Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
39 |
Характерной особенностью электросверла является то, что скорость подачи не зависит от скорости вращения шпинделя и автоматически регулируется в зависимости от крепости породы. Осевое усилие шпинделя регулируется клапаном в пределах
100—1000 кг.
Основными преимуществами современных электросверл по сравнению с перфораторами являются: работа на электрической,
а не на пневматической энергии, высокая производительность (в
очень мягких и ломких породах), значительно меньшее пылеоб-
разование при бурении.
Основным недостатком электросверл является ограниченная область применения—лишь в породах относительно небольшой крепости.
Инструмент, применяемый для сверления шпуров ручными
или колонковыми электросверлами, носит название резца. В настоящее время применяют только съемные резцы. В послед ние годы разработано несколько стандартных форм резцов для
бурения по углю и по породе, отличающихся друг от друга гео метрией, размерами углов и граней. Резцы бывают: 1) из угле родистой стали; 2) наплавленные твердым сплавом и 3) армиро ванные твердым сплавом (ВК-8, В К-6). Наибольшее распростра нение получили резцы, армированные твердым сплавом.
На рис. 8 показан стандартный резец для бурения по породе,
армированный твердым сплавом.
Штанги для электросверл изготовляются из витой стали пря моугольного и ромбического профилей.
В табл. 9 приведены нормы расхода твердого сплава при бу рении электросверлами по углю и по породам.
Таблица 9
Нормы расхода твердого сплава при бурении электросверлами
по углю и передам
Коэффициент |
|
|
Норма рас |
|
крепости по |
Характеристика угля или |
пород |
хода твердо |
|
шкапе Про- |
го |
сплава на |
||
тодьяконова |
|
|
1 |
пог. мг |
|
Бурение угля ручным электросверлом |
|
|
|
Весьма |
крепкие антрациты с |
включением |
|
0,127 |
кварцитов и колчеданов ... |
.......................... |
|
||
—Средней крепости угли и антрациты с частич
|
ными включениями кварцитов и колчеданов . . . |
0,076 |
|
|
Бурение породы колонковым электросверлом |
|
|
8—12 |
Крепкие песчаники и |
известняки ......................... |
1,04 |
6-8 |
Некрепкие песчаники |
и крепкие песчанистые |
0,35 |
5—6 |
сланцы.................................................................................. |
|
|
Глинистые и мягкие |
песчанистые сланцы . . . |
0,09 |
|
40 |
Горные породы и буровые работы |
Пневматические -сверла.
Пневматические сверла применяют главным образом по ус ловиям безопасности в угольных шахтах, опасных по газу или пыли.
Пневматическое сверло представляет собой механизм рота ционного действия. Вращатель имеет эксцентрично установлен ное колесо, в прорезях которого помещены алюминиевые лопат
ки, прижимаемые центробежной силой к стенкам кожуха. Сжа тый воздух подводится по гибкому шлангу, а затем поступает через кран у рукоятки сверла. Отработанный воздух выходит через выпускные каналы.
По сравнению с перфораторным бурением, бурение пневма тическими сверлами имеет следующие преимущества: 1) меньше расходуется воздуха; 2) меньше образуется буровой пыли;' 3) меньше утомляется рабочий, так как отсутствует сильная'
вибрация; 4) меньше изнашиваются детали.
Недостатком пневматических сверл является то, что они при/
меняются только в мягких породах.
Иностранные фирмы изготовляют несколько типов пневмати ческих сверл. Фирма Флоттман выпускает три типа: 1) быстро
ходные весом 11 кг с грудным упором (он облегчает внедрение сверла в породу); 2) быстроходные весом 11,5 кг без грудного упора; 3) тихоходные (125 об/мин) весом 14 кг без грудного упора.
На Выставке достижений народного хозяйства СССР демон
стрировалась новая конструкция пневматического сверла СПР-11,
предназначенного для сверления шпуров диаметром 36—50 мм в крепких углях и мягких породах в шахтах, опасных по газу и
пыли. |
|
. |
Сверло СПР-11 состоит из трех основных частей: |
1) верхней |
|
крышки корпуса с коромыслом и масленкой; |
2) корпуса в сбор |
|
ке с пусковым устройством и ротационным |
пневмодвигателем; |
|
3) двухпланетарного редуктора со шпинделем. |
|
|
Сжатый воздух из магистрали поступает в сверло по гибко |
||
му шлангу. Пуск сверла осуществляется нажатием |
на планку |
|
курка. Курок отодвигает вентиль, который закрывает доступ сжа
того воздуха в камеру между статором и ротором двигателя. Попадая в камеру двигателя, воздух давит на лопатки ротора и заставляет вращаться ротор вместе с валом. При помощи ше стерни ротора, находящейся в зацеплении с шестернями двух ступенчатого редуктора, вращение передается на шпиндель.
