работе. В качестве смазочной жидкости рекомендуется масло индустриальное И20А с добавкой 25 - 40% керосина (солярки).
Во время работы производится смазка молотка при помощи автомасленки. При отсутствии автомасленки смазать молоток путем заливки 30 - 40 г. смазочной жидкости в штуцер. Смазку производить не реже чем через каждые 2 часа работы.
Профилактический осмотр и ремонт молотков производится в мастерских шахты не реже чем через 150 - 200 час работы.

Правила безопасности при эксплуатации отбойных молотков

Перед началом работы необходимо проверить:
- состояние забоя и убедиться, что забой надежно закреплен;
- исправность молотка;
- крепление пики и отсутствие ее искривления;
- люфт пики в буксе ствола. Радиальный зазор между хвостовиком пики и буксой не должен
превышать 0,25 мм;
- крепление воздухоподводящего рукава;
- наличие масла в автомасленке.
Запрещается:
- работать отбойным молотком без удерживающей пружины или колпака;
- включать молоток при отсутствии контакта пики с забоем (работа в холостую);
- включение молотка в работу ударом.

2.1.2. ПЕРФОРАТОРЫ

Перфораторы относятся горным машинам ударно - поворотного действия и предназначены для бурения шпуров и скважин диаметром 20 - 150 мм в породах любой крепости.

Классифицируются перфораторы по следующим основным признакам:

1. По роду потребляемой энергии:
- электрические - ограниченное применение из-за больших габаритов и массы;
- гидравлические - ограниченное применение из-за сложности конструкции;
- пневматические - получившие наиболее широкое применение.
2. По конструкции:
- Переносные (ПП) работают совместно с пневмоподдержками;
- Колонковые (ПК) выпускаются в комплекте с податчиками;
- Телескопные (ПТ) для бурения восстающих шпуров и скважин.
3. По способу поворота бура:
- с зависимым поворотом;
- с независимым поворотом.
4. По конструкции воздухораспределительного механизма:
- с золотниковым;
- с клапанным;
- с бесклапанным распределением.
5. По частоте ударов:
- Нормальные (1800 уд/мин);
- Быстроударные (2300 и более).
6. По способу очистки шпура от буровой мелочи:
- с промывкой;
- продувкой;
- пылеотсосом.

В маркировке перфоратора закладываются сведения о его классификации. Порядок маркировки перфоратора относительно классификации приведен на рисунке 2.4

Например, для перфоратора ПП35ВБ, где:
П - перфоратор;
П - переносной;
35 - энергия удара, Дж;
В - промывка;
Б - боковой способ подвода воды для очистки шпура от буровой мелочи.

Для пневматических перфораторов характерны следующие характеристики:

- Номинальное давление сжатого воздуха - 0,5 МПа.
- Расход воздуха для: - переносных 2,8 - 3,5 м 3 /мин;
- телескопных 3,3 - 4,5 м 3 /мин;
- колонковых 9,0 - 13 м 3 /мин.

Устройство и принцип действия пневматического перфоратора

Устройство перфоратора приведено на рисунке 2.5. Перфоратор состоит из корпуса 1 механизма управления 2, виброгасящего устройства 3, глушителя шума 4, устройства для очистки шпура от буровой мелочи и пылеподавления 5.

Конструкция перфоратора приведена на рисунке 2.6. Головка (4), цилиндр (10), ствол (12) с буродержателем (16) соединены стяжными болтами (17) между собой и направляющим кронштейном 24, который в свою очередь соединен с легкой сварной рамой (2). Удержание перфоратора производится при помощи рукоятки (1). При помощи кронштейна (21) производится присоединение перфоратора к пневмоподдержке.

Корпус 1 (рисунок 2.5) состоит из цилиндра (10) и ствола (12) (рисунок 2.6). В корпусе 1 смонтированы ударно-поворотный механизм и воздухораспределительное устройство.

1. Ударно-поворотный механизм предназначен для нанесения поршнем-ударником ударов по хвостовику бура и его поворота при обратном движении поршня-ударника. Применяются зависимого и независимого действия.
Ударно-поворотный механизм зависимого действия (рисунок 2.6) состоит из поршня-ударника (9) с геликоидальной гайкой (7), поворотного геликоидального винта (6), храпового механизма (5), поворотной буксы 13, грандбуксы 14.

2. Воздухораспределительное устройство 22 предназначено для попеременной подачи сжатого воздуха в поршневую и штоковую полость цилиндра перфоратора.

