SU1596107A1 - Hydraulic drive of drilling machine - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и предназначено дл  образовани  скважин в породах средней крепости и грунтах. Цель - повышение производительности бурильной машины за счет расширени  диапазонов режимов ее работы. Гидропривод машины содержит гидроцилиндр (ГЦ) 3 подачи, гидромотор 5 привода вращател  и гидрораспределители (ГР) 8, 9 и 35. Корпус 2 ГЦ 3 выполнен с конусной частью 21 и св зан с буром 1, а ГР 8 и 9 установлены последовательно. С возможностью взаимодействи  с корпусом 2 установлен гидровключатель (ГВ) 33. Камера 32 ГР 9 сообщена с ГВ 33. Камера 27 св зана через вентиль 28 и дроссель 29 с полостью 30 ГЦ 3. Полость 30 св зана через вентиль 31 со сливной магистралью. Гидроаккумул тор 37 св зан с подводом 36 ГР 35, с камерой управлени  гидроклапана 41, через вентиль 39 со сливной магистралью и через обратный клапан 40 и гидроклапан 41 с напорной магистралью 42. С возможностью взаимодействи  с конусной частью 21 корпуса 2 установлен ГВ 19 и св зан с реле времени 15 и через установленные последовательно обратный клапан 18 и дроссель 17 со сливной магистралью. Дополнительные отвод и подвод ГР 8 св заны соответственно со сливной магистралью, и через дроссель 22 с гидроаккумул тором 23. Через вентиль 24 гидроаккумул тор 23 св зан со сливной магистралью, а через гидроклапан 25 - с напорной магистралью 26. Регулировка осевого усили  подачи обеспечиваетс  гидроклапаном 41. Изменение скорости перемещени  бура 1 обеспечиваетс  переключением ГР 35. Скорость вращени  бура 1 при разбрасывании грунта регулируетс  дросселем 22. 1 ил.The invention relates to the mining industry and is intended for the formation of wells in rocks of medium strength and soils. The goal is to increase the productivity of the drilling machine by expanding the range of modes of its operation. The hydraulic drive of the machine contains a hydraulic cylinder (HZ) 3 feeds, a rotary actuator hydraulic motor 5 and hydraulic distributors (HU) 8, 9 and 35. Housing 2 HZ 3 is made with a tapered part 21 and is connected with a drill 1, and GR 8 and 9 are installed in series. The hydraulic switch (HU) 33 is installed with interaction with the housing 2. The chamber 32 ГР 9 communicates with the HW 33. The chamber 27 is connected through the valve 28 and the throttle 29 with a 30 Hz cavity 3. The cavity 30 is connected through the valve 31 to the drain line. The hydroaccumulator 37 is connected to the supply 36 of the GR 35, with the control valve of the hydraulic valve 41, through the valve 39 to the drain line and through the check valve 40 and the hydraulic valve 41 to the pressure line 42. The HV 19 and the It is connected with the time relay 15 and through the check valve 18 installed in series and the choke 17 with the drain line. Additional outlet and supply of GR 8 are connected respectively to the drain line, and through the choke 22 to the hydraulic accumulator 23. Through the valve 24, the hydraulic accumulator 23 is connected to the drain main, and through the hydraulic valve 25 to the pressure main 26. The adjustment of the axial feed force is provided by a hydraulic valve 41. Changing the speed of movement of the drill 1 is provided by switching the GR 35. The speed of rotation of the drill 1 when scattering the soil is controlled by the throttle 22. 1 sludge.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к гидроприводам буриль- ных машин цикличного действи , предиаз-- начеиных дл  образовани  скважин в породах средней крепости и грунтах.The invention relates to the mining industry, in particular to hydraulic actuators of cyclic-action drilling machines, pre-explosive for the formation of wells in rocks of medium strength and soils.

Цель изобретени  - повышение производительности машины за счет расширени  диапазона режимов ее работы.The purpose of the invention is to increase the productivity of the machine by expanding the range of its operating modes.

На чертеже изображ.ен предлагаемый гидропривод бурильной машины.The drawing depicts the proposed hydraulic drilling machine.