Рабочий инструмент вставляется хвостовиком в шпиндель и удерживается от проворачивания ребрами, заходящими в спи ральные пазы патрона.
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
4! |
||
Техническая характеристика сверла СПР-11 |
|
||
Давление сжатого воздуха, кг/см2 ............................... |
|
|
5 |
Расход воздуха под нагрузкой, м3/мин ...................... |
|
. . . |
2 |
Мощность на шпинделе, л. с.................................. |
|
2 |
|
Крутящий момент на шпинделе, кгсм: |
. |
492 |
|
при двухпланетарном редукторе........ |
|
||
при однопланетарном редукторе .......................... |
|
|
278 |
Скорость вращения шпинделя, об/мин: |
|
|
|
под нагрузкой: |
|
290 |
|
при двухпланетарномредукторе ...................... |
|
||
при однопланетарном редукторе ............................ |
|
|
515 |
на холостом ходу: |
|
390 |
|
при двухпланетарномредукторе...................... |
|
||
при однопланетарном редукторе ........................... |
|
|
690 |
Основные размеры, мм: |
|
370 |
|
длина ................................................................. |
|
345 |
|
ширина.............................................................................. |
|
|
|
Вес (без буровойштанги),кг................................................ |
|
|
12 |
Внутренний диаметршланга, мм ..................................... |
|
|
16 |
§ 2. Оборудование для ударного бурения шпуров |
|||
Классификация перфораторов |
|
||
Перфоратор представляет собой машину с ударным порш
нем, работающую на сжатом воздухе. По условию применения и способу установки в забое перфораторы делятся на три класса; ручные, телескопные и колонковые.
Ручные перфораторы имеют вес от 15 до 35 кг и применяются для бурения шпуров в любом направлении в мягких породах, а также в породах средней и выше средней крепости. Бурение ручными перфораторами производится с поддерживающих пнев
матических колонок или с руки.
Телескопные перфораторы имеют вес от 30 до 60 кг и пред
назначены для бурения вертикальных и слегка наклонных вос стающих шпуров. Название «телескопные» они получили от те
лескопного устройства, которое обеспечивает подачу и поддер
жание перфораторов в процессе работы.
Колонковые перфораторы имеют вес от 35 до ПО кг и приме
няются для бурения горизонтальных и слабо наклонных шпуров
в крепких и весьма крепких породах. Во время бурения колон ковые перфораторы устанавливаются на распорных колонках или на буровых каретках, жестко раскрепленных между подош вой и кровлей или между стенками выработки. Подача перфора тора вперед осуществляется специальным механизмом — авто податчиком.
Каждый из вышеперечисленных классов перфораторов по
весу и мощности подразделяют на три типа: легкие, средние и
42 Горные породы и буровые работы
тяжелые. Классификация современных перфораторов приведена в табл. 10.
Таблица 10
Классификация перфораторов*
Группы по мощности (ориентировочно)
|
|
Классы перфораторов |
|
|
|
ручные |
телескопные |
колонковые |
|||
типы |
марки |
типы |
марки |
типы |
марки |
Легкий | |
РП-17 |
|
|
— |
— |
|
РПМ-17 |
|
|
|
|
Для какой крепости пород рекомендует ся ( / по шкале Протодьяконова)
До 10
|
|
ПА-23 |
|
пт-зо птс- |
|
|
|
|
|
|
ПРС-3 |
Легкий |
(опытный |
|
— |
До 14 |
|
II |
Средний |
быстро |
— |
|||||
(быстро |
||||||||
|
|
ударный) |
|
ударный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
ПТ-20 |
|
|
|
|
III |
Тяжелый |
ОМ-506 |
I |
ТП-4 |
Легкий |
КЦМ-4 |
До 16 |
|
ПР-35 |
Средний I |
ПТ-45 |
||||||
|
|
ПР-ЗОК |
|
|
|
|
|
|
IV |
— |
|
Тяжелый |
ТТ-70 |
Средний |
КС-50 |
18—20 |
|
|
|
|
|
(опытный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
ПК-60 |
20 |
|
|
|
|
|
|
Тяжелый |
КТ-70 |
||
|
|
|
|
|
1 |
(опытный) |
|
По принципу действия все современные перфораторы анало гичны. Главные различия между отдельными классами и типами заключаются в весе и размере. Разные марки перфораторов име ют свои конструктивные особенности, преимущественно в возду хораспределительных устройствах.