4. Виброгасящее устройство 3 (рисунок 2.5) предназначено для защиты бурильщика от вибрации. Состоит из рукоятки (1), легкой сварной рамы (2) с поперечным кронштейном (21) для подсоединения к пневмоподдержке.

В трубах сварной рамы расположены пружины (20) с ползунами, ось которых проходит через отверстие (19) в приливе цилиндра перфоратора. Между направляющим кронштейном (24) и упорными кольцами на трубах установлены две вспомогательные пружины (23).

5. Глушитель шума 4 - резиновая камера (8), надетая на выхлопную горловину.
В процессе бурения шпура перфораторами разрушенная горная порода должна непрерывно удаляться из забоя. Своевременное и полное удаление разрушенной породы исключает ее повторное измельчение, уменьшает расход энергии и удельный износ бурового инструмента. Наиболее эффективна промывка шпура водой, которая выполняет и другие функции, в том числе охлаждает буровой инструмент. Промывочная вода (рис.2.6) подается к перфоратору от водяной магистрали через кран 18, водяную трубку, конец которой входит в муфту боковой промывки 15.

Принцип работы пневматического перфоратора

Заключается в том, что поршень-ударник под действием сжатого воздуха, поступающего от воздухораспределительного устройства совершает возвратно-поступательные движения. При движении вперед он наносит удар по хвостовику штанги, при движении назад - проворачивает инструмент посредством храпового механизма и геликоидальных винта и гайки через буксу и грандбуксу.

В переносных и телескопных перфораторах используется, как правило, зависимый поворот бура. Конструкция механизма, реализующего данный способ поворота, приведена на рисунке 2.7. Состоит из храповой буксы 1 с внутренними зубьями, жестко связанной с цилиндром перфоратора штифтом, храпового стержня 6 с геликоидальной нарезкой на конце, поршня-ударника 7, внутри которого впрессована гайка с такой же геликоидальной нарезкой, а на наружной поверхности штока имеются шлицевые пазы, поворотной муфты, состоящей из двух частей (поворотной буксы 8 и гранд буксы 9), соединенных торцевыми кулачками. В шестигранное отверстие гранд буксы 9 вставляется хвостовик бура 5, а поворотная букса 8 имеет на внутренней поверхности шлицевые пазы и гребни для соединения со штоком поршня. В храповой буксе 1 размещается головка храпового стержня 2. Наличие собачек 3, прижимаемых к зубьям храповой буксы 1 подпружиненными пластинками, допускает вращение храпового стержня 6 только в одну сторону.

При рабочем ходе поршня 7 храповый стержень 6, не встречая сопротивления, поворачивается относительно поршня и храповой буксы 1 вместе с собачками 3 на некоторый угол. При обратном ходе поршня 7 храповый стержень 6 не может повернуться относительно храповой буксы 1, поскольку этому препятствуют собачки 3, упирающиеся в зубья храповой буксы 1, по этому поворачивается поршень-ударник 7, а вместе с ним через поворотную муфту и буровой инструмент на угол, величина которого зависит от шага геликоидальной нарезки и хода поршня.

В современных перфораторах получили применение клапанные воздухораспределительные устройства с кольцевым и мотыльковым клапанами.
Воздухораспределительное устройство с кольцевым клапаном приведено на рисунке 2.8.

Состоит из втулки 1 клапана, клапанной коробки 2, клапана 3 и крышки 4 клапанной коробки. При рабочем ходе поршня 8 (положение I) клапан 3 находится в крайнем левом положении, а сжатый воздух поступает к крышке 4 клапана через отверстия 9 и 10 в кольцевое пространство 11.

После этого воздух попадает через зазор между клапаном и крышкой 4 в поршневую (левую) полость цилиндра. Поршень под действием воздуха совершает рабочий ход. Из штоковой (правой) полости цилиндра воздух сперва вытесняется в атмосферу через выхлопное отверстие 5 и глушитель шума 6.
Затем, когда по мере движения поршня 8 выхлопное отверствие 5 перекрывается, воздух, оставшийся в правой части цилиндра, сжимается и поступает в кольцевое пространство 13 по продольным каналам 7 и радиальным отверстиям 12. Воздух давит на клапан 3 и в конце рабочего хода поршня, когда левая полость цилиндра через отверстие 5 и глушитель шума 6 соединяется с атмосферой, клапан перебрасывается в правое положение.

