§ 6. Пневматические бурильные машины — перфораторы
Пневматические перфораторы являются ударными машинами и
по своему устройству делятся на поршневые и молотковые.
В поршневых перфораторах к концу штока поршня при помощи
муфты присоединен бур. Сжатый воздух, поступая то в верхнюю,
то в нижнюю часть цилиндра, заставляет двигаться поршень со штоком и присоединенным к нему буром. При своем движении бур ударами разрушает породу в шпуре.
При ударе массы поршня, штока и бура о породу возникает
сильная отдача, которая приводит к частым поломкам перфорато ра и вызывает быстрый износ его. Поэтому поршневые перфорато ры не находят применения на карьерах и рудниках и здесь не рас сматриваются.
В молотковом перфораторе шток при движении ударяет о хво
стовик бура, который передает удар на забой |
шпура. |
В этих |
перфораторах поршень со штоком выполняет |
роль |
молотка, |
так как он не имеет соединения с буром. Такие |
перфораторы не |
|
так быстро изнашиваются и требуют меньше расходов на ремонт.
Пневматические перфораторы1 нашли широкое применение при бурении шпуров как в подземных выработках, так и на открытых разработках. В крепких породах пневматические перфораторы яв ляются основными механизмами для бурения шпуров.
Достоинством пневматических перфораторов является возмож
ность применения их в породах различной твердости, в том числе и в самых крепких, а также возможность бурения шпуров боль шого диаметра (до 75 мм), простота конструкции и относительная безопасность работы на них.
Основной недостаток пневматических перфораторов — исклю |
|
чительно низкий коэффициент полезного действия |
компрессорной |
установки, доходящей до 10%, чем и объясняется |
высокая стои |
мость буровых работ, производимых такими перфораторами. |
|
Все пневматические перфораторы в зависимости от конструк ции и веса делятся на три группы:
ручные весом от 10 до 40 кг с диаметром цилиндра от 36 до 76 мм; легкие ручные перфораторы имеют вес до 20 кг, тяжелые —
25 кг и более;
телескопные весом от 25 до 50 кг с диаметром цилиндра
50—76 мм;
колонковые весом от 40 до НО кг с диаметром цилиндра
75—115 мм; по весу колонковые перфораторы разделяются на лег кие (весом от 40 до 50 кг), средние (от 50 до 60 кг) и тяжелые
(от 70 до 110 кг).
Работа ручными пневматическими перфораторами производится
с руки. Более тяжелые из них при бурении горизонтальных и слабо наклонных шпуров устанавливают на специальные поддерживаю
щие устройства. Ручные пневматические перфораторы применяют-12
1 |
Здесь и |
в дальнейшем под пневматическими перфораторами имеются |
ввиду |
только |
перфораторы молоткового типа. |
2 Зак. 571 I |
Л©0- ПУБЛИЧНАЯ Т |
17 |
|
НАУЧН-ТЕХНИЧЕСКДЯ |
|
|
f I I \ ко |
|
, |
Ш6ЛИОТЕКА СССР I |
ся главным образом для бурения нисходящих шпуров, при разбу ривании крупных кусков породы (негабарита), при проходке
шахтных стволов и шурфов.
Телескопные перфораторы применяются в подземных разра ботках и предназначены для бурения шпуров, направленных вверх. Они устанавливаются на раздвижной колонке, которая по мере
углубления шпура поднимает перфоратор сжатым воздухом. Длина
хода колонок 500—650 мм.
Колонковые перфораторы служат для бурения горизонтальных и слабонаклонных шпуров при проведении горизонтальных вырабо ток в крепких породах. Они устанавливаются на специальных колонках или буровых каретках, а на открытых работах — на
передвижных вышках и, реже, треногах.
Пневматический перфоратор представляет собой поршневуц) машину, имеющую специальное поворотное устройство и приспо собление для подачи воды при бурении с промывкой.
Ниже приведено описание некоторых конструктивных особен ностей пневматических перфораторов РИМ-17, ТП-4 и КЦМ-4.