Гидропривод бурильной машины содержит рабочий орган, выполненный в виде бура 1, закрепленного на корпусе 2 гидроцилиндра 3 подачи. Шток 4 гидроцилиндра 3 неподвижен, а корпус 2 может совершать возвратно-поступательные движени  и вращательное , которое он получает от гидромотора 5 нриводоз вращени  через редз/ктор 6. Полости гидромотора сообще1 ы гидролини ми 6 и 7 с двухпозиционным гидрорас- нределителем 8 и через послед1 ий - с трех- позиционным гидрораспределителем 9 вращател  гидролини ми 10 и 11. Гидрорас- .пределитель 8 имеет подпружиненный золотник и выполнен с возможностью ручного и гидравлического правлени  посредством камеры гидроуправлени  12,котора  линией 13 управлени  через первый вентиль 14 сообщена с реле 15-времени.Реле.времени 15 выполнено в виде гидроцилиндра с плавающим под пружиненным поршнем и с механизмом 15 ре-, гулировани  упругости пружины.Камера 12 гидроуправлени.ч сооби1ена еще со сливной магистралью через параллельно включенные первый регулируемый дроссель 17 и первый обратный клапан 18, а также с первым гидровключателем 19. Гид ровключатель 19 уста- новлен с возможностью регулировани  по- . ложени  его корпуса и с возможностью взаимодействи  его штока 20 с конусным торцом 21 корпуса гидроцилиндра 2 при подъеме последнего. Гидрораспредег-ктель 8 сообщен дополнительным отводом со сливной магистралью, а дополнительным лодводом через второй регулируемый дроссель 22 -. с первым гидроаккумул  ором 23, который через второй вентиль 24 сообщен со сливной магистралью, а через дополнительный нормально открытый гидроклапан. 25 - с первой дополнительной напорной магистралью 26. Гидрорасгфеделитель 9 также выполнен с подпружиненным золотником и с возможностью ручного и гидравлического управлени . Камера 27 гидроуправлени  гидрораспределител  9 сообщена линией управлени  через третий вентиль 28 и третий регулируемый дроссель 29 с поршневой,  вл ющейс  рабочей при бурении, полостью 30, а через четвертый вентиль 3 - со сливом Камера 32 гидроуправлени  гидрораспре- делнтел  9 сообщена линией управлени  с гидровключателем 33, который установлен с Возможностью взаимодействи  его штока с корпусом 2 цилиндра 3. Полости опускани . 30 и подъема 34 гидроцилиндра 3 сообщены.The hydraulic actuator of the drilling machine contains a working body, made in the form of a drill 1, mounted on the housing 2 of the hydraulic cylinder 3 feed. The rod 4 of the hydraulic cylinders 3 is stationary, and the housing 2 can perform reciprocating movements and rotational movement, which it receives from the hydraulic motor 5 through a hydraulic drive through red / cylinder 6. The cavities of the hydraulic motor communicate with the hydraulic lines 6 and 7 with the on-off hydraulic valve 8 and after It is equipped with a three-position hydraulic distributor 9 rotator with hydraulic lines 10 and 11. Hydraulic distributor 8 has a spring-loaded slide valve and is capable of manual and hydraulic control by means of a hydraulic control chamber 12, which line 13 pack The connection through the first valve 14 communicates with the relay 15-time. The relay 15 is made in the form of a hydraulic cylinder with a floating piston under the spring and with a mechanism 15 for reversing the elasticity of the spring. The hydraulic control chamber 12 is communicated with the return line through parallel connected first adjustable throttle 17 and the first check valve 18, as well as with the first hydraulic switch 19. The hydraulic switch 19 is installed with the ability to regulate -. of its body and with the possibility of its stem 20 interacting with the tapered end 21 of the body of hydraulic cylinder 2 when lifting the latter. The hydraulic distribution valve 8 is communicated by an additional tap to the drain line, and an additional lead through the second adjustable choke 22 -. with the first hydroaccumulator 23, which through the second valve 24 communicates with the drain line, and through an additional normally open hydrovalve. 25 — with the first additional pressure line 26. The hydraulic spreader 9 is also provided with a spring-loaded slide valve and with the possibility of manual and hydraulic control. The hydraulic control chamber 27 of the hydraulic distributor 9 is communicated by the control line through the third valve 28 and the third adjustable throttle 29 to the piston cavity, which is working while drilling, 30, and through the fourth valve 3 to the drain valve 32 of the hydraulic control valve of the hydraulic distributor 9 communicated by a control line to the hydraulic switch which is installed with the possibility of interaction of its rod with the body 2 of the cylinder 3. Lowering cavities. 30 and lift 34 hydraulic cylinders 3 are communicated.