При холостом ходе поршня (положение II) сжатый воздух через зазор между клапаном 3 и клапанной коробкой 2 поступает в кольцевое пространство 13, а затем через радиальные отверстия 12 и продольные каналы 7 - в штоковую (правую) полость цилиндра. Под давлением сжатого воздуха поршень 8 совершает холостой (обратный) ход, перемещаясь влево. Воздух из левой полости цилиндра вытесняется в атмосферу через выхлопное отверстие 5 и глушитель шума 6.
После перекрытия выхлопного отверстия поршнем оставшийся в левой полости воздух сжимается и давит на кольцевой клапан 3. Когда поршень пройдет выхлопное отверстие и сжатый воздух из правой половины цилиндра выйдет в атмосферу, произойдет переброска клапана в левое положение и поршень начнет вновь совершать рабочий ход.

Воздухораспределительное устройство с мотыльковым клапаном приведено на рисунке 2.9. Получило распространение в колонковых перфораторах.

Отделение крепких горных пород от массива при проведении подготовительных выработок на рудных и угольных шахтах и при ведении очистных работ на рудных шахтах производится с помощью буровзрывных работ. Разрушение массива горных пород в этом случае осуществляется энергией взрыва. Взрывные вещества размещают в специальных цилиндрических полостях, искусственно образованных в горных породах.

Содержание

Введение………………………………………………………………….….3
Раздел 1. Машины для бурения шпуров……………………………….….4
1.1 Разрушение горных пород при бурении шпуров……………….…4
1.2 Классификация машин для бурения шпуров………………………8
Раздел 2. Горные машины перфораторы…………………………………14
2.1 Конструкция пневматического перфоратора……………………..14
2.2 Переносные, колонковые и телескопные перфораторы………….17
2.3 Перфоратор телескопный ПТ-36М………………………………. 24
Заключение………………………………………………………………….26
Список литературы…………………………………………………………27
Приложение 1. Устройство телескопического перфоратора……………28

Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовая-Телескопные перфораторы.doc

При проходке подземных выработок горизонтальные и наклонные шпуры в крепких породах можно бурить колонковыми перфораторами (ПК), имеющими значительную мощность и массу 100 кг и более. Для бурения ПК монтируют на распорных колонках, специальных поддерживающих устройствах (манипуляторы) или на буровых установках.

Мотоперфораторы используют для бурения нисходящих или наклонных шпуров преимущественно в процессе проходки открытых горных выработок. Масса мотоперфораторов составляет 30 кг.

Каждый класс делится на типы, определяемые массой и мощностью перфоратора. Отдельные конструкции (модели) перфораторов имеют марку или индекс, каждая выпускаемая машина имеет очередной заводской номер. Перфораторостроительные заводы переходят на серийный выпуск единых моделей, соответствующих утвержденным стандартам, при максимальной унификации деталей и узлов.

При бурении пневматическими перфораторами применяют вспомогательное установочное оборудование. Ручные перфораторы устанавливаются на пневматических поддерживающих колонках, телескопные перфораторы – на пневматических подающих механизмах (телескопах). Колонковые перфораторы монтируются на подающих механизмах, установленных на винтовых распорных колонках или манипуляторах буровых кареток, или на ходовой части погрузочных машин. Погружные (забойные) перфораторы, входящие в скважину, крепятся на колонне штанг, закрепляемой в патроне подающего механизма, установленного на кронштейне распорной колонки или на буровой каретке.

Менее распространены при проведении разведочных выработок сверла, основная причина этого — затрудненность или невозможность бурения шпуров в крепких породах.

Электрические сверла разделяют на ручные (масса до 24 кг) и колонковые, монтируемые на распорных колонках, манипуляторах или буровых каретках (масса колонковых электрических сверл достигает 130 кг).

Ручные электросверла (рис. 1, а) применяют при проходке выработок небольшого сечения в породах крепостью, не превышающих f = 4 по шкале проф. М.М. Протодьяконова, главным образом в условиях, где применение более совершенных средств бурения не возможно или экономически нецелесообразно. Глубина шпуров при бурении ручными электрическими сверлами редко превышает 2,5 м, диаметр шпуров 36-43 мм.

При бурении шпуров по антрацитам и породам средней крепости применяют ручные электросверла с принудительной подачей. Для этого в забое устанавливается распорная стойка, к которой с помощью крюка крепится стальной тросик, а с помощью механизма подачи электросверла осуществляется обуривание забоя.

Электрические сверла (рис. 1,б) изготавливают во взрывобезопасном исполнении и применяют в шахтах, опасных по газу и пыли.