Ручной пневматический перфоратор РПМ-17А (рис. 6) состоит из следующих отдельных узлов: цилиндра 1, в котором передви гается поршень 2 соштоком 3, пускового устройства (рис. 6,6), зад ней головки с промывочным устройством и ручкой (рис. 6,в, по следняя на рисунке не показана), поворотного механизма (рис. 6, г, 6) и воздухораспределительного устройства (рис. 6,е).
Пусковое устройство состоит из патрубка 4 для подвода сжато го воздуха, пробкового крана 5 с рукояткой 6. С помощью рукоят ки 6 пускового устройства кран может быть установлен в следующих положениях: «остановка» — доступ сжатого воздуха прекращается; «тихий ход»—сжатый воздух поступает в перфоратор в небольшом
количестве; «полный ход» — сжатый воздух |
поступает в перфора |
тор в количестве, необходимом для работы |
его на полную мощ |
ность. Сжатый воздух проходит во внутреннюю полость пробкового крана 7 и через отверстие попадает в цилиндр перфоратора.
К крышке 8 (рис. 6,в) задней головки прикрепляются ручка пер форатора, пусковое устройство и 'патрубок 9 для подвода промы
вочной воды.
Вода по патрубку 9 поступает в трубку 10, откуда в осевой канал поршня, штока и через канал бура попадает в шпур.
Устройство для поворота бура (рис. 6,а, д) состоит из храповой буксы 11, имеющей внутренние зубцы 12, с которыми находятся в постоянном зацеплении собачки 13 с пружинами 14. Собачки смон тированы в головке 15 геликоидального стержня 16.
Винтовая геликоидальная нарезка входит в соответствующие выемки гайки 17, ввинченной в поршень 2. Шток 3 поршня прохо
дит через направляющую втулку 18 и своими прямыми выступами попадает .в соответствующие пазы поворотной буксы 19. Последняя торцовыми выступами 20 входит в зацепление с патроном 21, встав ленным в корпус перфоратора. В нижнюю часть патрона, имею щую внутренние грани, вставляется хвостовик бура 22.
18
Рис. 6. Ручной пневматический перфоратор РПМ-17А
а — разрез перфоратора: б — пусковое устройство; в — устройство для промывки и верхняя крышка перфоратора; гид — поворотный механизм; е — воздухораспреде лительное устройство
2
Поворотное устройство работает следующим образом: при Движении поршня вниз (рабочий ход) геликоидальный стержень вращается против часовой стрелки, и собачки свободно проворачи ваются внутри храповой буксы. При холостом ходе геликоидаль ный стержень вращается по часовой стрелке, собачки упираются в выступы храповой буксы. При этом поршень со штоком, продолжая двигаться вверх, одновременно поворачивается на 10—15°. Вместе с ним поворачиваются поворотная букса, патрон и вставленный в него бур.
Воздухораспределительное устройство (рис. 6, а, е) состоит из коробки 23, фланцевого золотника 24, передвигающегося по на правляющей втулке 25 с крышкой 26. Золотниковая коробка снизу закрывается крышкой 27.
Перфоратор работает следующим образом. При повороте ру коятки 6 сжатый воздух попадает в полость 28 и через отверстия 29, 30, 31, 32 и 33 и кольцевое пространство 34 поступает в верх нюю часть цилиндра, откуда он давит сверху на поршень 2 и сни
зу— на фланцевый золотник 24, перемещая последний снизу
Вверх. После этого переводят рукоятку на полный ход. Поршень движется вниз, производя штоком удар по хвостовику бура (рабо чий ход). При движении поршня вниз он проходит выхлопное от верстие 35, через которое верхняя часть цилиндра сообщается с атмосферой; в нижней же части в это время воздух по каналам
36, 37 и отверстию 38 поступает в кольцевое пространство 39, пере
мещая золотниковый клапан вниз. При нижнем положении золот
никового клапана сжатый воздух через кольцевое пространство 34,
и 39, радиальное отверстие 38 и канал 36 поступает в нижнюю часть цилиндра, перемещая поршень снизу вверх (холостой ход).
Когда поршень нижний кромкой пройдет выхлопное отверстие 35
и нижняя часть цилиндра сообщится с атмосферой, золотниковый клапан снова переместится вверх и начнется рабочий ход.