гидролини ми через каналы, выполненные в штоке, с гидрораспределител ми 35 по-.- дачи. Гидрораспределитель 35 выполнен че- тырехпозиционным с -дополнительным под- 5 ,водом 36. Подвод 36 св зан со вторым гидро- а ккумул тором 37. Гидроаккумул тор 37 св зан с манометром 38, через п тый вентиль 39 - со сливом, через установленные последовательно второй обратный клапан 40 и нормально открытый гидроклапан 41 со второй дополнительной напорной магистралью 42, а также с камерой управлени  гидроклапана 41.hydraulic lines through the channels made in the rod, with hydraulic distributors 35 for-dacha. The valve 35 is made in four positions with an additional 5, water 36. The supply 36 is connected to the second hydraulic accumulator 37. The hydraulic accumulator 37 is connected to the pressure gauge 38, through the fifth valve 39 to the drain, installed in series a second check valve 40 and a normally open hydraulic valve 41 with a second additional pressure line 42, as well as with a hydraulic valve control chamber 41.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

5 В исходном положении все элементы устройства занимают позиции, изображенные на чертеже. Рабочий орган неподвижен, а гид-- роаккумул торы зар жены на заданную величину давлени . Вентили 24, 31 и 39 закрыты , а вентили 14, 28 открыты. 20 Дл  начала бурени  скважины оператор опускает золотник распределител  35 на первую позицию- от нейтральной и устанавливает бур 1 на опорную поверхность, а после этого опускает золотник до конца. В ука- 25 занной позиции золотника рабоча  жидкость из гидроаккумул тора 37 по гидролинии через канал в штоке 4 поступает в полость 30 опускани  н создает осевое уси- лие, а полость подъема 34 сообщаетс  со сливом. При повышении давлени  в полости 30 30 опускани  оно одновременно повышаетс  и в камере 27 управлени  гидрораспределител  9. Под действием указа} ного давлени  золотник гидрораспределител  9 преодолевает усилие пружины и опускаетс  от нейтральной позиции. Рабоча  жидкость 35 из напорной гидромагистрали через гидролинии 11 и 7 поступает на вход гидромотора 5, вал которого начинает вращатьс  и приводит во вращательное движение бур 1. При бурении скважины гидроаккумул тор 37 автоматически обеспечивает создание заданного осевого усили  на бур 1 и реализацию любой скорости подачи бура разработке грунтов, имеющих самые разнообразные прочностные свойства. После достижени  заданной глубины скважины шток 45 гидровключател  33 тер ет взаимодействие с корпусом 2 и выдвигаетс  под действием пружины, усилием которой создаетс  давление в штоковой полости гидровключател  33 и в камере 32 управлени  гидрораспределител  9. Под действием указанного дав- 50 лени  и пружины золотник гидрораспределител  9 возвращаетс  в нейтральную позицию и останавливает вращение гидромотора 5. Величина осевого усили  подачи рабочего органа в соответствии с эксплуатационными услови ми устанавливаетс  пу- 55 тем задани  давлени  в гидроаккумул торе 37, которое задаетс  с помощью вент ил  39 обратного клапана 40 и гидроклапана 41, а контролируетс  по манометру 38.5 In the initial position, all elements of the device occupy the positions shown in the drawing. The working body is stationary, and the hydroaccumulators are charged at a predetermined pressure. The valves 24, 31 and 39 are closed, and the valves 14, 28 are open. 20 To start drilling a well, the operator lowers the spool of the distributor 35 to the first position from neutral and sets the drill 1 to the bearing surface, and then lowers the spool to the end. In the indicated position of the spool, the working fluid from the hydroaccumulator 37 through the hydroline through the channel in the stem 4 enters the cavity 30 of the lowering and creates axial force, and the cavity of the rise 34 communicates with the drain. When the pressure in the cavity 30 30 is lowered, it simultaneously rises in the control valve chamber 27 9. Under the action of the indicated pressure, the valve of the hydraulic distributor 9 overcomes the spring force and descends from the neutral position. The working fluid 35 from the hydraulic line through the hydrolines 11 and 7 enters the input of the hydraulic motor 5, whose shaft starts to rotate and rotates the drill 1. When drilling a well, the hydraulic accumulator 37 automatically creates the specified axial force on the drill 1 and realizes any drilling feed rate. the development of soils with a variety of strength properties. After reaching a predetermined well depth, the stem 45 of the hydraulic switch 33 loses interaction with the housing 2 and extends under the action of a spring, the force of which creates pressure in the rod cavity of the hydraulic switch 33 and in the valve 32 of the control valve 9. Under the action of the specified pressure and spring of the valve of the hydraulic distributor 9 returns to the neutral position and stops the rotation of the hydraulic motor 5. The magnitude of the axial force of the working body feed in accordance with the operating conditions is set by the task pressure in hydroaccumulator 37, which is set using vent sil 39 of check valve 40 and hydraulic valve 41, and is monitored by pressure gauge 38.