Пневматические сверла (рис. 1, в) применяют для бурения шпуров диаметром 36-43мм, где основным видом энергии является пневматическая. Пневматические сверла практически не применяют при проведении горных выработок в процессе геологоразведочных работ, они используются в основном на угольных шахтах, в выработке которых выделяются горючие газы и пыль, образующие с воздухом взрывоопасные смеси.

Рисунок 1. Ручные горные сверла: а – электрическое; б – электрическое с канатной подачей; в – пневматическое

Сверла с двигателями внутреннего сгорания (мотобуры) применяют при проведении открытых горных выработок в мягких некрепких породах; эти ручные бурильные машины имеют массу до 15 кг.

При больших объемах проходческих работ, осуществляемых в крепких породах, в процессе проведения подземных горизонтальных выработок применяют мощные пневматические машины вращательно-ударного действия, монтируемые на бурильных установках.

Раздел 2. Горные машины перфораторы

2.1 Конструкция пневматического перфоратора

При конструировании пневматических перфораторов принимаются за основу две кинематические схемы: перфоратор с поворотным винтом и без поворотного винта. Первый вариант кинематики имеет преимущественное распространение.

Независимо от класса и типа все пневматические перфораторы имеют следующие основные узлы (рис. 2): ударно-поворотный механизм (12), который наносит удары по хвостовику бура (13) и поворачивает его; воздушный пусковой кран (10); воздухораспределительное устройство (11); промывочное устройство (9); буродержатель (8); масленку перфоратора (6).

Если снять стяжные болты (3), то перфоратор распадается на три части: головку (2), цилиндр (4) и патрон (7). Выхлопное окно цилиндра иногда имеет кран (5) для прямой продувки шпура. В головке перфоратора имеется ручка (1) для удерживания машины при работе. При бурении на патрубок воздуховпускного крана крепится шланг, питающий перфоратор сжатым воздухом, а на штуцер промывочного устройства – шланг, подводящий воду.

Сжатый воздух через полость в пробке пускового крана (10) по каналу а в головке (2) и дальше по каналу б в корпусе храпового кольца попадает в кольцевое пространство (в), имеющееся внутри воздухораспределителя. Дальше сжатый воздух клапаном (или золотником) по каналам в корпусе цилиндра направляется в нижнюю (г) или верхнюю (д) полости цилиндра.

При поступлении сжатого воздуха в полость цилиндра (д) осуществляется ход поршня перфоратора вперёд, при этом поворотный винт поворачивается на некоторый угол. В конце хода поршень наносит удар по торцевой плоскости хвостовика бура. При движении поршня вперед, в начале хода воздух из полости (г) выходит в атмосферу через выхлопное окно и через зазоры в шлицевом сопряжении штока поршня с поворотной буксой. При дальнейшем движении поршень перекрывает выхлопное окно и сжимает воздух, оставшийся в полости цилиндра (г).

Рисунок 2. Общий вид пневматического перфоратора

Сжимаемый воздух через каналы в теле цилиндра устремляется в воздухораспределитель и перебрасывает клапан в положение, при котором сжатый воздух направляется в нижнюю полость цилиндра. В этом случае произойдет ход поршня назад. При этом ходе поворотный винт стопорится храповым механизмом и поршень поворачивается вместе с поворотной буксой и буром.

При бурении обязательным условием является постоянная промывка шпура промывочной жидкостью.

Характеристика работы пневматического перфоратора

Основными показателями, характеризующими технико-эксплуатационные качества пневматических перфораторов являются:

мощность, развиваемая перфоратором, кВт N

кинетическая энергия поршня, кДж А_о

частота ударов поршня в 1 мин u

величина максимального крутящего момента, Н·м М_кр

угол поворота бура после удара, градус β

число оборотов бура в 1 мин п

расход воздуха в 1 мин, м3/мин Q

отдача перфоратора и соответствующее ей усилие подачи, кН С

уровень шума перфоратора при работе, дБ J

коэффициент использования перфоратора η

себестоимость единицы бурения, руб S

Пневматические бурильные машины ударно-поворотного действия различаются:

• по роду потребляемой энергии – пневматические, гидравлические;

• по конструктивным особенностям механизма поворота – с зависимым и независимым приводом;

• по способу применения (угла наклона шпуров) – ручные и колонковые (для бурения горизонтальных и нисходящих шпуров), телескопные (для бурения шпуров по восстанию);

• по массе – лёгкие (до 18 кг), средние (20…25 кг) и тяжёлые (более 30 кг);

• по способу очистки шпуров от буровой мелочи – с осевой промывкой, с боковой промывкой, с отсосом от пыли.

