Обоснование, выбор и расчёт средств механизации очистных работ в условиях рудника

курсовая работа

5.2 Специальная часть

Податчики буровых кареток

В Х1Х веке механическая подача не получила широкого распространения при бурении шпуров и после успешного её применения в машине Сомелье в практике перешли на ручную подачу, при которой при изменении крепости пород легко было изменять усилие подачи и в какой то степени бурить на оптимальном режиме.

Рис1. Схемы податчиков:

А-поршневого, Б-канатно-поршневого, В-винтового, Г-винтового телескопного, Д-цепного телескопного.

В схемах:

1 - цилиндр, 2 - поршень, 3 - перфоратор, 4 - стрела манипулятора, 5 - шкив, 6 - рама податчика, 7 - канат, 8 - бобышка на перфораторе, 9 - бур, 10 - люнет, 11 - пневматический домкрат для распора податчика в забой, 12 - двигатель, 13 - планетарная передача, 14 - рама, 15 - винт, 16 - гайка, 17 - шестеренчатая передача, 18 - верхняя и нижняя рамы телескопа,19 - гайка в шестерне,20 - тяговая цепь, 21 - приводная звездочка.

Ручная подача вплоть до сороковых годов ХХ века осуществлялась обычно бесконечным винтом на салазках и гайкой на корпусе колонковой машины.

Попытки механизировать подачу предпринимались рядом фирм. Как уже нами упоминалось, в начале тридцатых годов отмечено было применение пневматических поршневых податчиков, что позволило увеличить усилие подачи и скорость бурения.

Однако массового распространения подобная подача не получила. Не решенными были проблемы увеличения величины подачи и прочности бурового инструмента. В крепкой породе бур тупился через 0,5 - 0,6 м бурения шпура, и требовалась его замена. На такую величину делалась подача и длина салазок.

С увеличением мощности машин оптимальное усилие подачи увеличилось до 700 кг, но росла и стойкость буров и возникла проблема увеличения длины подачи.

В сороковые - пятидесятые годы были предложены различные конструкции податчиков (рис.4.31): поршневые, винтовые, вибрационные, дифференциально-винтовые, канатно-поршневые и, наконец, цепные.

В отличие от известного и наиболее простого поршневого податчика с подвижным поршнем был предложен податчик с неподвижным поршнем, с перемещающимся цилиндром (рис.4.32).

Рис.2

2 - перфоратор, 3 - платформа, 5 - цилиндр, 6 - корпус податчика, 7 - поршень со штоком, 1, 4 - воздухоподводящие каналы

Винтовые податчики, широко применявшиеся при ручной подаче при бурении колонковыми перфораторами, уже в тридцатые годы были усовершенствованы. Винт стал вращаться от отдельного пневмомотора, расположенного на салазках податчика. Фирмой Гарднер-Денвер была предложена конструкция податчика с неподвижным винтом (рис.4.33).

К семидесятым годам податчики стали изготовлять с подачей равной длине шпура, с расчетом бурения на один бур, что привело не только к сокращению времени вспомогательных операций на смену бура, но и к увеличению скорости бурения за счет уменьшения среднего диаметра шпура. С увеличением глубины шпуров и энергии удара перфоратора изменились технологические требования к конструкции податчика.

Податчик, также как и манипулятор приобрел самостоятельное значение, отдельное, изготовляемое фирмами изделие, которое можно было приобрести, выбрав необходимый тип для конкретных условий бурения.

В восьмидесятые годы податчики выпускались многими фирмами. По конструкции авторы / 26/делят податчики на винтовые (В), цепные (Ц) и канатные (К) с моторным вращательным приводом (М) или пневмоцилиндровые возвратно-поступательного движения (П) с направляющей балкой постоянной длины или телескопической, а по виду применяемого энергоносителя все податчики делят на пневматические и гидравлические (Г).

Конструкция податчика должна обеспечивать подачу на полную глубину бурения, соосность бура со шпуром, и необходимое, обычно большое усилие подачи.

Рис 3

С увеличением длины подачи удлинялись, соответственно, салазки и податчик становились крайне тяжелым. Эти противоречия, в какой то степени решались за счет применения комбинированных податчиков, например цепных в комбинации с поршневыми.

