Колонковые сверла

Колонковые сверла предназначены для бурения шпуров в уг­лях и породах с коэффициентом крепости f до 12. В связи с этим они выполняются более мощными, чем ручные сверла, отличаются значительно большими массой и усилием подачи и для бурения всегда устанавливаются на специальных распорных колонках или манипуляторах.

Колонковые сверла по способу подачи рабочего инструмента на забой подразделяются на оборудованные механической (диф­ференциально-винтовой) и гидравлической подачей.

Сверла с дифференциально-винтовой подачей в конструктивном отношении мало отличаются друг от друга и состоят из корпуса с вмонтированным в него приводом, механизма передачи вращения к рабочему инструменту с редуктором, механизмов подачи рабочего инструмента на забой и механизмов управления.

Крутящий момент от электродвигателя (рис. 22а) через цилинд­рические шестерни 1-6 передается втулке 7 и затем с помощью двух скользящих шпонок 25 - шпинделю 8, оборудованному патро­ном 9 для закрепления рабочего инструмента. Скользящие шпонки свободно входят в продольные пазы шпинделя и передают крутящий момент с втулки на шпиндель, не препятствуя одновременному продольному перемещению последнего относительно втулки. Перемещение шпинделя на забой осуществляется благодаря наличию ленточной резьбы, которой он входит в зацепление с гайкой, называемой резьбовой втулкой подачи 15. Последняя через шестерни 14 и 13 соединена с промежуточным валиком 24, который заканчивается хвостовиком 20 со шпонками 21.

Рис. 22. кинематическая схема колонкового сверла

В работе винтовой пары шпиндель 8 (винт) - резьбовая втулка 15 (гайка) различают три характерных случая: когда угловая скорость гайки больше, равна или меньше угловой скорости винта, что соответствует перемещению винта относительно гайки вперед, отсутствию перемещения и перемещению назад, т.е. подаче инстру­мента на забой, нейтральному положению и отводу от забоя.

Вращение втулки 15 с угловой скоростью большей, чем у шпинделя, осуществляется в том случае, когда храповая муфта 10 прижимается к шестерне 4 пружиной 18. Крутящий момент передается от шестерни 4 к хвостовику 20 через храповую муфту 10 с втулкой 12 и скользящие шпонки 21. Промежуточный валик 24 с помощью пары шестерен 13 - 14 передает крутящий момент втулке 15. При небольшом перемещении рукоятки управления подачей назад (благодаря шестерне 22 и рейке, нарезанной на валике 23) пружина 18 несколько сжимается и храповая муфта 10 выводится из зацепления с шестерней 4. При этом резьбовая втулка подачи 15 свободно вращается вместе со шпинделем 8 за счет тре­ния в резьбовой паре и шпиндель (в осевом направлении) не перемещается. Для обратного хода шпинделя рукоятка 16 отклоняется до отказа назад, храповая муфта 10 (с помощью втулки 12) прижимается к пяте 17, запрессованной в корпус сверла, и останавливается, останавливая гайку 13, а шпиндель 8 начинает быстро отходить назад - от забоя. Втулка 12 и муфта 10 соединены между собой Фрикционной связью, благодаря чему величина передаваемого максимального крутящего момента ограничивается усилием их сжатия. Регулировка величины максимального усилия подачи осуществляется гайкой 19, сжимающей пружину 11. Изменение скорости вращения шпинделя может достигаться изменением передаточного отношения шестерен редуктора или скорости вращения ротора двигателя, а изменение максимального крутящего момента на гайке подачи и следовательно, максимального усилия подачи в процессе бурения - изменением регулировки муфты предельного момента. Так, например, в колонковых сверлах типа ЭБК-5 и СЭК-1 две скорости вращения шпинделя получают применением двухскоростного электродвигателя, развивающего при изменении числа пар псмосов 1500 или 3000 об/мин. Изменение величины максимального крутящего момента на гайке подачи и максимального усилия подачи с 200 до 1500 кгс достигается оборудованием храповой муфты подачи 10 (рис.22б) дополнительной регулируемой фрикционной муфтой. При этом изменение величины крутящего момента на промежуточном валике 2 в процессе работы происходит при вра­щении дополнительной рукоятки 7, которая через шестерню 6 вращает гайку 3, определяющую величину сжатия пружины 5 и, следовательно, величину сжатия дисков I фрикционной муфты. Изменение хода шпинделя "Вперед", "Нейтральное положение" и "Назад" достигается (аналогично описанному раньше) поворотом рукоятки подачи 8, которая через шестерню 12 и зубья реечной передачи, нарезанные на валике 9, вводит храповую муфту в зацепление с ведущей шестерней 4, выводит из зацепления или затормаживает ее на корпус сверла 11.

Наиболее плавное регулирование усилия подачи достигается применением гидравлики. При этом кинематика передачи крутящего момента на шпиндель остается такой же, как и в описанных сверлах. Например, в сверлах типа ЭБГ крутящий момент от ротора электродвигателя I (рис. 23) через пары шестерен 2, 3, 5, 7 передается к вращающей втулке 8 и дальше через шпонки - шпинделю 9. Изменение скорости вращения шпинделя достигается переключением шестерен 4 на шестерни 5 или б. Отличительной чертой сверла типа ЭБГ является применение для подачи шпин­деля двух гидравлических цилиндров 10, питающихся от специ­альной гидросистемы. Шестеренный гидронасос 12 производительнос­тью 4,5 л/мин приводится во вращение от электродвигателя I через пару шестерен II. Забирая масло через масляной фильтр 13 из резервуара 14, гидронасос падает его под давлением к распределительному крану 15 через предохранительный клапан 16. Перемещая золотник распределительного крана рукояткой 17, можно направлять масло в правые или левые полости цилиндров 10, осуществляя подачу шпинделя на забой и обратно.

Рис.23 Гидрокинематическая схема сверла типа ЭБГ

Такое конструктивное пополнение колонкового сверла дает возможность наиболее плавно регулировать усилие подачи от 100 до 1000 кгс, подводить сверло к забою и отводить его при не вращающемся шпинделе. Скорость бурения этими сверлами автоматически изменяется в зависимости от крепости породы и затупленности бурового инструмента при неизменном усилии подачи.

Дата добавления: 2014-11-18