2.2 Переносные, колонковые и телескопные перфораторы

Перфораторы наибольшее применение получили при строительстве стволов и при проведении горизонтальных выработок в породах высокой крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Бурильные молотки ударно-вращательного действия в зависимости от условий применения подразделяются на три группы: ручные, телескопические и колонковые. По роду применяемой энергии их подразделяют на пневматические, гидравлические, электрические. Для геологоразведочных работ применяют мотоперфораторы с двигателями внутреннего сгорания. В шахтном строительстве наибольшее распространение получили пневматические перфораторы.

Переносные перфораторы имеют массу от 24 до 36 кг и предназначены для бурения шпуров диаметром 30-56 мм и глубиной до 2-4 м. Их устанавливают на пневматических поддержках (пневмоподдержках) или легких распорных колонках. При бурении нисходящих шпуров каких-либо поддерживающих установок не требуется. Переносные перфораторы делят по массе на легкие, средние и тяжелые.

На рис. 3 приведена принципиальная схема устройства переносного перфоратора.

Рисунок 3. Схема ручного перфоратора

Он состоит из цилиндра 5, передней головки 12, крышки 3, воздухораспределительного устройства, ударно-поворотного механизма и устройства для подвода сжатого воздуха и воды. Внутренняя часть поворотной муфты имеет шестигранную форму в соответствии с формой хвостовика бура.

Воздухораспределительное устройство состоит из направляющей втулки 6, воздухораспределительной коробки 7, кольцевого клапана 20 и крышки клапана 18. Крышка перфоратора имеет приливы для рукоятки 1 и пускового крана 4. В крышку вставляется также наконечник для подвода воды, которая через каналы в крышке, промывную трубку 2, проходящую по оси перфоратора, и канал в буре поступает в шпур. Крышка, цилиндр и передняя головка стянуты болтами 23.

Перфоратор работает следующим образом. Сжатый воздух через пусковой кран 4 и отверстия в храповом кольце, направляющей втулке и воздухораспределительной коробке поступает в кольцевое пространство 19, из которого он подается в заднюю часть А цилиндра и давит на поршень. Поршень движется вправо и наносит удар по буру 14. Воздух, находящийся в передней части Б цилиндра, выходит через выхлопное отверстие 10 в атмосферу.

При движении вперед поршень перекрывает выхлопное отверстие, воздух в передней части цилиндра сжимается и по каналу 15 в корпусе цилиндра поступает в левую часть кольцевого пространства 19, давя на клапан. Как только поршень 16 при дальнейшем движении вперед вновь откроет выхлопное отверстие, давление в задней части цилиндра, а также в правой части кольцевого пространства снижается и клапан 20 перемещается вправо, перекрывая кольцевое отверстие 17. Сжатый воздух начинает поступать в переднюю часть цилиндра по каналу 15, заставляя поршень двигаться влево. После перекрытия поршнем - выхлопного отверстия воздух в задней части цилиндра сжимается и давит на клапан.

Как только вновь откроется выхлопное отверстие, давление воздуха в передней части цилиндра и, следовательно, в левой части кольцевого пространства снижается почти до нормального, а клапан под воздействием избыточного давления справа перемещается в крайнее левое положение. Ход клапана составляет всего 0,5-0,6 мм. Затем воздух вновь поступает в заднюю часть цилиндра и процесс повторяется. Ежеминутно поршень наносит около 2000 ударов по буру.

При движении поршня вперед (рабочий ход) он перемещается поступательно без поворота, а поворотный винт поворачивается на определенный угол, зависящий от шага спиральной нарезки. При обратном (холостом) ходе поршня собачки препятствуют повороту винта и поворачивается поршень. Вместе с поршнем поворачивается ведущая муфта, которая при помощи кулачков передает вращение поворотной муфте. Так как поворотная муфта соединена с буром, то последний также поворачивается. Следующий удар бур нанесет уже в новом месте забоя шпура.

Основное достоинство ударно-поворотного бурения — возможность бурить породы любой крепости. К недостаткам следует отнести периодичность воздействия инструмента на породу, причем время, затрачиваемое на удар, в десятки раз меньше времени на движение инструмента но направлению к забою, отскок и поворот. Кроме того, для этого способа характерны значительное пылеобразование, шум и вибрация при работе. Ударно-поворотное бурение шпуров и скважин осуществляется с помощью пневматических перфораторов и станков ударно-канатного типа.