4040

После остановки бура 1 оператор производит его подъем, дл  чего поднимает золотник гидрораспределител  35 до конца.; В указанной позиции золотник сообщает по- лость 34 подъема гидроцплиндра 3 с напорной гпдромагистралыо 42, а полость 30 опускани  - со сливом, поэтому бур 1 поднимаетс , выглубл  сь из скважипы. При полном выглублепии бура 1 корпус 2 своей конусной торцовой поверхностью 21 вдвигает шток 20 в корпус гидровключател  19. Рабоча  жидкость из гидровключател  19 поступает по линии управлени  в гидравлическую полость реле 15 времени и заполн  - ет ее, перемеща  порщень р направлении сжати  пружины. Одновременно рабоча  жидкость по линии управлени  поступает через вентпль 14 в камеру 12 управлени  гидрораспределител  8, золотник которого, преодолева  усилие пружины, опускаетс  и сооб- щает вход гидромотора 5 с гидроаккумул тором 23, а выход - со сливом. Рабоча  жидкость, поступающа  к гидромотору 5 из гидроаккумул тора 23, обеспечивает ускоренное вращение бура 1 и разбрасывание извлеченного из скважины грунта. Продолжительность ускоренного вращени  рабочего органа устанавливаетс  регулировкой дроссел  17. По истечении установленного времени поршень реле 15 времени под действием прулсииы вытесн ет рабочую жидкость на слив через дроссель 17, поэтому давление в камере 12 управлени  уменьшаетс - и золотник гидрораспределител  8 возвращаетс  пружиной Б. исходную позицию и останавливает вращение рабочего органа. Рабочее оборудование в этом случае возвращаетс  в исходное положение и изготовлено дл  повторени  рабочих циклов. Частота ускоренного вращени  бура 1. задаетс  с помощью дроссел  22 в соответствии с экс- плуатационными услови ми. Давление ра- .бочей жидкости в гидроаккумул торе 23 устанавливаетс - с помощью вентил  24 и гидроклапана 25.After stopping the drill 1, the operator lifts it, for which he raises the control valve 35 to the end .; In this position, the spool informs the lifting space 34 of the hydraulic cylinder 3 with the pressure gpdromagistralyo 42, and the lowering cavity 30 with the drain, so the drill 1 rises, digs out of the well. When the drill 1 is completely dredged, the case 2 with its conical end surface 21 pushes the rod 20 into the case of the hydraulic switch 19. The working fluid from the hydraulic switch 19 flows along the control line into the hydraulic cavity of the time relay 15 and fills it, displacing the spring p in the direction of compression of the spring. At the same time, the working fluid through the control line enters the control valve 14 into the control valve 12 of the hydraulic distributor 8, the valve of which, overcoming the spring force, lowers and informs the input of the hydraulic motor 5 with the hydraulic accumulator 23 and the outlet with the drain. The working fluid supplied to the hydraulic motor 5 from the hydraulic accumulator 23 provides accelerated rotation of the drill 1 and scattering of the soil extracted from the well. The duration of the accelerated rotation of the working body is set by adjusting the throttles 17. After the set time has elapsed, the piston of the time relay 15 pushes the working fluid to drain through the throttle 17, so the pressure in the control chamber 12 decreases - and the control valve 8 returns the spring B. stops the rotation of the working body. The work equipment in this case returns to its original position and is manufactured to repeat the work cycles. The frequency of the accelerated rotation of the drill 1. is set using throttles 22 in accordance with the operating conditions. The working fluid pressure in the accumulator 23 is set by means of a valve 24 and a hydraulic valve 25.