'2. Ручные перфораторы
Рассмотрим устройство и принцип действия одного из рас пространенных ручных перфораторов марки ПА-23 (рис. 9). Поршень 1, помещенный в цилиндре 2, совершает под действием сжатого воздуха возвратно-поступательное движение. При дви жении вперед поршень своим штоком 3 наносит удар по хвосто
вику бура 4. Перемещение поршня в цилиндре достигается по очередным поступлением сжатого воздуха в переднюю и заднюю
* Классификация составлена канд. техн, наук А. К. Сидоренко.
Оборудование и инструмент для бурения шпуров |
43 |
полости цилиндра. Регулирование поступления сжатого воздуха в цилиндр перфоратора производится при помощи воздухорас
пределительного устройства 5.
Рис. 9. Перфоратор ПА-23
При обратном ходе поршня осуществляется поворот бура
при помощи поворотного механизма, состоящего из храпового механизма 6, геликоидального стержня 7, геликоидальной гайки 8 (вставленной в поршень /) и поворотной буксы 9.
Для удаления буровой мелочи из шпура перфоратор имеет
промывное устройство с водяной трубкой 10, которая проходит
по оси перфоратора и входит непосредственно в центральный канал бура. Такой способ подачи воды для промывки называет ся осевым.
Для предотвращения выпадения бура в процессе бурения, а
также для извлечения его из шпура служит буродержатель И.
Воздух поступает в перфоратор по воздушному патрубку 12,
44 |
Горные породы и буровые работы |
|
вода — по водяному (патрубку 13. Для |
регулирования подачи |
|
воздуха |
перфоратор имеет пусковой |
кран 14, находящийся в |
крышке 15 цилиндра. Поступление воды регулируется водяным краном 16, соединенным с водяным ^патрубком 13 через шланг
/7.
Воздухораспределительное устройство с кольцевым (трубча
тым) клапаном, которым снабжен перфоратор ПА-23, представ лено на рис. 10. К собственно воздухораспределитель ному
устройству относятся: клапан ная коробка 1, направляющая клапана 2, крышка клапанной коробки 3 И кольцевой кла пан 4.
Сжатый воздух по каналам
5 поступает в кольцевую каме
ру 6. При крайнем левом поло жении клапана 4 (рис. 10, а) сжатый воздух из камеры 6, че рез кольцевое пространство 7
(между клапаном и крышкой
клапанной коробки) поступает
Рис. 10. Схема воздухораспредели тельного устройства с кольцевым клапаном
в левую (рабочую) часть ци линдра и, давя на поршень, пе ремещает его вперед (рабочий ход). В это время правая часть цилиндра через кольцевые вы точки 8 соединена с выхлопным отверстием 9. При своем дви жении вперед поршень закры вает кольцевые выточки и в дальнейшем начинает сжимать
отсеченный в правой части
цилиндра воздух. Последний по каналу 10 в корпусе цилиндра и по каналу 11 в корпусе клапанной коробки попадает в коль
цевое пространство 12 и давит на клапан 4 слева.
При дальнейшем движении поршень открывает выхлопное отверстие 9 и левая часть цилиндра сообщается с атмосферой.
Давление в ней падает до атмосферного. Клапан 4 под давле нием слева перемещается в крайнее правое положение, соединяя камеру 6 с кольцевым пространством 12 и одновременно отде ляя кольцевое пространство 7 от камеры 6.
При крайнем правом положении клапана 4 (рис. 10, б) сжа тый воздух из камеры 6 по каналам 11 и 10 начинает поступать в правую часть цилиндра и, давя на кольцевую поверхность поршня, перемещает его назад (холостой ход). В дальнейшем