Бур во время работы перфоратора поддерживается и центри руется буродержателем 40, укрепленным болтами 41 с пружинами.
При смене буров буродержатель оттягивают и отводят в сторону. Крышка и корпус перфоратора соединяются стяжными болтами с гайками.
При интенсивной продувке шпура отверстие 35 закрывают, пор шень останавливается, и струя сжатого воздуха через каналы Цилиндра, зазоры в поршне и поворотной буксе, через осевой канал бура устремляется в забой шпура, выдувая буровую пыль.
Устройство других ручных перфораторов (ПА-23, ОМ-506Л, ПР-35 и др.) сходно с устройством перфоратора РПМ-17А. Неко торое отличие наблюдается в размерах, весе и конструкции от
дельных деталей. Все перфораторы имеют фланцевый залотниковый клапан, автоматический поворот бура с геликоидальным стержнем и устройство для продувки и промывки шпура во время бурения.
На заводе «Коммунист» (г. Кривой Рог) спроектирован и изго
товлен ряд новых ручных быстроударных п е р ф ор а т ор о в
20
Таблица 4
|
|
Техническая |
характеристика ручных |
пневматических |
перфораторов |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марки перфораторов |
|
|
|
|
|
|||
|
Параметры |
|
Единица |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
измерения |
|
|
|
|
|
|
ОМ- |
|
|
МБМ- |
I |
|
1 |
|||
|
|
|
РПМ-17Д1 ПА-23 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ПР-10 |
ПР-35 |
ПР-ЗОК |
ПР-20 |
ПР-23 ! ПР-25 |
|||||||||
|
|
|
|
|
-506Л1 |
|
-31 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
' |
Вес |
....••................................... |
|
|
кг |
17,5 |
23 |
10 |
28 |
|
30 |
30 |
31 |
21.6 |
24,45 |
29 |
|||
Длина ............................. |
....... |
|
ММ |
1 |
570 |
620 |
450 |
638 |
|
600 |
620 |
670 |
550 |
550 |
— |
|||
Вес |
поршня ........... |
|
|
кг |
1,65 ■ |
1,86 |
1.5 |
2,28 |
2 |
2,7 |
|
— |
1.74 |
2.28 |
— |
|||
Диаметр поршня ....... |
. |
. |
мм |
60 |
68 |
62 |
72 |
|
63,5 |
76 |
|
— |
76 |
100 |
85 |
|||
Ход |
поршня ........... |
|
|
» |
50 |
50 |
25 |
55 |
|
65 |
74 |
|
— |
45 ' |
32 |
35 |
||
Число ударов поршня ........ |
|
уд А ин |
1 |
700 |
1 865 |
3 750 |
1 690 |
1 700 |
1 650- |
1 |
700 |
2 700 |
3 000 |
3 100 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 1 |
750 |
|
|
|
|
|
Работа удара............................. |
■ ... . |
|
кгм |
2,5 |
3,5 |
1,6 |
5 |
|
6 |
5,8-7,6 |
|
4 |
4,5 |
5 |
5,6 |
|||
Глубина бурения ................................................. |
|
|
м |
|
3 |
3 |
3 |
4 |
|
4 |
|
4 |
|
4 |
3 |
4 |
— |
|
Нормальное давление сжатого воздуха . |
|
ат |
|
5 |
5 |
5 |
5 |
|
4-5 |
4,5-5,5 |
|
5 |
5 |
5 |
5 |
|||
Расход воздуха............................. |
• . . . |
М3!мин |
1,8 |
2 |
2,45 |
2 |
2,7 |
|
2,4 |
2.8 |
3.3 |
2,4 |
3.5 |
4,3 |
|
|||
|
1 Обе модели имеются на рудниках. |
Дальнейший их выпуск |
прекращается. |
Более совершенными |
перфораторами являют- |
|||||||||||||
L2 ся ПР-18Л весом 18 кг с |
частотой ударов 2500 |
уд/мин и ПР-24Л весом 24 |
кг и |
частотой |
ударов. 3000 |
уд/мин. |
|
|
||||||||||