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Гидропривод бурильной машины, включающий гидроцилиндр подачи, имеющий корпус и щток, образующие полости, св занные через гидрораспределитель подачи с ; напорной и сливной магистрал ми, гидро- мотор- вращател , полости которого св заны через гидрораспределитель вращени  с  A hydraulic drive for a drilling machine, comprising a feed cylinder, having a housing and brushes, forming cavities connected through a flow control valve; pressure and discharge lines, a rotary motor, the cavities of which are connected via напорной или сливной магистрал ми, двух- позиционный распределитель, нормально открытый гидроклапан и два обратных клапана , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  производительности машины за счет расширени  диапазона режимов ее работы, гидропривод снабжен двум  дополнительными напорными магистрал ми, двум  гидроаккумул торами , дополнительным нормально открытым гидроклапаном, трем  ре- ipressure or drain lines, a two-position valve, a normally open hydraulic valve and two check valves, characterized in that, in order to improve the performance of the machine by expanding the range of its operating modes, the hydraulic actuator is equipped with two additional pressure lines, two hydraulic accumulators, an additional normally open hydrovalve, three pe- i гулируемыми дроссел ми, п тью вентил ми, реле времени и двум  гидровключател ми, причем корпус гидроцилиндра подачи выполнен с конусной частью, гидрораспределитель подачи выполнен четырехпозиционным с throttling throttles, five valves, a time relay and two hydraulic switches, the feed cylinder body is made with a tapered part, the flow control valve is four-way with 5 дополнительным входом, двухпозиционный гидрораспределитель выполнен с камерой гидроуправлени , дополиителы ымн подводом н отводом и установлен последовательно с гидрораспределите.тсм вращател , вы- полне1 ным с двум  камерами гидроуправ - лени , одна из которых coo6meiia с вторым гидровключателем, установленным с возможностью взаимодействи  с корпусом гнд- роцилиндра подачи, а друга  через установленные последовательно третий вентиль и5 additional inlet, two-way valve made with hydraulic control chamber, additional filters and outlet and installed in series with hydraulic distributor. Cm rotator, complete with two hydraulic control chambers, one of which is coo6meiia with a second hydraulic switch installed with possibility of interaction with the body supply cylinder, and the friend through the third valve installed in series and 5 третий регулируемый дроссель - с рабочей при бурении полостью гидроцилиндра подачи , св занной через четвертый вентиль со сливной магистралью, при этом второй гпд- роаккумул тор св зан с дополнительным по/ь водом гидрораспределител  подачи, с каме- 30 рой управлени  нормально открытого гидроклапана и через установленные последовательно нормально открытый гидроклппан и второй обратный клапан - с второй дополнительной напорной магистралью, причем первый гидровключатель устаноилен с воз35 можностью взаимодействи  с конусной частью корпуса гидроцнлиндра подачи и св зан с реле времени н через установленные параллельно первый обратный клапан и первый регулируемый дроссель - со сливной магистралью, при этом дополнительные отвод и подвод двухпозниионного гидрораспределител  св заны соответственно со сливной магистралью н через второй регу- -лируемый дроссель - с первым гидроаккумул тором , св занным через второй вент1и Ь 45 со сливной магистралью -л через дополни.- тельный нормально открытый клапа - с первой дополнительной напорной ралью.5, the third adjustable throttle is with the working cylinder of the supply hydraulic cylinder connected through the fourth valve to the drain line, while the second pump accumulator is connected with the additional water supply control valve, with the control chamber of the normally open hydraulic valve and through a normally open normally installed hydroclopane and a second non-return valve - with a second additional pressure line, the first hydraulic switch being installed with the possibility of interacting with the conical part of the core of the supply hydraulic cylinder and connected to a time relay n through the first non-return valve and the first adjustable choke installed in parallel with the drain line, while the additional tap and supply of the two-directional control valve are connected to the drain line respectively through the second adjustable choke with the first hydroaccumulator connected through the second vent 45 and to the drain line l through an additional normally open valve - with the first additional pressure rally. 4040