Наибольшее распространение получили податчики с длиной подачи 2,4 - 3,6 м, а специальные конструкции податчиков обеспечивали длину подачи до 6 - 8 м. Податчики с гидравлическим приводом рекомендовались для машин вращательного бурения, а гидро-телескопические - для ГП. Все винтовые податчики делались с шариковой резьбой. Податчик с удвоителем хода подачи работает по принципу полиспаста (рис.4.34). При движении вперед система каретка 5 - цилиндр гидравлического домкрата 6 люнет (буродержатель) 2 со звездочкой 8 (или блоком при использовании каната) подает на забой звездочку 8 с цепью 3. Цепь 3 (или канат), перекинутая через звездочку 8, закреплена одним концом на раме податчика 1, а другим - на салазках бурильной машины. Скорость подачи салазок 4 с бурильной машиной 4 в два раза выше скорости движения цилиндра 6. При этом, если цилиндр 6 перемещается на расстояние А, то салазки - на расстояние 2А.

Рис.4

С целью уменьшения отклонений бура от намеченного направления бурения на податчиках применяются буродержатели (люнеты), передний и средний подвижный, а для удержания системы бур-перфоратор-податчик-стрела-каретка от отклонений при бурении шпура в нижней части податчика предусматриваются один или два гидравлических или пневматических цилиндра с распорными поршневыми фиксаторами всей системы каретки. Такая фиксация особенно необходима при забуривании очередного шпура.

Применялись различные конструкции люнет (рис.4.35). При бурении одним буром шпуров большой глубины и особенно скважин конструкция податчика становилась слишком громоздкой и тяжелой и смена бура на более длинный бур, постепенное наращивание бура делалось вручную. Этот процесс при автоматизации бурения оставался длительное время не автоматизированным.

Рис.5 Люнеты: а, б - глухие, в, г - накидные

Задача автоматизации процесса замены бура на более длинную штангу довольно успешно решена фирмой "Тамрок", выпустившей устройство для смены штанг в двух сериях 600 и 800 на разную длину штанги. Например, марка изделия 804 рассчитана на длину штанг 1,22 м. Устройство представляет собой кассету из набора наращиваемых штанг с приводом для механизации всех процессов замены и наращивания очередной штанги, набором необходимых датчиков и концевых выключателей автоматической схемы наращивания или замены штанг /26/. Фирма производила также упрощенные бескассетные устройства удлинения штанги, модели FTM. В удлинитель помещается одна дополнительная штанга, и короткий первый бур автоматически удлиняется, позволяя бурить шпуры длиной до 6,355 м.

В восьмидесятые годы большинство фирм выпускали канатно-поршневые гидравлические податчики (табл.1). Для уменьшения массы податчиков в ряде фирм их изготавливали из легких сплавов.

Характеристика податчиков ряда фирм

М

ТП

lб

Nуп

Lо

Gп

"Атлас Копко"

ВМН 1112

КПГ

3457

7,9

4866

320

ВМН 1114

То же

4063

7,9

5472

235

ВМН 1511

То же

2788

7,9

4199

210

ВМН 1514

То же

4044

7,9

5472

220

ВМН 612

То же

3405

12,5

5295

360

ВМН 618

То же

5235

12,5

7125

420

ВМН 254

То же

1220

20

2819

435

ВМН 256

То же

1830

20

3429

485

"Гарднер-Денвер"

HFA 96

КПГ

2530

31

4190

256

HFA 168

То же

4360

31

6020

365

HFM 12

ЦПГ

3890

-

6270

590

HFM 16

То же

5100

-

1490

680

HCFM 5

ЦМГ

1530

22

3560

-

HCFM 12

То же

4000

22

6100

560

2MSB 72

ВМП

1854

-

2819

102

2MSB 168

То же

4293

-

5182

163

2MSUS168

То же

4293

-

-

165

"Ингерсоль-Рэнд"

UDM 16

ЦМП

4600

13,6

6090

-

"Секома"

СС 2208

КПГ

2000

-

3748

500

СС 2216

То же

4352

-

6210

690

СТ 1870

КПГТ

3030

18

3165

-

"Тамрок"

KS 140H

ЦМГ

2490

16

4515

340

То же

То же

5100

-

7075

440

KS 150H

То же

4403

16

4470

-

EXT 140H

ЦМГТ

2800

-

4260

-

CF 145

ЦМГ

5013

-

7080

-

В таблице:

М - фирма и марка, ТП - тип податчика, lб - глубина бурения, мм, Nуп - уилие подачи, Нм, Lо - общая длина податчика, мм, Gп - масса податчика, кг;

КПГ - канатно-поршневой гидравлический податчик;

ЦМГ - цепной податчик с гидравлическим моторным приводом;

Т - телескопический.

Делись добром ;)