Колонковые перфораторы устанавливают на распорных колонках. В этом случае для подачи перфоратора применяют цепные или винтовые автоподатчики. Распорная колонка вместе с бурильным молотком и автоподатчиком представляет собой бурильную установку. Распорная колонка устанавливается вертикально между кровлей и почвой выработки (или горизонтально между ее боками). С помощью кронштейна к ней крепится автоподатчик с молотком. Автоподатчики обеспечивают с помощью пневматического двигателя (мощностью 0,5-4,8 кВт) усилие подачи 6 - 9,8 кН и ход подачи 1200-1400 мм. В промышленности используются колонковые бурильные установки КБУ-50 и КБУ-80 с перфораторами соответственно ПК-60 и ПК-80.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Специальные горные перфораторы 1.

Переносные, колонковые и телескопные перфораторы В зависимости от условий применения, массы и конструкции пневматические перфораторы подразделяются на три группы: переносные, колонковые и телескопные.

Горные сверла пневматические и электрические применяются для бурения шпуров и скважин в угле и породе, для очистных работ и прохождения подготовительных выработок в угольных, сланцевых и других шахтах. Выпускается до 9 различных моделей, различающихся по весу, числу оборотов и мощности. Вес горных сверл от 12 до 24 кг, однако вместе с буровой штангой он у ряда конструкций превышает 30 кг. Скорость вращения1 шпинделя под нагрузкой - от 290 до 900 об / мин. [1]

Горные сверла СРЗ и СРЗМ предназначены для бурения шпуров диаметром 36 - 50 мм в угольных пластах и мягкой породе. [2]

При работе с горными сверлами при твердом бурении пород необходимые совместные усилия ( 100 - 120 кг) достигаются двумя бурильщика / ми посредством упора или давления на сверло ногами, спиной и другими частями тела. Максимальные длительные усилия, которые бурильщик может развивать при бурении электросверлами, удерживаемыми руками над головой - 8 кг. При бурении шпуров на уровне от груди до колен эти усилия равны 20 - 25 кг. При бурении нисходящих шпуров, когда машина находится у ног бурильщика, значительные усилия; ( до 60 кг) осуществляются при помощи веса тела. [3]

Кроме того, изготовляют специальные сверлильные машины - пневматические горные сверла , предназначенные для бурения шпуров диаметром от 36 - 50 мм до 100 - 120 мм. [4]

Причинами повышения уровня колебательной скорости являются снижение величины осевого усилия подачи; изменение физико-химических свойств обрабатываемого изделия ( повышение твердости и др.); увеличение давления воздуха в сети; увеличение длины вставного инструмента для рубильных молотков, диаметра заклепки для клепальных, длины буровой штанги и степени ее искривления для перфораторов и горных сверл ; увеличение степени шероховатости поверхности, изношенности абразивных кругов, ухудшение центровки для шлифовальных машин. Величина вибрации возрастает при изношенности и неисправности машин. Вибрация электро - и бензомоторных пил увеличивается, кроме того, при увеличении скорости машин. [5]

В большинстве случаев ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни колебательной скорости которой значительно превышают допустимые нормами величины. Для пневмотрамбовок, гайковертов, горных сверл характерна вибрация с высокими уровнями в области низких частот. Вибрация пневматических рубильных, клепальных молотков, бурильных перфораторов, шлифовальных машин, бензомоторных пил характеризуется как средне - и высокочастотная, а пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов, ручных вибраторов для уплотнения бетона как низко -, средне - и высокочастотная. [6]

Сверло имеет исполнение по уровню взрывозащиты - РВ, по виду взрывозащи-ты - 2В - И; по степени защиты - IP54 и соответствует требованиям ПБ. Сверло обеспечивает дистанционное управление пусковым агрегатом, предназначенным для питания, коммутирования и защиты ручных горных сверл . [7]

Пневматические ручные инструменты рассчитываются обычно для работы при давлении сжатого воздуха от четырех до семи ати. В СССР для большинства пневматических ручных инструментов в качестве нормального рабочего давления принято давление 5 ати, а для инструментов, применяемых в угольной промышленности ( отбойные молотки, горные сверла ) - 4 ати. [8]

В состав сверла входят трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и редуктор, помещенные в общий алюминиевый корпус со щитком, имеющим камеру для ввода и подключения кабеля и рукоятки. В одну из рукояток встроен быстродействующий однополюсный выключатель. Сверло обеспечивает работу с устройством для пылеподав - ления и дистанционное управление пусковым агрегатом, предназначенным для питания, коммутирования и защиты ручных горных сверл . [10]

Читайте также: